1.一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人,其特征在于,用以在焊接产品的规格和形状改变或未知的情况下,自行完成焊接过程;所述焊接机器人包括:支撑底座,
环境感知单元,其设置在支撑底座的顶面,用于获取所述焊接机器人的周边环境的图像,并将获取到的图像传递至远程上位机中;
爬行单元,其包括设置在所述支撑底座两侧面的伺服电机以及与之所述伺服电机连接的电动推杆;
吸附单元,其包括电磁铁和足底,其中,所述电磁铁设置所述电动推杆的底部,所述电磁铁底部连接有所述足底;
控制单元,其包括电源模块,与电源模块相连的机载计算平台,以及分别与电源模块和所述机载计算平台相连的综合驱动板;
图像采集单元,其包括设置在所述支撑底座底面的ToF摄像头,用于采集焊缝的深度数据;
焊接单元,其通过焊接驱动单元设置在所述支撑底座的底面,实现二维运动;
其中,所述控制单元接收远程上位机发送的行动指令,并且根据该行动指令再通过所述综合驱动板驱动所述爬行单元和吸附单元执行动作;所述机载计算平台获取所述深度数据并将该数据进行处理,得到焊缝位置坐标并完成焊缝的三维重建,所述综合驱动板根据三维重建的结果,驱动焊接驱动单元以逐行扫描的方式完成焊接作业;
所述环境感知单元包括工业相机和云台,该工业相机设置在云台上,所述云台设置在所述支撑底座的顶面,其中,所述环境感知单元获取的图像通过数据传输单元实时发送给远程上位机;
在所述支撑底座每一侧面的两端均设置一个伺服电机;
所述电磁铁为球形电磁铁,该球形电磁铁的底部和所述足底通过万向节结构进行连接;
其中,所述控制单元,通过调节输入脉冲的频率和脉冲个数对所述伺服电机的转速和角度进行控制,使得所述焊接机器人以对角步态移动,在焊接作业时,通过给该球形电磁铁通电,使得足底固定在焊件表面;
所述足底的下端面为软质橡胶多面机构;
所述电动推杆通过PWM控制调节长度,从而控制支撑底座的升降;
所述焊接单元包括:焊接喷嘴、焊接基座、焊丝盘以及焊接软管;所述焊丝盘设置在所述支撑底座的顶面,其用于存储焊丝;所述焊接喷嘴设置在所述焊接基座上,所述焊接基座设置在所述焊接驱动单元上;所述焊接软管连通所述焊接基座与所述焊接喷嘴;
所述焊接驱动单元包括:
第一导轨,其成对地、间隔一定距离地以及,沿底面纵向或者横向设置在所述支撑底座的底面,其中,该第一导轨上均设置有第一滑块;
第一定滑轮和第一步进电机,其设置在所述第一导轨的两端,第二导轨,其成对地、间隔一定距离地以及与所述第一导轨垂直地设置在所述支撑底座的底面,其中,该第二导轨的两端设置在所述第一滑块中,并且该第二导轨上设置有焊接基座;
第二定滑轮和第二步进电机,其设置在所述第一导轨的两端;
其中,同一轨道上的定滑轮通过皮带相连,步进电机为对应位置处的定滑轮提供动力;
所述的第一滑块和焊接基座均通过皮带轮与皮带连接,实现在导轨上滑动;
完成焊缝的三维信息重建的步骤包括:所述ToF摄像头在一个完整的周期内,进行两次激光发射与像素曝光,第一次激光以脉冲波发射,宽度为Tp同时接收器像素开始曝光,曝光时间与脉冲发射时间相同,因此像素仅在接收到目标反射的激光的有效曝光时间段ΔT内接收了反射光,像素输出电压V1与△T成正比;在第二个曝光时间段,Tp不变,像素曝光时间增加,覆盖了第二次反射光的全过程,因此第二次脉冲输出电压:从而得到光反射的时间:
Tf=Tp‑ΔT
因此焊缝与ToF摄像头的距离:
ToF摄像头得到的距离信息经过迭代最近点算法处理后即可完成焊缝的三维信息重建。
2.根据权利要求1所述的一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人,其特征在于,所述综合驱动板包括:步进电机驱动板、伺服电机驱动板、电动推杆驱动板、球形电磁铁控制板和镜头保护盖控制板。
3.根据权利要求1所述的一种基于ToF技术的多场景小型自动焊接机器人,其特征在于,所述数据传输单元为WiFi模块。