CN105804376A - 智能墙面抹灰机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能墙面抹灰机器人。所述智能墙面抹灰机器人，包括液压系统、底座立柱顶杆装置、升降框架装置、提升装置、平移装置、旋转装置、翻板装置，上述装置由设置在升降框架上的控制箱里面的ARM控制器进行控制。本发明属于精密的智能墙面抹灰机械，适用于有一定倾斜度的墙面，墙面抹灰质量高，效率高，操作方便，具有较强的实用性。

Description

智能墙面抹灰机器人

技术领域

本发明涉及建筑工程机械领域，尤其涉及一种智能墙面抹灰机器人。

背景技术

现有对墙体进行抹灰的方式主要有两种，一种为人工抹灰，这就需要大量的抹灰工人，大幅增加了抹灰成本。另一种方式就是采用机械的方式对墙面进行抹灰，现有的机械墙面抹灰机利用两根平行的立柱导杆，抹灰机沿着立柱导杆上升下降从而对墙面进行抹灰。所以如若立柱导杆与墙面不能保证平行，必然会导致墙面抹灰厚度不均匀。而在实际中，由于地面的不平整，墙面与地面不垂直，立柱导杆连接处不紧密等问题，很有可能导致立柱导杆不能完全平行于待粉刷的墙面。而且墙面很有可能本身就是倾斜的面，所以传统的墙面抹灰机是不能解决这些问题的，这就需要智能抹灰机器人自动调整适应这些问题。

发明内容

一、要解决的技术问题

本发明的目的是针对现有技术所存在的上述问题，提供一种智能墙面抹灰机器人，使其能够自动调整适应这些问题，快速准确完成抹灰作业。

二、技术方案

为解决上述问题，本发明提出的智能墙面抹灰机器人，包括底座立柱顶杆装置、液压系统、升降框架装置、提升装置、前后移动装置、旋转装置、翻板装置，其中：

所述底座立柱顶杆装置包括底座、立柱导杆、顶部支撑架，底座的四个角上设置有4个万向轮，底座的左右两侧设有距离调整机构，底座的左右两侧的中间设有液压缸固定座；立柱导杆包括下端短立柱部分和上端长立柱部分，所述下端短立柱部分与液压缸固定座连接，上端长立柱部分与下端的短立柱部分连接；顶部支撑架包括顶部支撑短立柱、横梁和顶部支撑斜角切割片，顶部支撑短立柱的下端上端长立柱部分连接，顶部支撑架横梁与顶部支撑短立柱连接，顶部支撑架横梁内部有绞盘上下对应的滑轮；

所述液压系统包括电机、减速箱、齿轮泵、液压缸、阀体以及邮箱，电机、减速箱、齿轮泵、阀体依次连接，阀体与底座连接在一起，油箱单独与底座连接，液压缸与液压缸固定座连接，油箱与齿轮泵、阀体、液压缸通过管路连接，阀体与液压缸通过管路连接；

所述升降框架装置包括升降平台底座、主隔板、加强板、中间横支撑、上主支撑架、平移导轨、升降轮支撑架、侧压紧轮装置、主压紧轮装置和绞盘张紧轮装置，升降平台底座作为整个升降框架装置的基础，其他部件安装固定在升降平台底座上；主隔板、加强板相互连接，并安装在升降平台底座左右两侧；上主支撑架位于升降框架装置的最上方，与两侧的主隔板上端相连接；中间横支撑架位于升降框架装置的中部，中间横支撑架的下部与升降平台底座连接，上部与上主支撑架连接；两个平移导轨分别固定在升降平台底座前方的两侧，并与两侧的主隔板连接；两个升降轮支撑架分别位于升降平台底座中部的两侧，并与主隔板连接；压紧轮装置安装在升降轮支撑架左右和前后两侧；两套绞盘张紧轮装置分别安装在两个升降轮支撑架内侧，并与主隔板连接；

所述提升装置包括升降轴承座、升降轴、绞盘、提升电机、提升减速箱、主链轮、从链轮和链条，提升电机固定在升降平台底座上，提升减速箱输入端与电机连接，输出端与主链轮连接，主链轮通过链条与从链轮连接，从链轮固定在升降轴上带动其转动，升降轴两侧固定绞盘，随其运动；

所述前后移动装置包括前后移动电机、前后移动减速箱装置、丝杠、螺母、移动平台连接臂、移动平台滑动支撑块和平移平台中心座，前后移动电机安装在升降平台底座上，前后移动减速箱输入端与前后移动电机连接，输出端与丝杠相连，螺母与丝杠配合并安装在左侧的移动平台连接臂上，左右两个移动平台连接臂的外侧分别连接移动平台滑动支撑块，平移平台中心座与左右两个移动平台连接臂相连接；

所述旋转装置包括旋转电机、旋转减速器、旋转小齿轮、旋转大齿轮、旋转平台和旋转法兰，旋转电机固定在平移平台中心座上，旋转减速器输入端与旋转电机轴相连，输出端与旋转小齿轮相连，旋转大齿轮与旋转小齿轮啮合并固定在旋转平台上，旋转平台与旋转法兰连接，旋转法兰与平移平台中心座装置中的旋转体连接；

所述翻板装置包括旋转平台铰接头、压杆、撑泥板调节杆、撑泥板装置、气弹簧、撑泥板前立柱、锁钩、锁止装置、三角连杆、翻板调节连杆、刮泥板装置、底部铰接头和激光测距装置，旋转平台铰接头固定在旋转平台上，压杆通过圆柱销与旋转平台铰接头连接，撑泥板调节杆一侧通过圆柱销与压杆连接，另一侧通过圆柱销与撑泥板装置连接，撑泥板装置后端与固定在旋转平台的气弹簧铰接，前端与固定在旋转平台上的撑泥板前立柱连接，锁钩安装在撑泥板上，锁止装置安装在旋转平台上，锁钩安装在撑泥板上，撑泥板压到最低位置时，锁钩被锁止装置卡住，三角连杆与压杆连接，翻板调节连杆一端与三角连杆连接，另一端与刮泥板装置连接，刮泥板通过底部铰接头与旋转平台连接，激光测距装置通过激光测距安装支架与旋转平台连接

三、本发明有益效果

本发明属于精密的智能墙面抹灰机械，适用于不平整或有一定倾斜度的墙面，墙面抹灰质量高。相比于纯机械的墙面抹灰机，工作效率高，操作方便，具有较强的实用性。

附图说明

下面结合附图对本发明智能墙面抹灰机器人做进一步说明：

图1是本发明智能墙面抹灰机器人整体结构示意图；

图2是本发明底座顶杆结构示意图；

图3是本发明升降框架结构示意图；

图4是本发明中绞盘张紧轮装置局部放大示意图；

图5是本发明中压紧轮装置局部放大示意图；

图6是本发明提升装置结构示意图；

图7是本发明移动旋转结构示意图；

图8是本发明翻板结构示意图；

图9是本发明翻板结构另一角度示意图；

图中，1为底座，4为万向轮，5为距离调整杆，6为液压缸固定座，7为立柱导杆短立柱，8为立柱导杆长立柱，11为顶部支撑斜角切割片，12为顶部支撑短立柱，13为顶部支撑架横梁，15为滑轮，16为液压系统电机，17为齿轮泵减速器，18为齿轮泵，19为液压缸，20为阀体，21为油箱，22为液压缸固定座，23为液压缸套，26为升降平台底座，27为主隔板，28为加强板，29为中间横支撑，30为上主支撑架，31为平移导轨，32为升降轮支撑架，33压紧轮装置，35为绞盘张紧轮装置，36为升降轴承座，37为升降轴，38为绞盘，39为提升电机，40为升减速箱，41为主链轮，42为从链轮，43为链条，44为前后移动电机，45为前后移动减速箱装置，46为丝杠，47为螺母，48为移动平台连接臂，49为移动平台滑动支撑块，50为平移平台中心座装置，51为旋转电机，52为旋转减速器，53为旋转小齿轮，54为旋转大齿轮，55为旋转平台，56为旋转法兰，57为旋转平台铰接头，58为压杆，59为撑泥板调节杆，60为撑泥板装置，61为气弹簧，62为撑泥板前立柱，63为锁钩，64为锁止装置，65为三角连杆，66为翻板调节连杆，67为刮泥板装置，68为底部铰接头，69为激光测距装置

具体实施方式

如图1至9所示，本发明一实施例中智能墙面抹灰机器人，其中包括底座立柱顶杆装置、液压系统、升降框架装置、提升装置、前后移动装置、旋转装置、翻板装置，上述装置由控制器进行控制，优选地，所述控制器为设置在升降框架上的控制箱里面的ARM控制器。

所述底座立柱顶杆装置包括底座1、立柱导杆、顶部支撑架，底座1包括由前后左右四个条形结构组成的四方形框架，其四个角下端设置有四个万向轮4，底座的左右两条形结构的同一侧面顶端内部设有距离调整杆5，距离调整杆5的长度根据实际工作需要可以选择不同的值，该杆工作时从底座伸出来，移动抹灰机器人使其与墙面接触，作为抹灰机器人工作时的初级定位，底座的左右两侧两条形结构的中间设有液压缸固定座22；立柱导杆是两条竖直平行放置的矩形空心杆件，每条立柱导杆由下端的短立柱部分7和上端的长立柱部分8组成，短立柱7下端固定在所述液压缸固定座22上；短立柱7上端和长立柱8下端的连接是通过安装在短立柱内的立柱导向凸块和安装在长立柱内的立柱导向凹块连接，立柱导向凸块和立柱导向凹块的接触面是两个斜面；顶部支撑架包括顶部支撑短立柱12、横梁13和顶部支撑斜角切割片11，顶部支撑短立柱12的下端与立柱导杆上端的长立柱8也是通过这样的方式连接，顶部支撑架横梁13与顶部支撑短立柱12连接，顶部支撑架横梁13内部有绞盘38上下对应的滑轮15。

所述液压系统包括电机16、齿轮泵减速器17、齿轮泵18、液压缸19、阀体20、油箱21和管路，电机16、减速器14、齿轮泵18、阀体20依次连接，阀体20与底座1的前侧条形结构的内侧连接在一起，油箱21单独与底座连接，液压缸19与液压缸固定座22连接，管路将齿轮泵18、阀体20、液压缸19连接。

所述升降框架装置包括升降平台底座26、主隔板27、加强板28、中间横支撑29、上主支撑架30、平移导轨31、升降轮支撑架32、压紧轮装置33、绞盘张紧轮装置35，升降平台底座26作为整个升降框架的基础，其他部件的都是安装固定在升降平台底座26上；主隔板27竖直安装在升降平台底座26的左右两端，低端与平台底座26相连接，加强板28也安装在升降平台底座26左右两端，且与主隔板27连接；上主支撑架30位于升降框架的最上方，与两侧的主隔板27顶端相连接；中间横支撑架29位于升降框架中部，下部与升降平台底座26连接，上部与上主支撑架30连接；两个平移导轨31分别固定在升降平台底座26左右两侧的前方，并与两侧的主隔板27连接；两个升降轮支撑架32分别位于升降平台底座26左右两侧的中部，并与主隔板27连接；压紧轮装置33安装在升降轮支撑架32左右和前后两侧，用来在升降框架提升过程中，起到导向作用，见图4所示的压紧轮装置局部放大示意图；两套绞盘张紧轮装置35分别安装在两个升降轮支撑架32内侧，并与主隔板27连接，用来起到将绞盘和立柱导杆顶部滑轮之间的钢丝绳撑紧的作用，见图5所示的绞盘张紧轮装置局部放大示意图。

如图6所示，所述提升装置由升降轴承座36、升降轴37、绞盘38、提升电机39、提升减速箱40、主链轮41、从链轮42、链条43组成，提升电机39固定在升降平台底座26上，提升减速箱40输入端40与提升电机39连接，输出端与主链轮41连接，主链轮41通过链条43与从链轮42连接，从链轮42固定在升降轴37上带动其转动，升降轴37两侧固定绞盘38，也随其运动；所述两个绞盘38安装在升降轴37的两端，绞盘槽的宽度等于或略小于钢丝绳的直径；提升减速箱40为三级行星轮减速器。

如图7所示，所述前后移动装置包括前后移动电机44、前后移动减速箱装置45、丝杠46、螺母47、移动平台连接臂48、移动平台滑动支撑块49、平移平台中心座装置50，前后移动电机44安装在升降平台底座26上；前后移动减速箱45为三级行星轮减速器，输入端与前后移动电机44连接，输出端与丝杠46相连；螺母47与丝杠46配合并安装在左侧的移动平台连接臂48上；平移平台中心座装置50左右两侧分别连接有左右两个移动平台连接臂47，左右两个移动平台连接臂47的外侧分别连接移动移动平台滑动支撑块49，移动平台滑动支撑块49为长方体形，其顶面、底面与两个侧面分别与平移轨道31相应的面接触。

如图7所示，所述旋转装置包括旋转电机51、旋转减速器52、旋转小齿轮53、旋转大齿轮54、旋转平台中心座55、旋转法兰56，旋转电机51固定在所述平移平台中心座装置50的侧面；旋转减速器52为二级行星轮减速器，输入端与旋转电机轴相连，输出端与旋转小齿轮53相连；旋转大齿轮54固定在旋转平台中心座55上，旋转大齿轮54中心轴与旋转法兰56的中心轴重合；旋转平台中心座55与旋转法兰56连接，旋转法兰通过一个旋转体固定在平移平台中心座装置50的上面。

如图8所示，所述翻板装置包括旋转平台铰接头57、压杆58、撑泥板调节杆59、撑泥板装置60、气弹簧61、撑泥板前立柱62、锁钩63、锁止装置64、三角连杆65、翻板调节连杆66、刮泥板装置67、底部铰接头68、激光测距装置69，旋转平台铰接头57固定在旋转平台中心座55上，压杆58通过圆柱销与旋转平台55铰接头连接；撑泥板调节杆59一侧通过圆柱销与压杆58连接，另一侧通过圆柱销与撑泥板装置60的前端连接，撑泥板调节杆59长度可调；撑泥板装置60后端与固定在旋转平台55的气弹簧61铰接，气弹簧61可以实现竖直移动，撑泥板装置60的前端与固定在旋转平台55上的撑泥板前立柱62通过撑泥板轨道连接，撑泥板前立柱62可在撑泥板轨道内相对滑动；锁止装置64固定在旋转平台座55上，锁钩63安装在撑泥板60上，撑泥板60压到最低位置时，锁钩63压住锁止装置中的锁止销头使其发生滑动，当锁钩到达最低位置时，锁止销头回到初始位置，从而将锁钩卡住；三角连杆65与压杆58连接，翻板调节连杆66一端与三角连杆65连接，另一端与刮泥板装置67连接，翻板调节连杆66长度可调，刮泥板67通过底部铰接头与旋转平台55连接，所以当压杆58进行旋转时，在三角连杆65和翻版调节连杆66的带动下，刮泥板67也会进行旋转，实现翻转的动作；激光测距装置69通过激光测距安装支架与旋转平台55连接，旋转平台55两侧有两套相同的激光测距装置，这两套激光测距装置处于同一水平面上，测量方向均与立柱导杆垂直。

底座顶杆装置是一个基础平台，液压系统安装在底座上，升降框架可以沿着立柱上下运动，提升装置安装在升降框架的升降平台底座上，通过钢丝绳与顶部支撑架连接，前后移动装置安装在升降框架上，旋转装置通过旋转平台中心座和旋转法兰与前后移动装置连接。翻板装置通过铰链和连杆与前后移动装置连接。工作时，首先液压系统供油，使底座顶杆装置撑紧天花板，然后在提升装置中电机带动下，钢丝绳收紧，带动升降框架整体向上运动。然后前后移动电机的转动，可使前后移动装置相对于升降框架实现前后运动。同时旋转电机的转动，可使旋转装置相对于前后移动装置又能实现旋转运动。当整个升降框架运动到最高点时，翻板装置中的压杆进行旋转，带动刮泥板进行旋转，实现翻转的动作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润色，这些改进和润色也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能墙面抹灰机器人，其特征在于：包括底座立柱顶杆装置、液压系统、升降框架装置、提升装置、前后移动装置、旋转装置、翻板装置，其中：

所述底座立柱顶杆装置包括底座、立柱导杆、顶部支撑架，底座的四个角上设置有4个万向轮，底座的左右两侧设有距离调整机构，底座的左右两侧的中间设有液压缸固定座；立柱导杆包括下端短立柱部分和上端长立柱部分，所述下端短立柱部分与液压缸固定座连接，上端长立柱部分与下端的短立柱部分连接；顶部支撑架包括顶部支撑短立柱、横梁和顶部支撑斜角切割片，顶部支撑短立柱的下端与上端长立柱部分连接，顶部支撑架横梁与顶部支撑短立柱连接，顶部支撑架横梁内部有绞盘上下对应的滑轮；

所述液压系统包括电机、减速箱、齿轮泵、液压缸、阀体以及邮箱，电机、减速箱、齿轮泵、阀体依次连接，阀体与底座连接在一起，油箱单独与底座连接，液压缸与液压缸固定座连接，油箱与齿轮泵、阀体、液压缸通过管路连接，阀体与液压缸通过管路连接；

所述升降框架装置包括升降平台底座、主隔板、加强板、中间横支撑、上主支撑架、平移导轨、升降轮支撑架、侧压紧轮装置、主压紧轮装置和绞盘张紧轮装置，升降平台底座作为整个升降框架装置的基础，其他部件安装固定在升降平台底座上；主隔板、加强板相互连接，并安装在升降平台底座左右两侧；上主支撑架位于升降框架装置的最上方，与两侧的主隔板上端相连接；中间横支撑架位于升降框架装置的中部，中间横支撑架的下部与升降平台底座连接，上部与上主支撑架连接；两个平移导轨分别固定在升降平台底座前方的两侧，并与两侧的主隔板连接；两个升降轮支撑架分别位于升降平台底座中部的两侧，并与主隔板连接；压紧轮装置安装在升降轮支撑架左右和前后两侧；两套绞盘张紧轮装置分别安装在两个升降轮支撑架内侧，并与主隔板连接；

所述提升装置包括升降轴承座、升降轴、绞盘、提升电机、提升减速箱、主链轮、从链轮和链条，提升电机固定在升降平台底座上，提升减速箱输入端与电机连接，输出端与主链轮连接，主链轮通过链条与从链轮连接，从链轮固定在升降轴上带动其转动，升降轴两侧固定绞盘，随其运动；

所述前后移动装置包括前后移动电机、前后移动减速箱装置、丝杠、螺母、移动平台连接臂、移动平台滑动支撑块和平移平台中心座，前后移动电机安装在升降平台底座上，前后移动减速箱输入端与前后移动电机连接，输出端与丝杠相连，螺母与丝杠配合并安装在左侧的移动平台连接臂上，左右两个移动平台连接臂的外侧分别连接移动平台滑动支撑块，平移平台中心座与左右两个移动平台连接臂相连接；

所述旋转装置包括旋转电机、旋转减速器、旋转小齿轮、旋转大齿轮、旋转平台和旋转法兰，旋转电机固定在平移平台中心座上，旋转减速器输入端与旋转电机轴相连，输出端与旋转小齿轮相连，旋转大齿轮与旋转小齿轮啮合并固定在旋转平台上，旋转平台与旋转法兰连接，旋转法兰与平移平台中心座装置中的旋转体连接；

所述翻板装置包括旋转平台铰接头、压杆、撑泥板调节杆、撑泥板装置、气弹簧、撑泥板前立柱、锁钩、锁止装置、三角连杆、翻板调节连杆、刮泥板装置、底部铰接头和激光测距装置，旋转平台铰接头固定在旋转平台上，压杆通过圆柱销与旋转平台铰接头连接，撑泥板调节杆一侧通过圆柱销与压杆连接，另一侧通过圆柱销与撑泥板装置连接，撑泥板装置后端与固定在旋转平台的气弹簧铰接，前端与固定在旋转平台上的撑泥板前立柱连接，锁钩安装在撑泥板上，锁止装置安装在旋转平台上，锁钩安装在撑泥板上，撑泥板压到最低位置时，锁钩被锁止装置卡住，三角连杆与压杆连接，翻板调节连杆一端与三角连杆连接，另一端与刮泥板装置连接，刮泥板通过底部铰接头与旋转平台连接，激光测距装置通过激光测距安装支架与旋转平台连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能墙面抹灰机器人，其特征在于，所述立柱导杆包括两条平行放置的矩形空心杆件，所述上端短立柱和下端长立柱的连接是通过安装在短立柱内的立柱导向凸块和安装在长立柱内的立柱导向凹块连接，立柱导向凸块和立柱导向凹块的接触面是两个斜面，顶部支撑短立柱与上端长立柱连接方式也是这样，所述距离调整杆工作时伸出来与墙面接触，作为粗定位。

3.根据权利要求1所述的一种智能墙面抹灰机器人，其特征在于，两个绞盘安装在升降轴的两端，绞盘槽的宽度等于或小于钢丝绳的直径；提升减速器为三级行星轮减速器。

4.根据权利要求1所述的一种智能墙面抹灰机器人，其特征在于，旋转减速器为二级行星轮减速器和一级直齿齿轮减速器；旋转大齿轮固定在旋转平台上，旋转大齿轮中心轴与旋转法兰的中心轴重合。

5.根据权利要求1所述的一种智能墙面抹灰机器人，其特征在于，连接压杆和撑泥板的撑泥板调节连杆长度可调；所述气弹簧可以实现竖直移动，撑泥板前端通过撑泥板轨道与撑泥板前立柱连接，撑泥板前立柱可在撑泥板轨道内相对滑动；连接三角连杆和刮泥板装置的翻版调节连杆长度可调；撑泥板压到最低位置时，锁钩压住锁止销头使其发生滑动，当锁钩到达最低位置时，锁止销头将锁钩卡住。

6.根据权利要求1所述的一种智能墙面抹灰机器人，其特征在于，所述激光测距装置包括两套相同的激光测距装置，且处于同一水平面上，测量方向均与立柱导杆垂直。