RU2736792C1 - Robot car washer - Google Patents

Abstract

FIELD: washing cars.

SUBSTANCE: invention relates to automatic contact or non-contact car washing devices. Complex is equipped with sensor sensors of mobile portal module with orientation and positioning devices. Portal is formed by two aggregate posts and connecting arch with manipulators installed on it with working elements. Arch is articulated with stands. Units for preparation and supply of washing liquid into working elements and collection of used liquid with contaminants, separator and packer of solid contaminants are arranged in stands. Control device with software installed on it processes data of sensor sensors and generates control commands for drives of propellers, drives of units in stands, arch hinges and manipulators with detergent working elements. Complex can be equipped with units for non-contact washing under pressure. For this purpose foam gauges and pressure washing machines are installed in portal posts, and manipulators are equipped with nozzles for application of foam or emulsion on car body and nozzles for creation of high-speed flows of sprayed washing liquid.

EFFECT: simplified design of the device is provided.

1 cl

Description

Изобретение относится к производству средств автоматизации и предназначено для использования в индивидуальном, коллективном или сервисном режиме в качестве мойщика автомобилей.The invention relates to the production of automation equipment and is intended for use in individual, collective or service mode as a car washer.

Известны устройства индивидуального или коллективного применения для автоматической контактной или бесконтактной мойки автомобилей непосредственно в гараже или на месте стоянки, и изготавливаемые в виде роботизированного комплекса с устройствами идентификации и позиционирования кузова автомобиля, и с агрегатами для подготовки и подачи моющей жидкости в рабочие органы и сбора использованной жидкости с загрязнениями.Known devices for individual or collective use for automatic contact or contactless car wash directly in the garage or at the parking lot, and made in the form of a robotic complex with devices for identifying and positioning the car body, and with units for the preparation and supply of washing liquid to working bodies and collection of used contaminated liquids.

Наиболее близким аналогом изобретения является защищенный патентом РФ №2410257 робот-автомойщик.The closest analogue of the invention is a robotic car washer protected by RF patent No. 2410257.

Данный робот состоит из базового модуля с устройством управления системами и агрегатами робота, устройством хранения и подготовки рабочих моющих жидкостей и подачи их в рабочие органы робота, системой идентификации кузова автомобиля и позиционирования рабочих органов относительно кузова автомобиля, отделителем и упаковщиком твердых загрязнений, и соединенного с базовым модулем электрическими кабелями и гидравлическими и пневматическими шлангами портального мобильного модуля с манипулятором или манипуляторами с рабочими органами и датчиками состояния поверхности кузова автомобиля.This robot consists of a basic module with a control device for systems and units of the robot, a device for storing and preparing working cleaning fluids and supplying them to the working bodies of the robot, a system for identifying the car body and positioning the working bodies relative to the car body, a separator and packer of solid contaminants, and connected to the base module with electric cables and hydraulic and pneumatic hoses of the portal mobile module with a manipulator or manipulators with working bodies and sensors of the state of the car body surface.

К недостаткам данного устройства для автоматической мойки автомобилей относится низкая применимость из-за сложной конструкции и высокой стоимости манипуляторов, необходимость выделения отдельного пространства в гараже или на машиноместе для размещения базового модуля, необходимость в наличии приведенного от специального двигателя барабана или катушки для автоматического сматывания шлангов и кабелей, а также необходимость обеспечения безопасного раскатывания и сматывания шлангов и кабеле без образования петель и без контактов с посторонними предметами.The disadvantages of this device for automatic car wash include low applicability due to the complex design and high cost of manipulators, the need to allocate a separate space in the garage or in the parking lot to accommodate the basic module, the need for a reel or reel driven from a special engine for automatic hose reeling, and cables, as well as the need to ensure safe unrolling and reeling of hoses and cables without kinking and without contact with foreign objects.

Сложность манипуляторов обусловлена тем, что перемещения портального мобильного модуля обеспечивает только глобальные перемещения рабочих органов робота, а региональные и локальные перемещения обеспечивают приводы шарниров многозвенных манипуляторов с моющими насадками. Соответственно, манипуляторы имеют длинные звенья, создающие значительные нагрузочные моменты на мотор-редукторы приводов, а также обусловливают высокие требования к качеству изготовления приводных механизмов для обеспечения малых люфтов в узлах сопряжения деталей редукторов и валов и подшипников. В результате, конструкции манипуляторов получаются сложными, громоздкими и дорогими.The complexity of the manipulators is due to the fact that the movements of the portal mobile module provide only global movements of the working bodies of the robot, and regional and local movements are provided by the drives of the joints of the multi-link manipulators with washing nozzles. Accordingly, manipulators have long links, which create significant load moments on the drive gearmotors, and also impose high requirements on the quality of manufacturing of drive mechanisms to ensure small backlashes in the mating units of gearbox parts and shafts and bearings. As a result, manipulator designs are complex, cumbersome, and expensive.

Необходимость выделения отдельного места в гаражном пространстве или на площадке машиноместа для установки базового модуля с производственными агрегатами для подготовки и подачи в рабочие органы моющей жидкости, отделения твердых отходов от смыва с поверхности кузова и регенерации моющей жидкости обусловлена двухмодульной конструкцией робота-автомойщика. Двухмодульность конструкции робота обусловливает наличие дополнительных агрегатов и узлов в виде приведенной катушки для шлангов и кабелей с муфтами их подвижных соединений, а также необходимость затрат времени для обеспечения беспрепятственного разматывания шлангов и кабелей и их безопасного сматывания без образования петель и узлов.The need to allocate a separate space in the garage space or at the parking lot for the installation of a basic module with production units for the preparation and supply of washing liquid to the working bodies, separation of solid waste from flushing from the body surface and regeneration of the washing liquid is due to the two-module design of the robot car wash. The two-modular design of the robot determines the presence of additional units and assemblies in the form of a reduced reel for hoses and cables with couplings of their movable joints, as well as the need for time-consuming to ensure unhindered unwinding of hoses and cables and their safe unwinding without the formation of loops and knots.

Задачей изобретения является повышение применимости робота-автомойщика посредством снижения сложности конструкции манипуляторов, снижения требований к условиям размещения в гараже или на площадке машиноместа.The objective of the invention is to increase the applicability of a robot car wash by reducing the complexity of the design of manipulators, reducing the requirements for the conditions of placement in the garage or on the site of the parking lot.

Указанная задача решается тем, что робота-автомойщика выполняют одномодульным в виде портальной конструкции, состоящей из двух подвижных стоек и соединенной с ними приведенным шарниром или шарнирами арки с размещенными на ней манипуляторами с моющими насадками, а агрегаты для подготовки моющей жидкости и переработки продуктов смыва размещаются в стойках, манипуляторы выполняют двухзвенными с четырьмя подвижностями, из которых две обеспечиваются двухплоскостными приведенными шарнирами в комлевой части манипулятора, а две остальные подвижности двухплоскостными приведенными шарнирами для ориентации моющей насадки.This problem is solved by the fact that the robot car washer is performed as a single-module in the form of a portal structure, consisting of two movable racks and connected to them by a reduced hinge or arches of the arch with manipulators with washing nozzles placed on it, and units for the preparation of washing liquid and processing of flush products are placed in racks, the manipulators are two-link with four mobility, of which two are provided with two-plane reduced hinges in the butt part of the manipulator, and the other two are provided with two-plane reduced hinges for orientation of the washing nozzle.

Работает новый робот-автомойщик следующим образом: робота устанавливают в гараже или на площадке машиноместа, подключают к источнику энергии (электросети) и активируют программное обеспечение устройства управления робота. Программное обеспечение тестирует работоспособность всех датчиков и приступает к обработке их данных. По данным датчиков расстояний и данным системы распознавания видеоизображений система управления роботом позиционируется относительно автомашины и гаражного пространства и приступает к обработке кузова автомашины, экспертируя состояние обрабатываемой поверхности по соответствию с данными из памяти устройства управления или из подключенного внешнего устройства с данными об обрабатываемой машине.The new robot car wash works as follows: the robot is installed in the garage or on the parking lot, connected to an energy source (mains) and the software of the robot's control device is activated. The software tests the performance of all sensors and starts processing their data. According to the data of distance sensors and data of the video image recognition system, the robot control system is positioned relative to the car and garage space and starts processing the car body, examining the state of the processed surface in accordance with the data from the memory of the control device or from a connected external device with data about the processed machine.

При этом приводы движителей стоек обеспечивают глобальные перемещения рабочих органов робота. Привод/приводы шарниров, соединяющих арку со стойками, обеспечивают региональные перемещения, а приводы шарниров манипуляторов обеспечивают локальные перемещения моющей насадки. Приводы шарниров арки по командам устройства управления робота наклоняют арку, выставляя комлевые устройства манипуляторов на оптимальных расстояниях от обрабатываемой поверхности. Приводы шарниров комлевых устройств манипуляторов отклоняют звенья конструкций манипуляторов, выставляя моющие насадки на высоту рабочих зазоров от обрабатываемой поверхности. Приводы шарниров узла крепления моющей насадки ориентируют моющую насадку относительно вертикали к обрабатываемому данным манипулятором участку поверхности кузова автомашины. Приводы механизмов гидро-и пневмосистем робота создают необходимые давления в системах и обеспечивают подачу моющих сред - пены, эмульсии, воды и т.п. в рабочие органы робота - моющие насадки манипуляторов, а также сбор и транспортировку смываемых загрязнений в агрегаты для отделения твердых загрязнений и регенерацию моющих жидкостей.In this case, the drives of the propellers of the legs provide global movements of the working bodies of the robot. The drive / drives of the hinges connecting the arch with the uprights provide regional movements, and the drives of the manipulator joints provide local movements of the washing nozzle. The drives of the arch hinges tilt the arch at the commands of the robot control device, exposing the butt devices of the manipulators at optimal distances from the work surface. The drives of the joints of the butt devices of the manipulators deflect the links of the structures of the manipulators, exposing the washing nozzles to the height of the working gaps from the treated surface. Drives of the hinges of the attachment point of the washing nozzle orient the washing nozzle relative to the vertical to the area of the car body surface processed by this manipulator. The drives of the mechanisms of the hydro and pneumatic systems of the robot create the necessary pressures in the systems and provide the supply of detergents - foam, emulsion, water, etc. to the working bodies of the robot - washing nozzles of manipulators, as well as collection and transportation of washed-off contaminants into units for separating solid contaminants and regenerating washing liquids.

Полезный эффект от применения изобретения заключается в повышении применимости робота-автомойщика вследствие упрощения конструкции и снижения стоимости изготовления и расходов на установку и эксплуатацию одномодульной конструкции, упрощения конструкции и снижения стоимости изготовления и расходов на эксплуатацию двухзвенных манипуляторов, а также повышения эффективности вследствие введения в конструкцию портального модуля дополнительной подвижности в виде способности арки управляемо отклоняться относительно стоек.The beneficial effect of the application of the invention is to increase the applicability of a robot car wash due to a simplified design and a decrease in the manufacturing cost and installation and operation costs of a single-module structure, a simplified design and a decrease in the manufacturing cost and operating costs of two-link manipulators, as well as increased efficiency due to the introduction of a portal additional mobility module in the form of the arch's ability to controllably deviate relative to the struts.

Claims (1)

Роботизированный комплекс для автоматической мойки кузова автомобиля, включающий портальный модуль с манипуляторами, имеющими рабочие моющие органы, с устройствами идентификации и позиционирования относительно кузова автомобиля, агрегаты для подготовки и подачи моющей жидкости в рабочие органы и сбора использованной жидкости с загрязнениями, смытыми с обрабатываемой поверхности, отделитель и упаковщик смытых с обрабатываемой поверхности твердых загрязнений, отличающийся тем, что он содержит систему распознавания видеоизображений обрабатываемой поверхности, при этом система управления выполнена с возможностью позиционирования портального модуля относительно кузова автомобиля по полученным данным системы распознавания видеоизображений, портальный модуль состоит из двух мобильных стоек, имеющих движители с приводами, и арки, соединенной посредством приводных шарниров со стойками с возможностью ее управляемого отклонения относительно стоек и наклона к обрабатываемой поверхности, при этом упомянутые манипуляторы с рабочими моющими органами установлены на арке, а агрегаты для подготовки и подачи моющей жидкости в рабочие органы и сбора использованной жидкости с загрязнениями, отделитель и упаковщик смытых с обрабатываемой поверхности твердых загрязнений установлены в упомянутых стойках портального модуля, причем манипуляторы выполнены двухзвенными с четырьмя подвижностями, из которых две обеспечены двухплоскостными приводными шарнирами в комлевой части манипулятора, а две остальные подвижности – двухплоскостными приводными шарнирами для ориентации рабочих моющих органов, при этом рабочие моющие органы выполнены в виде форсунок для нанесения пены на поверхность кузова автомашины и форсунок для мойки под давлением.A robotic complex for automatic washing of a car body, including a portal module with manipulators having working washing bodies, with identification and positioning devices relative to the car body, units for preparing and supplying washing liquid to working bodies and collecting used liquid with impurities washed off the treated surface, a separator and packer of solid contaminants washed off from the surface to be treated, characterized in that it contains a system for recognizing video images of the surface to be treated, while the control system is configured to position the portal module relative to the car body according to the received data from the video image recognition system, the portal module consists of two mobile racks, having propellers with drives, and an arch connected by means of drive hinges with racks with the possibility of its controlled deviation relative to the racks and inclination to the treated surface, while the mentioned manipulators with working washing bodies are installed on the arch, and the units for preparing and supplying the washing liquid to the working bodies and collecting the used liquid with contaminants, the separator and packer of solid contaminants washed off from the treated surface are installed in the said racks of the portal module, and the manipulators are made of two-link with four mobility, of which two are provided with two-plane drive hinges in the butt part of the manipulator, and the other two are provided with two-plane drive hinges for orientation of the working washing bodies, while the working washing bodies are made in the form of nozzles for applying foam to the surface of the car body and nozzles for pressure washing ...