CN105178574A - 具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人，所述喷涂机器人包括送料装置、移动装置、调整底座、大臂、过渡臂、三臂、旋转接头、涂刷装置，所述移动装置上安装有调整底座，所述调整底座上表面安装有安装座，所述安装座和大臂铰接，所述大臂和过渡臂铰接，所述过渡臂和三臂铰接，所述三臂前端设置有旋转接头，所述旋转接头前端安装有涂刷装置。本发明的优点是：可以对尾料进行回收，节约成本、贴合围边防止对尾料掉落施工现场对环境污染；视觉自动跟踪，施工人员和设备现场作业施工分离，施工自动化；通过负载压力传感器可以时刻调整涂刷装置和墙壁的贴合力度，抹灰及尾料回收效果好。

Description

具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人

技术领域

本发明涉及一种建筑施工机械，尤其是涉及具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人。

背景技术

目前建筑施工完成后，墙壁需要进行抹灰找平处理，现有施工一般通过人工采用抹灰板和刮片配合对墙壁进行抹灰作业，墙体高处需要搭设梯子或手脚架进行施工作业，施工效率低下、劳动强度大、施工成本高、高处施工存在安全隐患，施工质量无法保证，抹灰厚度不一，墙面不平整，影响墙体外观，且施工人长时间在粉尘环境影响身体健康。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人。

本发明的具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人，所述喷涂机器人包括送料装置、移动装置、调整底座、大臂、过渡臂、三臂、旋转接头、涂刷装置；所述移动装置上安装有调整底座，所述调整底座上表面安装有安装座，所述安装座和大臂铰接，所述大臂和过渡臂铰接，所述过渡臂和三臂铰接，所述三臂前端设置有旋转接头，所述旋转接头前端安装有涂刷装置；所述移动装置上安装有送料装置，所述送料装置通过送料管和涂刷装置连接，所述涂刷装置下端设置有回收送料装置，所述回收送料装置和尾料回收管连接，所述尾料回收管和送料装置连接；所述过渡臂设置有快接法兰，所述快接法兰连接送料管和尾料回收管，所述送料管及尾料回收管穿过过渡臂和涂刷装置连接；所述涂刷装置内安装有高频振动器；所述涂刷装置内部上端设置有喷射出口，所述喷射出口下方设置有粗刮板、细刮板和回收滚轴；所述粗刮板、细刮板和回收滚轴通过顶压装置调整控制，所述顶压装置固定安装在涂刷装置侧壁；所述顶压装置包括顶压油缸、负载压力传感器、导向座、顶压杆；所述顶压油缸、导向座和涂刷装置的内壁固定连接，所述顶压油缸内设置有负载压力传感器，所述顶压油缸前端和顶压杆连接，所述顶压杆和导向座滑动连接；所述顶压杆前端各安装有粗刮板、细刮板和回收滚轴；所述回收滚轴和回收斜口连接，所述回收斜口下方设置有回收送料装置；所述回收送料装置包括尾料回收腔体、螺杆叶片及尾料回收电机；所述螺杆叶片安装在尾料回收腔体内和尾料回收电机旋转轴连接，所述尾料回收腔体前端和尾料回收管连接；所述涂刷装置四周设置有贴合围边；所述移动装置前端安装有激光器，所述摄像头安装在移动装置上表面，所述摄像头和计算机连接，所述计算机和控制器连接。

所述送料装置底部安装有设置喷射油缸，所述喷射油缸前端的推杆密封塞和出料腔配合连接，所述出料腔前端设有出料快接法兰，所述出料快接法兰和送料管连接，所述出料腔上端安装有流量分配阀，所述流量分配阀安装在搅拌腔体底部，所述搅拌腔体顶端安装有搅拌电机，所述搅拌电机轴连接有搅拌叶轮，所述搅拌腔体内设置有加热管，所述加热管内套装有加热电阻，所述出料腔侧壁安装有温度继电器，所述搅拌腔体侧面集成有液压站。

所述流量分配阀由分配腔体、旋转叶轮、旋转轴和分配电机组成，所述旋转叶轮安装在分配腔体内，所述旋转叶轮套装在旋转轴上，所述旋转轴通过联轴器和分配电机连接。

所述分配腔体为空心圆柱体，所述分配腔体与进料口和出料腔相通。

所述旋转叶轮的片数不小于1片。

所述送料管和尾料回收管外面套装有保护锥形套，所述保护锥形套由若干个空心圆锥体首尾连接组成，所述空心圆锥体的上端设置有球体，所述空心圆锥体下端设置球体连接孔。

所述移动装置包括前后移动底座、过渡滑块和左右移动座；所述前后移动底座设置有万向滑动轮，所述前后移动底座下表面设置有固定板，所述固定板和顶升油缸连接，所述顶升油缸安装前后移动底座内部安装空腔内；所述前后移动底座上表面设置有前后移动滑道，所述过渡滑块通过前后移动滑道和前后移动底座连接，所述过渡滑块固定连接有前后移动螺纹块，所述前后移动螺纹块通过螺杆和前后移动电机连接，所述前后移动电机安装在前后移动底座侧面；所述过渡滑块上表面固定安装有左右移动螺纹块，所述左右螺纹块通过螺杆和左右移动电机连接，所述左右移动电机安装在左右移动座侧面，所述左右移动座和过渡滑块通过左右移动滑道连接。

所述贴合围边由耐磨橡胶制成。

本发明的有益效果是：

（1）涂刷装置设置有尾料回收腔体和贴合围边，尾料回收腔体可以对尾料进行回收，节约成本、贴合围边防止对尾料掉落施工现场对环境污染。

（2）采用送料装置供料的连续性强，无需人工加料抹墙，送料装置内喷射油缸使送料高度不受限制。

（3）送料装置内加热管，可以对特殊用料进行加热处理，应用范围广，温度继电器可以有效控制加热温度，确保使用安全。

（4）涂刷装置设置有粗刮板、细刮板和回收滚轴；粗刮板对墙壁进行抹灰作业，细刮板进行找平处理，回收滚轴对墙壁进行压实处理，使涂刷工作一边成形，工作效率高，施工质量好。

（5）工作自由度好，通过大臂、过渡臂和三臂组合形成前后左右上下等6个空间自由度，可以对墙顶，拐角等进行施工，工作范围大，无需对设备进行和墙壁距离调整，提高工作效率。

（6）送料管和尾料回收管外面套装保护锥形套，保护锥形套防止送料管和尾料回收管在工作过程中摩擦破裂。

（7）移动装置底部设置顶升油缸和固定板，使机器人在工作时更加平稳，减少施工误差。

（8）顶压装置可以使粗刮板、细刮板和回收滚轴与墙壁表面贴合更加紧密，抹灰及尾料回收效果好。

（9）通过负载压力传感器可以时刻调整涂刷装置和墙壁的贴合力度，抹灰及尾料回收效果好。

（10）具有视频自动跟踪功能，施工人员和设备现场作业施工分离，有利于作业施工安全，操作更加简便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的移动装置结构示意图。

图3是本发明的调整底座的剖视示意图。

图4是本发明的涂刷装置的剖视示意图。

图5是本发明的图4的俯视图。

图6是本发明的流量分配阀的结构示意图。

图7是本发明的保护锥形套的结构示意图。

图8是本发明的顶压装置的结构示意图。

图中：送料装置1、移动装置2、调整底座3、大臂4、过渡臂5、三臂6、旋转接头7、涂刷装置8、送料管9、尾料回收管10、安装座11、搅拌腔体12、搅拌叶轮13、进料口14、流量分配阀15、出料快接法兰16、加热管17、温度继电器18、液压站19、喷射油缸20、出料腔21、搅拌电机22、加热电阻23、旋转叶轮24、保护锥形套25、喷射出口26、粗刮板27、细刮板28、回收滚轴29、贴合围边30、回收斜口31、回收送料装置32、前后移动底座33、过渡滑块34、左右移动座35、左右移动螺纹块36、前后移动螺纹块37、前后移动滑道38、顶升油缸39、固定板40、万向滑动轮41、左右移动滑道42、顶压装置43、顶压油缸44、负载压力传感器45、导向座46、顶压杆47、摄像头48、显示操作台49、远程操作系统50、控制系统51。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明的具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人包括送料装置1、移动装置2、调整底座3、大臂4、过渡臂5、三臂6、旋转接头7、涂刷装置8，所述移动装置2上安装有调整底座3，所述调整底座3上表面安装有安装座11，所述安装座11和大臂4铰接，安装座11侧面安装有旋转电机，大臂4安装销轴上安装固定齿轮，旋转电机轴上安装有传动齿轮，传动齿轮和固定齿轮啮合传动，使大臂4转动，所述大臂4和过渡臂5铰接，所述过渡臂5和三臂6铰接，所述三臂6前端设置有旋转接头7，所述大臂4、过渡臂5及三臂6之间均采用传动电机和内啮合齿轮配合完成，所述旋转接头7前端安装有涂刷装置8；所述旋转接头7前端设置有快换接头，所述快换接头和涂刷装置8实现快速连接；所述移动装置2上安装有送料装置1，所述送料装置1通过送料管9和尾料回收管10和涂刷装置8连接，所述涂刷装置8下端设置有回收送料装置32，所述涂刷装置8内安装有高频振动器。所述移动装置2前端安装有激光器48，所述摄像头50安装在移动装置2上表面，所述摄像头50和计算机49连接，所述计算机49和控制器51连接。计算机49通过视频采集卡与摄像头50相连，采集卡为双路输入，可以根据不同的需要选用不同的摄像头50。为完成视觉焊缝自动跟踪任务，首先由控制器51控制激光器48发出平面光束，摄像头50采集由激光器48产生的面束照到待施工的墙体形成图像，并通过视频线传送到计算机49，然后经过滤波、图像二值化、图像细化和直线拟合等图像处理过程，得到图像的各种特征参数。由两个摄像头图像的匹配关系和预先标定过的摄像头内外参数，再提取出槽口的位姿、尺寸等所需要的各种信息。根据所得到的信息，通过特定的算法规划出机器人的运动轨迹，然后分解到各个关节，完成视觉焊缝自动跟踪任务。

如图2所示，本发明的送料装置1底部安装有设置喷射油缸20，所述喷射油缸20的前端和出料腔21配合连接，所述出料腔21前端设有出料快接法兰16，所述出料快接法兰16和送料管9连接，送料装置供料的连续性强，无需人工加料抹墙，送料装置内喷射油缸使送料高度不受限制；所述出料腔21上端安装有流量分配阀15，所述流量分配阀15安装在搅拌腔体12底部，所述搅拌腔体12顶端安装有搅拌电机22，所述搅拌电机22轴连接有搅拌叶轮13，所述搅拌腔体12内设置有加热管17，所述加热管17内套装有加热电阻23，所述出料腔21侧壁安装有温度继电器18，送料装置内加热管，可以对特殊用料进行加热处理，应用范围广，温度继电器可以有效控制加热温度，确保使用安全；所述搅拌腔体12侧面集成有液压站19。

如图3所示，本发明的移动装置2包括前后移动底座33、过渡滑块34和左右移动座35；所述前后移动底座33设置有万向滑动轮41，所述前后移动底座33下表面设置有固定板40，所述固定板40和顶升油缸39连接，所述顶升油缸39安装前后移动底座33内部安装空腔内；所述前后移动底座33上表面设置有前后移动滑道38，所述过渡滑块34通过前后移动滑道38和前后移动底座33连接，所述过渡滑块34固定连接有前后移动螺纹块37，所述前后移动螺纹块37通过螺杆和前后移动电机连接，所述前后移动电机安装在前后移动底座33的侧面；所述过渡滑块34上表面固定安装有左右移动螺纹块36，所述左右螺纹块36通过螺杆和左右移动电机连接，所述左右移动电机安装在左右移动座35的侧面，所述左右移动座35和过渡滑块34通过左右移动滑道42连接。

如图4和图5所示，本发明的涂刷装置8上端设置有喷射出口26，所述喷射出口26下方设置有粗刮板27、细刮板28和回收滚轴29，所述粗刮板27、细刮板28和回收滚轴29通过顶压装置43调整控制，所述顶压装置43和涂刷装置8侧壁连接；所述回收滚轴29和回收斜口31连接，所述回收斜口31下方设置有回收送料装置32；所述回收送料装置32包括尾料回收腔体、螺杆叶片及尾料回收电机；所述螺杆叶片安装在尾料回收腔体内和尾料回收电机旋转轴连接，所述尾料回收腔体前端和尾料回收管10连接；所述涂刷装置8四周设置有贴合围边30。所述贴合围边30由耐磨橡胶制成。涂刷装置设置有尾料回收腔体和贴合围边，尾料回收腔体可以对尾料进行回收，节约成本、贴合围边防止对尾料掉落施工现场对环境污染。

如图2和图6所示，本发明的流量分配阀15由分配腔体、旋转叶轮24、旋转轴和分配电机组成，所述旋转叶轮24安装在分配腔体内，所述旋转叶轮24套装在旋转轴上，所述旋转轴通过联轴器和分配电机连接。所述分配腔体为空心圆柱体，所述分配腔体与进料口14和出料腔21相通。所述旋转叶轮24的片数为6片。

如图7所示，本发明的送料管9和尾料回收管10外面套装有保护锥形套25，所述保护锥形套25由若干个空心圆锥体首尾连接组成，所述空心圆锥体的上端设置有球体，所述空心圆锥体下端设置球体连接孔，保护锥形套防止送料管和尾料回收管在工作过程中摩擦破裂。

如图8所示，本发明的顶压装置43固定安装在涂刷装置8侧壁；所述顶压装置43包括顶压油缸44、负载压力传感器45、导向座46、顶压杆47；所述顶压油缸44、导向座46和涂刷装置8的内壁固定连接，所述顶压油缸44内设置有负载压力传感器45，所述顶压油缸44前端和顶压杆47连接，所述顶压杆47和导向座46滑动连接；所述顶压杆47前端各安装有粗刮板27、细刮板28和回收滚轴29；顶压装置可以使粗刮板27、细刮板28和回收滚轴29和墙壁表面贴合更加紧密，通过负载压力传感器可以时刻调整涂刷装置8和墙壁的贴合力度，抹灰及尾料回收效果好。

本发明的具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人其实施过程如下：

在送料装置1内将涂抹材料倒入，通过搅拌腔体12，涂抹材料在搅拌叶轮13的搅拌下均匀的进入到流量分配阀15内，流量分配阀15根据涂抹速度调整涂抹材料进入出料腔21的容量。

喷射油缸20将涂抹材料喷射到涂刷装置8的喷射出口26，调整大臂4、过渡臂5、三臂6使涂刷装置8和墙壁贴合即可实现粗刮板27、细刮板28、回收滚轴29将涂抹材料均匀的涂抹在墙壁上，涂刷装置设置有粗刮板、细刮板和回收滚轴；粗刮板对墙壁进行抹灰作业，细刮板进行找平处理，回收滚轴对墙壁进行压实处理，使涂刷工作一边成形，工作效率高。所述涂刷装置8内安装有高频振动器，高频振动器可以使涂抹材料和墙壁贴合更加紧密。涂刷装置设置有尾料回收腔体和贴合围边，尾料回收腔体可以对尾料进行回收，节约成本；贴合围边可以将多余的材料密封在围边内通过高频振动器进入尾料回收腔体，防止对尾料掉落施工现场对环境污染。

移动装置2包括前后移动底座33、过渡滑块34和左右移动座35；所述前后移动底座33设置有万向滑动轮41，所述前后移动底座33下表面设置有固定板40，所述固定板40和顶升油缸39连接，所述顶升油缸39安装前后移动底座33内部安装空腔内；移动装置2可实现机器人前后左右的快速移动，移动装置底部设置顶升油缸和固定板，使机器人在工作时更加平稳，减少施工误差。

施工人员通过视频自动跟踪即可完成对设备控制，人机分离，确保施工安全。

以上是对本发明所提供的一种具体实施例结构进行了详细介绍，本实施例只是用于帮助理解本发明的设计方法和核心思想，同时，对本领域技术人员，依据本发明的思想设计的本质相同的，均在本发明保护范围之内。综上所述，本说明书内容不能理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人，其特征是，所述喷涂机器人包括送料装置（1）、移动装置（2）、调整底座（3）、大臂（4）、过渡臂（5）、三臂（6）、旋转接头（7）、涂刷装置（8）；所述移动装置（2）上安装有调整底座（3），所述调整底座（3）上表面安装有安装座（11），所述安装座（11）和大臂（4）铰接，所述大臂（4）和过渡臂（5）铰接，所述过渡臂（5）和三臂（6）铰接，所述三臂（6）前端设置有旋转接头（7），所述旋转接头（7）前端安装有涂刷装置（8）；所述移动装置（2）上安装有送料装置（1），所述送料装置（1）通过送料管（9）和涂刷装置（8）连接，所述涂刷装置（8）下端设置有回收送料装置（32），所述回收送料装置（32）和尾料回收管（10）连接，所述尾料回收管（10）和送料装置（1）连接；所述过渡臂（5）设置有快接法兰，所述快接法兰连接送料管（9）和尾料回收管（10），所述送料管（9）及尾料回收管（10）穿过过渡臂（5）和涂刷装置（8）连接；所述涂刷装置（8）内安装有高频振动器；所述涂刷装置（8）内部上端设置有喷射出口（26），所述喷射出口（26）下方设置有粗刮板（27）、细刮板（28）和回收滚轴（29）；所述粗刮板（27）、细刮板（28）和回收滚轴（29）通过顶压装置（43）调整控制，所述顶压装置（43）固定安装在涂刷装置（8）侧壁；所述顶压装置（43）包括顶压油缸（44）、负载压力传感器（45）、导向座（46）、顶压杆（47）；所述顶压油缸（44）、导向座（46）和涂刷装置（8）的内壁固定连接，所述顶压油缸（44）内设置有负载压力传感器（45），所述顶压油缸（44）前端和顶压杆（47）连接，所述顶压杆（47）和导向座（46）滑动连接；所述顶压杆（47）前端各安装有粗刮板（27）、细刮板（28）和回收滚轴（29）；所述回收滚轴（29）和回收斜口（31）连接，所述回收斜口（31）下方设置有回收送料装置（32）；所述回收送料装置（32）包括尾料回收腔体、螺杆叶片及尾料回收电机；所述螺杆叶片安装在尾料回收腔体内和尾料回收电机旋转轴连接，所述尾料回收腔体前端和尾料回收管（10）连接；所述涂刷装置（8）四周设置有贴合围边（30）；所述移动装置（2）前端安装有激光器（48），所述摄像头（50）安装在移动装置（2）上表面，所述摄像头（50）和计算机（49）连接，所述计算机（49）和控制器（51）连接。

2.根据权利要求1所述的具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人，其特征是，所述送料装置（1）底部安装有设置喷射油缸（20），所述喷射油缸（20）前端的推杆密封塞和出料腔（21）配合连接，所述出料腔（21）前端设有出料快接法兰（16），所述出料快接法兰（16）和送料管（9）连接，所述出料腔（21）上端安装有流量分配阀（15），所述流量分配阀（15）安装在搅拌腔体（12）底部，所述搅拌腔体（12）顶端安装有搅拌电机（22），所述搅拌电机（22）轴连接有搅拌叶轮（13），所述搅拌腔体（12）内设置有加热管（17），所述加热管（17）内套装有加热电阻（23），所述出料腔（21）侧壁安装有温度继电器（18），所述搅拌腔体（12）侧面集成有液压站（19）。

3.根据权利要求2所述的具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人，其特征是，所述流量分配阀（15）由分配腔体、旋转叶轮（24）、旋转轴和分配电机组成，所述旋转叶轮（24）安装在分配腔体内，所述旋转叶轮（24）套装在旋转轴上，所述旋转轴通过联轴器和分配电机连接。

4.根据权利要求3所述的具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人，其特征是，所述分配腔体为空心圆柱体，所述分配腔体与进料口（14）和出料腔（21）相通。

5.根据权利要求3所述的具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人，其特征是，所述旋转叶轮（24）的片数不小于1片。

6.根据权利要求1所述的具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人，其特征是，所述送料管（9）和尾料回收管（10）外面套装有保护锥形套（25），所述保护锥形套（25）由若干个空心圆锥体首尾连接组成，所述空心圆锥体的上端设置有球体，所述空心圆锥体下端设置球体连接孔。

7.根据权利要求1所述的具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人，其特征是，所述移动装置（2）包括前后移动底座（33）、过渡滑块（34）和左右移动座（35）；所述前后移动底座（33）设置有万向滑动轮（41），所述前后移动底座（33）下表面设置有固定板（40），所述固定板（40）和顶升油缸（39）连接，所述顶升油缸（39）安装前后移动底座（33）内部安装空腔内；所述前后移动底座（33）上表面设置有前后移动滑道（38），所述过渡滑块（34）通过前后移动滑道（38）和前后移动底座（33）连接，所述过渡滑块（34）固定连接有前后移动螺纹块（37），所述前后移动螺纹块（37）通过螺杆和前后移动电机连接，所述前后移动电机安装在前后移动底座（33）侧面；所述过渡滑块（34）上表面固定安装有左右移动螺纹块（36），所述左右螺纹块（36）通过螺杆和左右移动电机连接，所述左右移动电机安装在左右移动座（35）侧面，所述左右移动座（35）和过渡滑块（34）通过左右移动滑道（42）连接。

8.根据权利要求1所述的具有视觉自动跟踪功能的喷涂机器人，其特征是，所述贴合围边（30）由耐磨橡胶制成。