隨著(zhù)科技的不斷進(jìn)步，機器人技術(shù)得到了迅速發(fā)展，作為機器人技術(shù)的重要分支，切割機器人被廣泛應用于工業(yè)切割領(lǐng)域，極大地提高了工業(yè)生產(chǎn)水平。

切割機器人主要以水切割機器人和激光切割機器人為主，而在氣割領(lǐng)域，切割機器人仍然需要工作人員以手動(dòng)控制的方式運行，依靠切割人員的經(jīng)驗完成切割任務(wù)，切割精度較差，切割效率較低，同時(shí)，現有的氣割機器人結構復雜，對于難以移動(dòng)的大型結構器件，無(wú)法通過(guò)切割機器人完成切割操作，只能以人工切割的方式進(jìn)行，適用范圍有限。

發(fā)明內容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種切割機器人及切割方法，以通過(guò)切割機器人完成氣割操作。

**方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種切割機器人，包括：切割執行模塊、移動(dòng)控制模塊和機器人本體；所述切割執行模塊和所述移動(dòng)控制模塊均位于所述機器人本體的上方；

所述切割執行模塊包括切割噴嘴、夾持單元、調節閥門(mén)和角度調節單元；

所述切割噴嘴，用于通過(guò)氣體燃燒產(chǎn)生的高溫火焰執行切割操作；

所述夾持單元，用于夾持所述切割噴嘴；

所述調節閥門(mén)，用于調節所述切割噴嘴中的氣體流量；

所述角度調節單元，用于調節所述切割噴嘴的切割角度；

所述移動(dòng)控制模塊，分別連接所述機器人本體和所述切割執行模塊，用于控制所述切割執行模塊的移動(dòng)；

所述機器人本體，用于承載所述移動(dòng)控制模塊和所述切割執行模塊，并在待切割物體上移動(dòng)。

所述移動(dòng)控制模塊包括橫向控制模塊、縱向控制模塊和高度控制模塊；

所述橫向控制模塊，用于控制所述切割執行模塊沿水平方向移動(dòng)；所述水平方向為所述機器人本體的上端面的中心點(diǎn)指向右側邊沿中心點(diǎn)的方向；

所述縱向控制模塊，用于控制所述切割執行模塊沿豎直方向移動(dòng)；所述豎直方向為所述機器人本體的上端面的中心點(diǎn)指向前側邊沿中心點(diǎn)的方向；

所述高度控制模塊，用于控制所述切割執行模塊沿垂直方向移動(dòng)；所述垂直方向為垂直于水平方向和豎直方向，并豎直向上的方向。

所述移動(dòng)控制模塊包括滾珠絲杠。

所述機器人本體包括車(chē)架、履帶輪和動(dòng)力模塊；

所述履帶輪，位于所述車(chē)架兩側，用于帶動(dòng)所述車(chē)架移動(dòng)；

所述動(dòng)力模塊，位于所述車(chē)架內部，用于為所述履帶輪提供動(dòng)力；

所述車(chē)架，用于承載所述履帶輪和所述動(dòng)力模塊。

所述機器人本體還包括吸附模塊；

所述吸附模塊，位于所述車(chē)架的后端，用于將所述機器人本體固定于所述待切割物體的表面。

所述待切割物體為導磁材料；所述吸附模塊包括磁力吸附模塊。

所述機器人本體還包括陀螺儀和/或邊沿檢測傳感器；

所述陀螺儀，位于所述車(chē)架內部，用于檢測所述機器人本體的姿態(tài)信息；

所述邊沿檢測傳感器，位于所述車(chē)架的前端和后端，用于檢測所述待切割物體的邊沿。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種切割方法，包括：

當獲取到目標切割任務(wù)時(shí)，解析所述目標切割任務(wù)，以獲取任務(wù)信息；其中，所述任務(wù)信息包括目標位置點(diǎn)、目標切割點(diǎn)、目標切割角度和目標切割軌跡；

控制所述機器人本體移動(dòng)至所述目標位置點(diǎn)，并根據陀螺儀記錄的姿態(tài)信息，調整所述機器人本體的姿態(tài)；

通過(guò)移動(dòng)控制模塊控制切割噴嘴移動(dòng)至所述目標切割點(diǎn)，并通過(guò)角度調節單元調整所述切割噴嘴至所述目標切割角度；

通過(guò)所述移動(dòng)控制模塊，控制所述切割噴嘴沿所述目標切割軌跡執行切割操作。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種切割裝置，包括：

切割任務(wù)解析模塊，用于當獲取到目標切割任務(wù)時(shí)，解析所述目標切割任務(wù)，以獲取任務(wù)信息；其中，所述任務(wù)信息包括目標位置點(diǎn)、目標切割點(diǎn)、目標切割角度和目標切割軌跡；

位置及姿態(tài)控制模塊，用于控制所述機器人本體移動(dòng)至所述目標位置點(diǎn)，并根據陀螺儀記錄的姿態(tài)信息，調整所述機器人本體的姿態(tài)；

切割噴嘴控制模塊，用于通過(guò)移動(dòng)控制模塊控制切割噴嘴移動(dòng)至所述目標切割點(diǎn)，并通過(guò)角度調節單元調整所述切割噴嘴至所述目標切割角度；

切割操作執行模塊，用于通過(guò)所述移動(dòng)控制模塊，控制所述切割噴嘴沿所述目標切割軌跡執行切割操作。

第四方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時(shí)實(shí)現如本發(fā)明任意實(shí)施例所述的切割方法。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過(guò)移動(dòng)控制模塊對切割噴嘴的位置控制，調節閥門(mén)對氣體流量的調節，以及角度調節單元對切割噴嘴的切割角度的控制，實(shí)現了機器化的氣割操作，極大地提高了切割效率和切割精度，同時(shí)，機器人本體具備在待切割物體表面移動(dòng)的能力，對于難以移動(dòng)的大型結構器件，仍然具有極好的切割處理能力，擴大了切割機器人的適用范圍。

附圖說(shuō)明

圖1A是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種切割機器人的結構框圖；

圖1B是本發(fā)明實(shí)施例一提供的移動(dòng)方向示意圖；

圖1C是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種切割機器人的機器人本體的結構框圖；

圖1D是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種切割機器人的履帶輪的結構框圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種切割方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種切割裝置的結構框圖。

具體實(shí)施方式

下面結合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細說(shuō)明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結構。

實(shí)施例一

圖1A為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種切割機器人的結構框圖，該切割機器人包括：切割執行模塊11、移動(dòng)控制模塊12和機器人本體13；所述切割執行模塊11和所述移動(dòng)控制模塊12均位于所述機器人本體13的上方；

所述切割執行模塊11包括切割噴嘴111、夾持單元112、調節閥門(mén)113和角度調節單元114；

所述切割噴嘴111，用于通過(guò)氣體燃燒產(chǎn)生的高溫火焰執行切割操作；切割噴嘴111連接混合氣管和純氧氣管，混合氣管中包括可燃氣體(例如，乙炔)和氧氣，利用可燃氣體同氧氣混合燃燒所產(chǎn)生的高溫火焰將金屬材料的待切割物體熔化，再通過(guò)純氧氣管?chē)娚涞募冄鯕?，使熔化的金屬迅速氧化燃燒生成氧化物熔渣，并被氣流吹散，以此形成切口；特別的，可燃氣體還可以包括石油氣、天然氣或煤氣，在本發(fā)明實(shí)施例中，對可燃氣體的類(lèi)型不作具體限定。

夾持單元112，用于夾持所述切割噴嘴111；調節閥門(mén)113，用于調節所述切割噴嘴111中的氣體流量；調節閥門(mén)113可以調節混合氣管中混合氣體的流量，也可以調節純氧氣管中氧氣的流量；角度調節單元114，用于調節所述切割噴嘴111的切割角度。

所述移動(dòng)控制模塊12，分別連接所述切割執行模塊11和所述機器人本體13，用于控制所述切割執行模塊11的移動(dòng)；切割執行模塊11在執行切割任務(wù)時(shí)，需要移動(dòng)至不同的切割起點(diǎn)，還需要從切割起點(diǎn)處執行不同方向的切割操作，因此，移動(dòng)控制模塊12為切割執行模塊11提供了不同方向的拖動(dòng)力。

可選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述移動(dòng)控制模塊12包括橫向控制模塊、縱向控制模塊和高度控制模塊；所述橫向控制模塊，用于控制所述切割執行模塊11沿水平方向移動(dòng)；所述水平方向為所述機器人本體13的上端面的中心點(diǎn)指向右側邊沿中心點(diǎn)的方向；所述縱向控制模塊，用于控制所述切割執行模塊11沿豎直方向移動(dòng)；所述豎直方向為所述機器人本體13的上端面的中心點(diǎn)指向前側邊沿中心點(diǎn)的方向；所述高度控制模塊，用于控制所述切割執行模塊11沿垂直方向移動(dòng)；所述垂直方向為垂直于水平方向和豎直方向，并豎直向上的方向。如圖1B所示，機器人本體13的上端面為正方形，水平方向對應機器人本體13的左右方向，豎直方向對應機器人本體13的前后方向，也即機器人本體13的運動(dòng)方向，垂直方向垂直于機器人本體13的上端面并豎直向上。

可選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述移動(dòng)控制模塊12包括滾珠絲杠；滾珠絲杠是將旋轉運動(dòng)轉換成線(xiàn)性運動(dòng)的傳動(dòng)裝置，具有高精度、可逆性、高效率以及摩擦阻力小等特點(diǎn)，在本發(fā)明實(shí)施例中，利用滾珠絲杠中滾珠回轉運動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能拖動(dòng)切割執行模塊11沿直線(xiàn)方向運動(dòng)；滾珠絲杠可以包括螺桿、螺母、鋼球、預壓片、反向器和防塵器等部件，在本發(fā)明實(shí)施例中，可選的，對滾珠絲杠的組成部件不作具體限定。

所述機器人本體13，用于承載所述移動(dòng)控制模塊12和所述切割執行模塊11，并在待切割物體上移動(dòng)；具體的，如圖1C所示，所述機器人本體13包括車(chē)架131、履帶輪132和動(dòng)力模塊133；所述履帶輪132，位于所述車(chē)架131兩側，用于帶動(dòng)所述車(chē)架131移動(dòng)；如圖1D所示，履帶輪132包括輪轂1321，以及包裹輪轂1321的**轉動(dòng)鏈條1322、第二轉動(dòng)鏈條1323和連接鏈條1324，其中，連接鏈條1324分別連接**轉動(dòng)鏈條1322和第二轉動(dòng)鏈條1323；履帶輪132與車(chē)架131活動(dòng)連接，使得切割機器人在非平面的待切割物體上行走時(shí)，履帶輪132可以自由的相對車(chē)架131進(jìn)行姿態(tài)調整，以此來(lái)適應待切割物體表面，提高履帶輪132與待切割物體表面的貼合度，降低了切割機器人發(fā)生打滑或者從待切割物體掉落的概率；所述動(dòng)力模塊133，位于所述車(chē)架131內部，用于為所述履帶輪132提供動(dòng)力；所述車(chē)架131，用于承載所述履帶輪132和所述動(dòng)力模塊133。

可選的，在發(fā)明實(shí)施例中，所述機器人本體13還包括吸附模塊和用于驅動(dòng)吸附模塊升降的升降機構；所述吸附模塊，位于所述車(chē)架的后端，用于將所述機器人本體13固定于所述待切割物體的表面；當執行吸附操作時(shí)，升降機構帶動(dòng)吸附模塊垂直向下運動(dòng)，并通過(guò)車(chē)架131上的貫穿孔，穿過(guò)車(chē)架131，靠近待切割物體的表面；當結束吸附操作時(shí)，升降機構帶動(dòng)吸附模塊垂直向上運動(dòng)，并通過(guò)車(chē)架131上的貫穿孔，穿過(guò)車(chē)架131，遠離待切割物體的表面。切割噴嘴111在執行切割操作時(shí)，需要保證機器人本體13的穩定，防止出現滑動(dòng)，導致切割軌跡偏離，因此，在機器人本體13的后端安裝吸附模塊(例如，吸盤(pán))，在切割噴嘴111執行切割操作的同時(shí)，吸附模塊吸附于待切割物體上，以保持機器人本體13的穩定；特別的，如果所述待切割物體為導磁材料，那么所述吸附模塊包括磁力吸附模塊。

可選的，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述機器人本體13還包括陀螺儀和/或邊沿檢測傳感器；所述陀螺儀，位于所述車(chē)架131內部，用于檢測所述機器人本體13的姿態(tài)信息；所述邊沿檢測傳感器，位于所述車(chē)架的前端和后端，用于檢測所述待切割物體的邊沿；機器人本體13在運動(dòng)過(guò)程中，或放置于待切割物體表面時(shí)，姿態(tài)信息可能會(huì )發(fā)生偏移，因此，通過(guò)機器人本體13內部安裝的陀螺儀(例如，九軸陀螺儀)實(shí)時(shí)獲取機器人本體13的姿態(tài)信息變化，在切割噴嘴111執行切割操作前，調整機器人本體13的姿態(tài)，保證姿態(tài)穩定；同時(shí)，在機器人本體13的前后兩端分別安裝邊沿檢測傳感器，可以避免切割機器人在待切割物體表面移動(dòng)時(shí)，離開(kāi)待切割物體，造成切割機器人掉落。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過(guò)移動(dòng)控制模塊對切割噴嘴的位置控制，調節閥門(mén)對氣體流量的調節，以及角度調節單元對切割噴嘴的切割角度的控制，實(shí)現了機器化的氣割操作，極大地提高了切割效率和切割精度，同時(shí)，機器人本體具備在待切割物體表面移動(dòng)的能力，對于難以移動(dòng)的大型結構器件，仍然具有極好的切割處理能力，擴大了切割機器人的適用范圍。

實(shí)施例二

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種切割方法的流程圖，本實(shí)施例可適用于通過(guò)實(shí)施例一種的切割機器人執行切割操作，該方法可以由本發(fā)明實(shí)施例三中的切割裝置來(lái)執行，該裝置可以通過(guò)軟件和/或硬件的方式實(shí)現，并集成在切割機器人中，該方法具體包括如下步驟：

S210、當獲取到目標切割任務(wù)時(shí)，解析所述目標切割任務(wù)，以獲取任務(wù)信息；其中，所述任務(wù)信息包括目標位置點(diǎn)、目標切割點(diǎn)、目標切割角度和目標切割軌跡。

目標位置點(diǎn)是切割機器人的機器人本體需要到達的位置，通過(guò)控制機器人本體的下端面的中心點(diǎn)到達目標位置點(diǎn)，實(shí)現對機器人本體的移動(dòng)控制操作；目標切割點(diǎn)是切割噴嘴需要到達的位置，也是切割軌跡的起始點(diǎn)；目標切割角度是切割噴嘴相對于待切割物體表面的傾斜角度；目標切割軌跡，也即切割噴嘴實(shí)際的切割線(xiàn)路。

S220、控制所述機器人本體移動(dòng)至所述目標位置點(diǎn)，并根據陀螺儀記錄的姿態(tài)信息，調整所述機器人本體的姿態(tài)。

切割機器人在移動(dòng)過(guò)程中，姿態(tài)信息可能會(huì )發(fā)生了改變，因此，在切割機器人到達目標位置點(diǎn)后，需要根據陀螺儀記錄的姿態(tài)信息調整機器人本體的姿態(tài)。

S230、通過(guò)移動(dòng)控制模塊控制切割噴嘴移動(dòng)至所述目標切割點(diǎn)，并通過(guò)角度調節單元調整所述切割噴嘴至所述目標切割角度。

S240、通過(guò)所述移動(dòng)控制模塊，控制所述切割噴嘴沿所述目標切割軌跡執行切割操作。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，根據解析目標切割任務(wù)獲取的任務(wù)信息，并通過(guò)控制機器人本體移動(dòng)至目標位置點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)控制模塊控制切割噴嘴移動(dòng)至目標切割點(diǎn)，通過(guò)角度調節單元調整切割噴嘴至目標切割角度，以及通過(guò)移動(dòng)控制模塊控制切割噴嘴沿目標切割軌跡切割，實(shí)現了機器化的切割操作，極大地提高了切割效率和切割精度。

實(shí)施例三

圖3是本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種切割裝置的結構框圖，該裝置具體包括：切割任務(wù)解析模塊310、位置及姿態(tài)控制模塊320、切割噴嘴控制模塊330和內切割操作執行模塊340。

切割任務(wù)解析模塊310，用于當獲取到目標切割任務(wù)時(shí)，解析所述目標切割任務(wù)，以獲取任務(wù)信息；其中，所述任務(wù)信息包括目標位置點(diǎn)、目標切割點(diǎn)、目標切割角度和目標切割軌跡；

位置及姿態(tài)控制模塊320，用于控制所述機器人本體移動(dòng)至所述目標位置點(diǎn)，并根據陀螺儀記錄的姿態(tài)信息，調整所述機器人本體的姿態(tài)；

切割噴嘴控制模塊330，用于通過(guò)移動(dòng)控制模塊控制切割噴嘴移動(dòng)至所述目標切割點(diǎn)，并通過(guò)角度調節單元調整所述切割噴嘴至所述目標切割角度；

切割操作執行模塊340，用于通過(guò)所述移動(dòng)控制模塊，控制所述切割噴嘴沿所述目標切割軌跡執行切割操作。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，根據解析目標切割任務(wù)獲取的任務(wù)信息，并通過(guò)控制機器人本體移動(dòng)至目標位置點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)控制模塊控制切割噴嘴移動(dòng)至目標切割點(diǎn)，通過(guò)角度調節單元調整切割噴嘴至目標切割角度，以及通過(guò)移動(dòng)控制模塊控制切割噴嘴沿目標切割軌跡切割，實(shí)現了機器化的氣割操作，極大地提高了切割效率和切割精度。

上述裝置可執行本發(fā)明任意實(shí)施例所提供的切割方法，具備執行方法相應的功能模塊和有益效果。未在本實(shí)施例中詳盡描述的技術(shù)細節，可參見(jiàn)本發(fā)明任意實(shí)施例提供的方法。

實(shí)施例四

本發(fā)明實(shí)施例四還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時(shí)實(shí)現如本發(fā)明任意實(shí)施例所述的切割方法，具體包括：

當獲取到目標切割任務(wù)時(shí)，解析所述目標切割任務(wù)，以獲取任務(wù)信息；其中，所述任務(wù)信息包括目標位置點(diǎn)、目標切割點(diǎn)、目標切割角度和目標切割軌跡；

控制所述機器人本體移動(dòng)至所述目標位置點(diǎn)，并根據陀螺儀記錄的姿態(tài)信息，調整所述機器人本體的姿態(tài)；

通過(guò)移動(dòng)控制模塊控制切割噴嘴移動(dòng)至所述目標切割點(diǎn)，并通過(guò)角度調節單元調整所述切割噴嘴至所述目標切割角度；

通過(guò)所述移動(dòng)控制模塊，控制所述切割噴嘴沿所述目標切割軌跡執行切割操作。

本發(fā)明實(shí)施例的計算機存儲介質(zhì)，可以采用一個(gè)或多個(gè)計算機可讀的介質(zhì)的任意組合。計算機可讀介質(zhì)可以是計算機可讀信號介質(zhì)或者計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機可讀存儲介質(zhì)例如可以是——但不限于——電、磁、光、電磁、紅外線(xiàn)、或半導體的系統、裝置或器件，或者任意以上的組合。計算機可讀存儲介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括：具有一個(gè)或多個(gè)導線(xiàn)的電連接、便攜式計算機磁盤(pán)、硬盤(pán)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲器(EPROM或閃存)、光纖、便攜式緊湊磁盤(pán)只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計算機可讀存儲介質(zhì)可以是任何包含或存儲程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用。

計算機可讀的信號介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數據信號，其中承載了計算機可讀的程序代碼。這種傳播的數據信號可以采用多種形式，包括但不限于電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀的信號介質(zhì)還可以是計算機可讀存儲介質(zhì)以外的任何計算機可讀介質(zhì)，該計算機可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用的程序。

計算機可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當的介質(zhì)傳輸，包括——但不限于無(wú)線(xiàn)、電線(xiàn)、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。

可以以一種或多種程序設計語(yǔ)言或其組合來(lái)編寫(xiě)用于執行本發(fā)明操作的計算機程序代碼，所述程序設計語(yǔ)言包括面向對象的程序設計語(yǔ)言—諸如Java、Smalltalk、C++，還包括常規的過(guò)程式程序設計語(yǔ)言—諸如“C”語(yǔ)言或類(lèi)似的程序設計語(yǔ)言。程序代碼可以完全地在用戶(hù)計算機上執行、部分地在用戶(hù)計算機上執行、作為一個(gè)獨立的軟件包執行、部分在用戶(hù)計算機上部分在遠程計算機上執行、或者完全在遠程計算機或服務(wù)器上執行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過(guò)任意種類(lèi)的網(wǎng)絡(luò )——包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)—連接到用戶(hù)計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來(lái)通過(guò)因特網(wǎng)連接)。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì )理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會(huì )脫離本發(fā)明的保護范圍。因此，雖然通過(guò)以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細的說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權利要求范圍決定。