CN106049838B - 一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人 - Google Patents

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    • E04F21/06Implements for applying plaster, insulating material, or the like
    • E04F21/08Mechanical implements
    • E04F21/12Mechanical implements acting by gas pressure, e.g. steam pressure

Abstract

本发明涉及一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人,包括固定机架,所述固定机架上分别安装有六个并联支链,六个并联支链的上端均匀安装在上平台上;所述上平台的上端面中部通过螺钉安装有抽气泵,上平台的上端面右侧均匀焊接有三根L型支柱,三根L型支柱的末端焊接有抽气支板,抽气支板的内壁上通过螺钉分别安装有一号吸盘、二号吸盘和三号吸盘;所述抽气泵的抽气口上连接有抽气管;所述上平台上端面对称焊接有四根抽气顶柱,四根抽气顶柱的上端面焊接有升降台,四根抽气顶柱起到均匀支撑升降台的作用,升降台的上端通过螺钉安装有粉刷机械手。本发明可以实现稳定的升降自动粉刷功能,提供了一种机械自动化粉刷墙面的新途径。

Description

一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人
技术领域
本发明涉建筑装饰设备,具体的说是一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展和城镇化的脚步快速前进,中国社会现状对房地产的需求量越来越大,从安全方面考虑,国家和地方相继出台了法律法规,明确规定了外墙涂料代替外墙瓷砖的硬性要求,从而加大了外墙粉刷的工作量。同时随着人民生活水平的提高,房屋维修和重新装饰的频率在不断加快,墙面粉刷市场依然会保持旺盛的需求,调查表明墙面装饰效果在居室整体装饰效果中占有80%的权重,也就是说室内墙面装饰效果的好坏直接决定了整个居室装修档次的高低。
现有的墙面粉刷基本上通过人工粉刷来完成的,但是通过人工粉刷方式存在劳动强度大、粉刷速度慢、粉刷程度不均匀、工作效率低下和自动化程度低等缺陷,由于人工粉刷过程中手部都会存在抖动现象,粉刷稳定性能差,降低了粉刷质量,而且当操作工人墙面上方部分粉刷不到时还得站在升降设备上粉刷,但是升降设备在升降过程中也会存在抖动现象,粉刷稳定性能差,进一步降低了粉刷质量。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人,可以解决现有人工粉刷墙面方式存在的劳动强度大、粉刷速度慢、粉刷程度不均匀、工作效率低下、自动化程度低、粉刷过程存在抖动现象、升降粉刷过程设备存在抖动现象、粉刷稳定性能差和粉刷质量低等难题,可以实现稳定的升降自动粉刷功能,具有粉刷速度快、粉刷程度均匀、无需人工粉刷、工作效率高、粉刷稳定性能好和粉刷质量高等优点,消除了人工操作和设备升降过程中存在的抖动状况,提供了一种机械自动化粉刷墙面的新途径。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案来实现:一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人,包括固定机架,所述固定机架上分别安装有六个并联支链,六个并联支链的上端均匀安装在上平台上;所述上平台的上端面中部通过螺钉安装有抽气泵,上平台的上端面右侧均匀焊接有三根L型支柱,三根L型支柱的末端焊接有抽气支板,抽气支板的内壁上通过螺钉分别安装有一号吸盘、二号吸盘和三号吸盘,一号吸盘与二号吸盘之间通过一号连接气管相连,二号吸盘与三号吸盘之间通过二号连接气管相连;所述抽气泵的抽气口上连接有抽气管,抽气管与一号连接气管相连通;所述上平台上端面对称焊接有四根抽气顶柱,四根抽气顶柱的上端面焊接有升降台,四根抽气顶柱起到均匀支撑升降台的作用,升降台的上端通过螺钉安装有粉刷机械手。工作时,首先通过四个万向轮可以将本发明随意移动至所需粉刷墙面下方,由于万向轮没有锁定功能使得本发明在工作过程中有可能会发生移动,先将一号吸盘、二号吸盘和三号吸盘紧贴在所需粉刷墙面上,然后抽气泵开始工作,抽气泵不断的抽取抽气管内的空气,抽气管不断抽取一号连接气管和二号连接气管内的空气,而一号连接气管和二号连接气管不断抽取一号吸盘、二号吸盘、三号吸盘内的空气,借助抽气泵的强大空气抽力将一号吸盘、二号吸盘、三号吸盘通过负压原理紧紧相贴锁紧在所需粉刷墙面上,从而使得本发明在工作过程中不会发生移动,提高了工作效率。
作为本发明的一种优选技术方案,所述固定机架包括下平台,所述下平台下端面对称设置有四个万向轮,通过四个万向轮可以将本发明随意移动至所需粉刷墙面下方,操作简便,下平台的上端面中部通过轴承安装有传动轴,传动轴的中部通过键安装有传动齿轮,传动齿轮沿轴向方向分别与六个传动支链相啮合,通过六个传动支链从六个角度同时带动传动齿轮转动的方式增加了传动扭转力,提高了传动的平稳性,传动支链包括底端通过电机座安装在下平台上的传动电机,传动电机的输出端通过联轴器与驱动轴相连,驱动轴的中部通过键安装有驱动齿轮,驱动齿轮与传动齿轮相啮合,且六个传动支链上的六个驱动轴上端通过轴承均与支撑台相连,传动电机带动驱动轴转动,驱动轴带动驱动齿轮转动,从而组成了由六个驱动齿轮带动传动齿轮转动的行星齿轮传动机构,提高了传动的平稳性;所述支撑台的中部通过轴承与传动轴相连,支撑台的下端面沿轴线方形均匀焊接有六根支撑柱,六根支撑柱的下端面均安装在下平台上,六根支撑柱起到均匀固定支撑台的功能,从而使得传动轴在行星齿轮传动机构的带动下可以稳定的在支撑台上转动;所述传动轴的上端通过联轴器与传动丝杠相连,传动丝杠的中部通过螺纹连接方式安装有传动滑块,传动滑块为正六边形结构,传动滑块的每个端面均焊接有一根移动柱,每根移动柱的末端均安装在一个一号直线滑轨上,通过传动滑块的正六边形结构使得焊接在传动滑块上的六根移动柱在传动丝杠的带动下能在六个一号直线滑轨上作稳定的升降运动,每个一号直线滑轨通过螺钉安装在每块支撑板上,每块支撑板的下端焊接在下平台上,六块支撑板起到固定支撑六个一号直线滑轨的作用,增加了移动柱在对应一号直线滑轨的稳定性;所述每块支撑板的上端内壁上均焊接有一根限位支柱,每根限位柱的中部均开设有一个方型限位口,每根限位支柱的末端焊接在固定台上,固定台的中部通过轴承与传动丝杠的上端相连;所述每根移动柱的上端面安装有一个并联支链,且每个并联支链的中部均穿设在对应限位支柱的方型限位口中,限位支柱的方型限位口起到限定并联支链运动范围的作用,通过六根移动柱分别带动六个并联支链作升降运动,六个并联支链同步带动上平台作升降运动,借助行星齿轮传动机构的稳定传动性能,提高了升降过程中的稳定性,从而使得本发明可以实现粉刷高度可调的功能,当所需粉刷墙面过高时无需增加外界升降设备,提高了工作效率;所述并联支链包括下端焊接在移动柱上的空心下螺纹轴,空心下螺纹轴上通过螺纹连接方式安装有一号球铰,一号球铰的上端通过螺纹连接方式安装有一号套筒,一号套筒的上端通过螺纹连接方式安装有一号液压缸,一号液压缸的上端通过螺纹连接方式安装有二号套筒,二号套筒的上端通过螺纹连接方式安装有二号球铰,二号球铰的上端通过螺纹连接方式安装有空心上螺纹轴,空心上螺纹轴焊接在上平台的下端面上,本发明通过一号球铰工作时形成的球面副S、一号液压缸伸缩时形成的移动副P和二号球铰工作时形成的球面副S组成了SPS并联支链,而本发明中的固定机架作为定平台、六个SPS并联支链、上平台作为动平台组成了6-SPS并联机构,6-SPS并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点,通过六个并联支链上的六个一号液压缸同时运动带动升降台上方的粉刷机械手作稳定的升降运动,从而实现了本发明稳定的升降自动粉刷功能,且由于6-SPS并联机构的优点使得本发明消除了人工操作和设备升降过程中存在的抖动状况,粉刷稳定性能好,粉刷程度均匀,工作效率高;
作为本发明的一种优选技术方案,所述粉刷机械手包括通过螺钉安装在升降台上的固定片,固定片的上端面中部焊接有粉刷支柱,粉刷支柱的末端焊接有粉刷支板,粉刷支板的内壁两端对称焊接有两块粉刷挡板,每块粉刷挡板的内壁上通过螺钉安装有一个二号直线滑轨;所述粉刷支板的内壁上对称安装有两个二号液压缸,两个二号液压缸的顶端安装有粉刷滑块,粉刷滑块的每端均焊接有一根粉刷滑柱,每根粉刷滑柱末端安装在一个二号直线滑轨上,二号液压缸在两根粉刷滑柱与二号直线滑轨的限位支撑运动下带动粉刷滑块稳定的来回运动;所述粉刷滑块的上端面对称焊接有两个L型粉刷板,两个L型粉刷板末端之间通过轴承安装有粉刷支链,粉刷支链在外力的作用下可在两个L型粉刷板之间转动,通过粉刷支链来对墙面进行自动粉刷工作;所述每块粉刷挡板的外壁上焊接有一块垂直吊板,两块垂直吊板下端之间焊接有水平吊板,水平吊板上端面中部设置有环形卡台,环形卡台上安装有料桶,料桶内安放有粉刷墙面用的涂料,环形卡台起到限位和固定支撑料桶的作用;所述水平吊板的上端面通过螺钉对称安装有两个涂料泵,每个涂料泵的进口通过一根进料管与料桶相连,涂料泵通过进料管抽取料桶内的涂料,每个涂料泵的出口通过一根出料管与粉刷支链的两端相连,涂料泵从料桶抽取的涂料通过出料管输送给粉刷支链;所述粉刷支链包括通过轴承安装在两个L型粉刷板上的两个连接轴,每个连接轴内部设置有一个进料通道,两个进料通道与两根出料管相连通,通过出料管输送过来的涂料进入到进料通道中;所述两根连接轴之间焊接有粉刷圆筒,粉刷圆筒的外壁上沿轴线方向均匀设置有柔性粉刷毛,粉刷圆筒内部设置有汇集容腔,汇集容腔与两个连接轴上的两个进料通道相连通,进入到进料通道内的涂料到汇集容腔内进行汇集,粉刷圆筒内部沿轴线方向均匀设置有出料通道,出料通道内部与汇集容腔相连通,出料通道外部与柔性粉刷毛的底部相连通,汇集容腔将涂料均匀分配给出料通道,通过出料通道将涂料供给柔性粉刷毛。当本发明开始工作后,先将粉刷支链上的柔性粉刷毛紧贴在所需粉刷墙面上,两个二号液压缸先开始工作,二号液压缸在两根粉刷滑柱与二号直线滑轨的限位支撑运动下带动粉刷滑块作稳定的伸缩运动,粉刷滑块带动两个L型粉刷板之间的粉刷支链同步运动,当粉刷支链上的柔性粉刷毛紧贴在所需粉刷墙面时二号液压缸停止工作,此时两个涂料泵同时开始工作,两个涂料泵通过两根进料管抽取料桶内的涂料,借助涂料泵的高压力又将涂料分别通过两根出料管输送至两个连接轴上的两个进料通道内,进入到两个进料通道内的涂料到汇集容腔进行汇集,汇集容腔将涂料均匀分配给出料通道,通过出料通道将涂料供给柔性粉刷毛,在六个并联机构的升降辅助下带动粉刷机械手上的柔性粉刷毛对墙面进行稳定的自动升降粉刷运动,粉刷速度快,粉刷程度均匀,工作效率高。
作为本发明的一种优选技术方案,所述六个传动支链与六根支撑柱之间采用相互交错方式安装在下平台上,既增加了传动的平稳性能,也增加了支撑柱对支撑台的均匀支撑性能。
作为本发明的一种优选技术方案,所述下平台的中心轴线与上平台的中心轴线相重合,借助6-SPS并联机构的刚度高和稳定性能好等优点可以始终使下平台与上平台保持平行,从而使得粉刷机械手在进行升降自动粉刷过程中可以始终保持平稳,消除了人工操作和设备升降过程中存在的抖动状况,粉刷稳定性能好,粉刷质量高,工作效率高。
工作时,首先通过四个万向轮可以将本发明随意移动至所需粉刷墙面下方,先根据实际需求调节粉刷高度,六个传动支链上的六个传动电机同时开始工作,六个传动电机分别带动六个驱动轴转动,六个驱动轴带动六个驱动齿轮转动,六个驱动齿轮带动传动齿轮运动,传动齿轮带动传动轴转动,传动轴带动传动丝杠转动,传动丝杠带动传动滑块运动,由于传动滑块的正六边形结构使得焊接在传动滑块上的六根移动柱在传动丝杠的带动下能在六个一号直线滑轨上作稳定的升降运动,六根移动柱分别带动六个并联支链作升降运动,六个并联支链同步带动上平台上的粉刷机械手作升降运动,借助行星齿轮传动机构的稳定传动性能,提高了升降过程中的稳定性,从而使得本发明可以实现粉刷高度可调的功能,当所需粉刷墙面过高时无需增加外界升降设备,提高了工作效率,当本发明达到合适粉刷高度时传动电机停止工作;由于万向轮没有锁定功能使得本发明在工作过程中有可能会发生移动,再将一号吸盘、二号吸盘和三号吸盘紧贴在所需粉刷墙面上,然后抽气泵开始工作,抽气泵不断的抽取抽气管内的空气,抽气管不断抽取一号连接气管和二号连接气管内的空气,而一号连接气管和二号连接气管不断抽取一号吸盘、二号吸盘、三号吸盘内的空气,借助抽气泵的强大空气抽力将一号吸盘、二号吸盘、三号吸盘通过负压原理紧紧相贴锁紧在所需粉刷墙面上,从而使得本发明在工作过程中不会发生移动,提高了工作效率;然后再将粉刷支链上的柔性粉刷毛紧贴在所需粉刷墙面上,两个二号液压缸先开始工作,二号液压缸在两根粉刷滑柱与二号直线滑轨的限位支撑运动下带动粉刷滑块作稳定的伸缩运动,粉刷滑块带动两个L型粉刷板之间的粉刷支链同步运动,当粉刷支链上的柔性粉刷毛紧贴在所需粉刷墙面时二号液压缸停止工作;此时通过六个并联支链上的六个一号液压缸同时运动带动升降台上方的粉刷机械手作稳定的升降运动,与此同时,两个涂料泵同时开始工作,两个涂料泵通过两根进料管抽取料桶内的涂料,借助涂料泵的高压力又将涂料分别通过两根出料管输送至两个连接轴上的两个进料通道内,进入到两个进料通道内的涂料到汇集容腔进行汇集,汇集容腔将涂料均匀分配给出料通道,通过出料通道将涂料供给柔性粉刷毛,在六个并联支链的升降辅助下带动粉刷机械手上的柔性粉刷毛对墙面进行稳定的自动升降粉刷运动,粉刷速度快,粉刷程度均匀,工作效率高,且由于本发明中的固定机架作为定平台、六个SPS并联支链、上平台作为动平台组成了6-SPS并联机构,6-SPS并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点,本发明借助6-SPS并联机构的优良性能从而使得粉刷机械手在进行升降自动粉刷过程中可以始终保持平稳,消除了人工操作和设备升降过程中存在的抖动状况,粉刷稳定性能好,粉刷质量高,工作效率高。
本发明的有益效果是:
1、本发明通过六个驱动齿轮同时带动传动齿轮转动的行星齿轮传动机构,从而带动六个并联支链在六根移动柱上稳定的上下移动,从而使得本发明可以实现粉刷高度可调的功能,当所需粉刷墙面过高时无需增加外界升降设备,提高了工作效率;
2、本发明中的固定机架作为定平台、六个SPS并联支链、上平台作为动平台组成了6-SPS并联机构,借助6-SPS并联机构的优良性能从而使得粉刷机械手在进行升降自动粉刷过程中可以始终保持平稳,消除了人工操作和设备升降过程中存在的抖动状况,粉刷稳定性能好,粉刷质量高,工作效率高;
3、本发明通过抽气泵抽取一号吸盘、二号吸盘、三号吸盘内的空气利用负压原理将本发明紧紧相贴锁紧在所需粉刷墙面上,从而使得本发明在工作过程中不会发生移动,提高了工作效率;
4、本发明通过二号液压缸在两根粉刷滑柱与二号直线滑轨的限位支撑运动下带动粉刷滑块作稳定的伸缩运动,使得粉刷支链上的柔性粉刷毛可以始终紧贴在所需粉刷墙面上,粉刷程度均匀,工作效率高;
5、本发明通过两个涂料泵讲涂料经过进料通道、汇集容腔、出料通道输送给柔性粉刷毛,在六个并联支链的稳定升降辅助下带动粉刷机械手上的柔性粉刷毛对墙面进行稳定的自动升降粉刷运动,粉刷速度快,粉刷程度均匀,工作效率高;
6、本发明解决了现有人工粉刷墙面方式存在的劳动强度大、粉刷速度慢、粉刷程度不均匀、工作效率低下、自动化程度低、粉刷过程存在抖动现象、升降粉刷过程设备存在抖动现象、粉刷稳定性能差和粉刷质量低等难题,可以实现稳定的升降自动粉刷功能,具有粉刷速度快、粉刷程度均匀、无需人工粉刷、工作效率高、粉刷稳定性能好和粉刷质量高等优点,消除了人工操作和设备升降过程中存在的抖动状况,提供了一种机械自动化粉刷墙面的新途径。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明固定机架、并联支链和上平台之间的全剖视图;
图3是本发明图2的A-A向剖视图;
图4是本发明图2的B-B向剖视图。
图5是本发明去除固定机架、并联支链、升降台和粉刷机械手之后的结构示意图;
图6是本发明粉刷机械手的结构示意图;
图7是本发明粉刷机械手的全剖视图;
图8是本发明粉刷机械手的右视图;
图9是本发明图7的I向局部放大图;
图10是本发明图7的C-C向剖视图。
具体实施例
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
如图1至图10所示,一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人,包括固定机架1,所述固定机架1上分别安装有六个并联支链2,六个并联支链2的上端均匀安装在上平台3上;所述上平台3的上端面中部通过螺钉安装有抽气泵4,上平台3的上端面右侧均匀焊接有三根L型支柱5,三根L型支柱5的末端焊接有抽气支板6,抽气支板6的内壁上通过螺钉分别安装有一号吸盘6a、二号吸盘6b和三号吸盘6c,一号吸盘6a与二号吸盘6b之间通过一号连接气管6d相连,二号吸盘6b与三号吸盘6c之间通过二号连接气管6e相连;所述抽气泵4的抽气口上连接有抽气管6f,抽气管6f与一号连接气管6d相连通;所述上平台3上端面对称焊接有四根抽气顶柱7,四根抽气顶柱7的上端面焊接有升降台8,四根抽气顶柱7起到均匀支撑升降台8的作用,升降台8的上端通过螺钉安装有粉刷机械手9。工作时,首先通过四个万向轮11a可以将本发明随意移动至所需粉刷墙面下方,由于万向轮11a没有锁定功能使得本发明在工作过程中有可能会发生移动,先将一号吸盘6a、二号吸盘6b和三号吸盘6c紧贴在所需粉刷墙面上,然后抽气泵4开始工作,抽气泵4不断的抽取抽气管6f内的空气,抽气管6f不断抽取一号连接气管6d和二号连接气管6e内的空气,而一号连接气管6d和二号连接气管6e不断抽取一号吸盘6a、二号吸盘6b、三号吸盘6c内的空气,借助抽气泵4的强大空气抽力将一号吸盘6a、二号吸盘6b、三号吸盘6c通过负压原理紧紧相贴锁紧在所需粉刷墙面上,从而使得本发明在工作过程中不会发生移动,提高了工作效率。
所述固定机架1包括下平台11,所述下平台11下端面对称设置有四个万向轮11a,通过四个万向轮11a可以将本发明随意移动至所需粉刷墙面下方,操作简便,下平台11的上端面中部通过轴承安装有传动轴12,传动轴12的中部通过键安装有传动齿轮13,传动齿轮13沿轴向方向分别与六个传动支链14相啮合,通过六个传动支链14从六个角度同时带动传动齿轮13转动的方式增加了传动扭转力,提高了传动的平稳性,传动支链14包括底端通过电机座安装在下平台11上的传动电机141,传动电机141的输出端通过联轴器与驱动轴142相连,驱动轴142的中部通过键安装有驱动齿轮143,驱动齿轮143与传动齿轮13相啮合,且六个传动支链14上的六个驱动轴142上端通过轴承均与支撑台15相连,传动电机41带动驱动轴142转动,驱动轴142带动驱动齿轮143转动,从而组成了由六个驱动齿轮143带动传动齿轮13转动的行星齿轮传动机构,提高了传动的平稳性;所述支撑台15的中部通过轴承与传动轴12相连,支撑台15的下端面沿轴线方形均匀焊接有六根支撑柱16,六根支撑柱16的下端面均安装在下平台11上,六根支撑柱16起到均匀固定支撑台15的功能,从而使得传动轴12在行星齿轮传动机构的带动下可以稳定的在支撑台15上转动;所述传动轴12的上端通过联轴器与传动丝杠17相连,传动丝杠17的中部通过螺纹连接方式安装有传动滑块18,传动滑块18为正六边形结构,传动滑块18的每个端面均焊接有一根移动柱19,每根移动柱19的末端均安装在一个一号直线滑轨110上,通过传动滑块18的正六边形结构使得焊接在传动滑块18上的六根移动柱19在传动丝杠17的带动下能在六个一号直线滑轨110上作稳定的升降运动,每个一号直线滑轨110通过螺钉安装在每块支撑板111上,每块支撑板111的下端焊接在下平台11上,六块支撑板111起到固定支撑六个一号直线滑轨110的作用,增加了移动柱19在对应一号直线滑轨110的稳定性;所述每块支撑板111的上端内壁上均焊接有一根限位支柱112,每根限位柱112的中部均开设有一个方型限位口,每根限位支柱112的末端焊接在固定台113上,固定台113的中部通过轴承与传动丝杠17的上端相连;所述每根移动柱19的上端面安装有一个并联支链2,且每个并联支链2的中部均穿设在对应限位支柱112的方型限位口中,限位支柱112的方型限位口起到限定并联支链2运动范围的作用,通过六根移动柱19分别带动六个并联支链2作升降运动,六个并联支链2同步带动上平台3作升降运动,借助行星齿轮传动机构的稳定传动性能,提高了升降过程中的稳定性,从而使得本发明可以实现粉刷高度可调的功能,当所需粉刷墙面过高时无需增加外界升降设备,提高了工作效率;所述并联支链2包括下端焊接在移动柱19上的空心下螺纹轴21,空心下螺纹轴21上通过螺纹连接方式安装有一号球铰22,一号球铰22的上端通过螺纹连接方式安装有一号套筒23,一号套筒23的上端通过螺纹连接方式安装有一号液压缸24,一号液压缸24的上端通过螺纹连接方式安装有二号套筒25,二号套筒25的上端通过螺纹连接方式安装有二号球铰26,二号球铰26的上端通过螺纹连接方式安装有空心上螺纹轴27,空心上螺纹轴27焊接在上平台3的下端面上,本发明通过一号球铰22工作时形成的球面副S、一号液压缸24伸缩时形成的移动副P和二号球铰26工作时形成的球面副S组成了SPS并联支链2,而本发明中的固定机架1作为定平台、六个SPS并联支链2、上平台3作为动平台组成了6-SPS并联机构,6-SPS并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点,通过六个并联支链2上的六个一号液压缸24同时运动带动升降台8上方的粉刷机械手9作稳定的升降运动,从而实现了本发明稳定的升降自动粉刷功能,且由于6-SPS并联机构的优点使得本发明消除了人工操作和设备升降过程中存在的抖动状况,粉刷稳定性能好,粉刷程度均匀,工作效率高;
所述粉刷机械手9包括通过螺钉安装在升降台8上的固定片91,固定片91的上端面中部焊接有粉刷支柱92,粉刷支柱92的末端焊接有粉刷支板93,粉刷支板93的内壁两端对称焊接有两块粉刷挡板94,每块粉刷挡板94的内壁上通过螺钉安装有一个二号直线滑轨94a;所述粉刷支板93的内壁上对称安装有两个二号液压缸95,两个二号液压缸95的顶端安装有粉刷滑块96,粉刷滑块96的每端均焊接有一根粉刷滑柱96a,每根粉刷滑柱96a末端安装在一个二号直线滑轨94a上,二号液压缸95在两根粉刷滑柱96a与二号直线滑轨94a的限位支撑运动下带动粉刷滑块96稳定的来回运动;所述粉刷滑块96的上端面对称焊接有两个L型粉刷板97,两个L型粉刷板97末端之间通过轴承安装有粉刷支链98,粉刷支链98在外力的作用下可在两个L型粉刷板97之间转动,通过粉刷支链98来对墙面进行自动粉刷工作;所述每块粉刷挡板94的外壁上焊接有一块垂直吊板99,两块垂直吊板99下端之间焊接有水平吊板910,水平吊板910上端面中部设置有环形卡台911,环形卡台911上安装有料桶912,料桶912内安放有粉刷墙面用的涂料,环形卡台911起到限位和固定支撑料桶912的作用;所述水平吊板910的上端面通过螺钉对称安装有两个涂料泵913,每个涂料泵913的进口通过一根进料管914与料桶912相连,涂料泵913通过进料管914抽取料桶912内的涂料,每个涂料泵913的出口通过一根出料管915与粉刷支链98的两端相连,涂料泵913从料桶912抽取的涂料通过出料管915输送给粉刷支链98;所述粉刷支链98包括通过轴承安装在两个L型粉刷板97上的两个连接轴981,每个连接轴981内部设置有一个进料通道981a,两个进料通道981a与两根出料管915相连通,通过出料管915输送过来的涂料进入到进料通道981a中;所述两根连接轴981之间焊接有粉刷圆筒982,粉刷圆筒982的外壁上沿轴线方向均匀设置有柔性粉刷毛983,粉刷圆筒982内部设置有汇集容腔982a,汇集容腔982a与两个连接轴981上的两个进料通道981a相连通,进入到进料通道981a内的涂料到汇集容腔982a内进行汇集,粉刷圆筒982内部沿轴线方向均匀设置有出料通道982b,出料通道982b内部与汇集容腔982a相连通,出料通道982b外部与柔性粉刷毛983的底部相连通,汇集容腔982a将涂料均匀分配给出料通道982b,通过出料通道982b将涂料供给柔性粉刷毛983。当本发明开始工作后,先将粉刷支链98上的柔性粉刷毛983紧贴在所需粉刷墙面上,两个二号液压缸95先开始工作,二号液压缸95在两根粉刷滑柱96a与二号直线滑轨94a的限位支撑运动下带动粉刷滑块96作稳定的伸缩运动,粉刷滑块96带动两个L型粉刷板97之间的粉刷支链98同步运动,当粉刷支链98上的柔性粉刷毛983紧贴在所需粉刷墙面时二号液压缸95停止工作,此时两个涂料泵913同时开始工作,两个涂料泵913通过两根进料管914抽取料桶912内的涂料,借助涂料泵913的高压力又将涂料分别通过两根出料管915输送至两个连接轴981上的两个进料通道981a内,进入到两个进料通道981a内的涂料到汇集容腔982a进行汇集,汇集容腔982a将涂料均匀分配给出料通道982b,通过出料通道982b将涂料供给柔性粉刷毛983,在六个并联机构2的升降辅助下带动粉刷机械手9上的柔性粉刷毛983对墙面进行稳定的自动升降粉刷运动,粉刷速度快,粉刷程度均匀,工作效率高。
所述六个传动支链14与六根支撑柱16之间采用相互交错方式安装在下平台11上,既增加了传动的平稳性能,也增加了支撑柱16对支撑台15的均匀支撑性能。
所述下平台11的中心轴线与上平台3的中心轴线相重合,借助6-SPS并联机构的刚度高和稳定性能好等优点可以始终使下平台11与上平台3保持平行,从而使得粉刷机械手9在进行升降自动粉刷过程中可以始终保持平稳,消除了人工操作和设备升降过程中存在的抖动状况,粉刷稳定性能好,粉刷质量高,工作效率高。
工作时,首先通过四个万向轮11a可以将本发明随意移动至所需粉刷墙面下方,先根据实际需求调节粉刷高度,六个传动支链14上的六个传动电机141同时开始工作,六个传动电机141分别带动六个驱动轴142转动,六个驱动轴142带动六个驱动齿轮143转动,六个驱动齿轮143带动传动齿轮13运动,传动齿轮13带动传动轴12转动,传动轴12带动传动丝杠17转动,传动丝杠17带动传动滑块18运动,由于传动滑块18的正六边形结构使得焊接在传动滑块18上的六根移动柱19在传动丝杠17的带动下能在六个一号直线滑轨110上作稳定的升降运动,六根移动柱19分别带动六个并联支链2作升降运动,六个并联支链2同步带动上平台3上的粉刷机械手9作升降运动,借助行星齿轮传动机构的稳定传动性能,提高了升降过程中的稳定性,从而使得本发明可以实现粉刷高度可调的功能,当所需粉刷墙面过高时无需增加外界升降设备,提高了工作效率,当本发明达到合适粉刷高度时传动电机141停止工作;由于万向轮11a没有锁定功能使得本发明在工作过程中有可能会发生移动,再将一号吸盘6a、二号吸盘6b和三号吸盘6c紧贴在所需粉刷墙面上,然后抽气泵4开始工作,抽气泵4不断的抽取抽气管6f内的空气,抽气管6f不断抽取一号连接气管6d和二号连接气管6e内的空气,而一号连接气管6d和二号连接气管6e不断抽取一号吸盘6a、二号吸盘6b、三号吸盘6c内的空气,借助抽气泵4的强大空气抽力将一号吸盘6a、二号吸盘6b、三号吸盘6c通过负压原理紧紧相贴锁紧在所需粉刷墙面上,从而使得本发明在工作过程中不会发生移动,提高了工作效率;然后再将粉刷支链98上的柔性粉刷毛983紧贴在所需粉刷墙面上,两个二号液压缸95先开始工作,二号液压缸95在两根粉刷滑柱96a与二号直线滑轨94a的限位支撑运动下带动粉刷滑块96作稳定的伸缩运动,粉刷滑块96带动两个L型粉刷板97之间的粉刷支链98同步运动,当粉刷支链98上的柔性粉刷毛983紧贴在所需粉刷墙面时二号液压缸95停止工作;此时通过六个并联支链2上的六个一号液压缸24同时运动带动升降台8上方的粉刷机械手9作稳定的升降运动,与此同时,两个涂料泵913同时开始工作,两个涂料泵913通过两根进料管914抽取料桶912内的涂料,借助涂料泵913的高压力又将涂料分别通过两根出料管915输送至两个连接轴981上的两个进料通道981a内,进入到两个进料通道981a内的涂料到汇集容腔982a进行汇集,汇集容腔982a将涂料均匀分配给出料通道982b,通过出料通道982b将涂料供给柔性粉刷毛983,在六个并联支链2的升降辅助下带动粉刷机械手9上的柔性粉刷毛983对墙面进行稳定的自动升降粉刷运动,粉刷速度快,粉刷程度均匀,工作效率高,且由于本发明中的固定机架1作为定平台、六个SPS并联支链2、上平台3作为动平台组成了6-SPS并联机构,6-SPS并联机构具有动态响应好、刚度高、承载能力大、稳定性好和运动精度高等优点,本发明借助6-SPS并联机构的优良性能从而使得粉刷机械手9在进行升降自动粉刷过程中可以始终保持平稳,消除了人工操作和设备升降过程中存在的抖动状况,粉刷稳定性能好,粉刷质量高,工作效率高,解决了现有人工粉刷墙面方式存在的劳动强度大、粉刷速度慢、粉刷程度不均匀、工作效率低下、自动化程度低、粉刷过程存在抖动现象、升降粉刷过程设备存在抖动现象、粉刷稳定性能差和粉刷质量低等难题,达到了目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人,其特征在于:包括固定机架(1),所述固定机架(1)上分别安装有六个并联支链(2),六个并联支链(2)的上端均匀安装在上平台(3)上;所述上平台(3)的上端面中部通过螺钉安装有抽气泵(4),上平台(3)的上端面右侧均匀焊接有三根L型支柱(5),三根L型支柱(5)的末端焊接有抽气支板(6),抽气支板(6)的内壁上通过螺钉分别安装有一号吸盘(6a)、二号吸盘(6b)和三号吸盘(6c),一号吸盘(6a)与二号吸盘(6b)之间通过一号连接气管(6d)相连,二号吸盘(6b)与三号吸盘(6c)之间通过二号连接气管(6e)相连;所述抽气泵(4)的抽气口上连接有抽气管(6f),抽气管(6f)与一号连接气管(6d)相连通;所述上平台(3)上端面对称焊接有四根抽气顶柱(7),四根抽气顶柱(7)的上端面焊接有升降台(8),升降台(8)的上端通过螺钉安装有粉刷机械手(9);
所述固定机架(1)包括下平台(11),所述下平台(11)下端面对称设置有四个万向轮(11a),下平台(11)的上端面中部通过轴承安装有传动轴(12),传动轴(12)的中部通过键安装有传动齿轮(13),传动齿轮(13)沿轴向方向分别与六个传动支链(14)相啮合,传动支链(14)包括底端通过电机座安装在下平台(11)上的传动电机(141),传动电机(141)的输出端通过联轴器与驱动轴(142)相连,驱动轴(142)的中部通过键安装有驱动齿轮(143),驱动齿轮(143)与传动齿轮(13)相啮合,且六个传动支链(14)上的六个驱动轴(142)上端通过轴承均与支撑台(15)相连;所述支撑台(15)的中部通过轴承与传动轴(12)相连,支撑台(15)的下端面沿轴线方形均匀焊接有六根支撑柱(16),六根支撑柱(16)的下端面均安装在下平台(11)上;所述传动轴(12)的上端通过联轴器与传动丝杠(17)相连,传动丝杠(17)的中部通过螺纹连接方式安装有传动滑块(18),传动滑块(18)为正六边形结构,传动滑块(18)的每个端面均焊接有一根移动柱(19),每根移动柱(19)的末端均安装在一个一号直线滑轨(110)上,每个一号直线滑轨(110)通过螺钉安装在每块支撑板(111)上,每块支撑板(111)的下端焊接在下平台(11)上;所述每块支撑板(111)的上端内壁上均焊接有一根限位支柱(112),每根限位柱(112)的中部均开设有一个方型限位口,每根限位支柱(112)的末端焊接在固定台(113)上,固定台(113)的中部通过轴承与传动丝杠(17)的上端相连;所述每根移动柱(19)的上端面安装有一个并联支链(2),且每个并联支链(2)的中部均穿设在对应限位支柱(112)的方型限位口中;
所述粉刷机械手(9)包括通过螺钉安装在升降台(8)上的固定片(91),固定片(91)的上端面中部焊接有粉刷支柱(92),粉刷支柱(92)的末端焊接有粉刷支板(93),粉刷支板(93)的内壁两端对称焊接有两块粉刷挡板(94),每块粉刷挡板(94)的内壁上通过螺钉安装有一个二号直线滑轨(94a);所述粉刷支板(93)的内壁上对称安装有两个二号液压缸(95),两个二号液压缸(95)的顶端安装有粉刷滑块(96),粉刷滑块(96)的每端均焊接有一根粉刷滑柱(96a),每根粉刷滑柱(96a)末端安装在一个二号直线滑轨(94a)上;所述粉刷滑块(96)的上端面对称焊接有两个L型粉刷板(97),两个L型粉刷板(97)末端之间通过轴承安装有粉刷支链(98);所述每块粉刷挡板(94)的外壁上焊接有一块垂直吊板(99),两块垂直吊板(99)下端之间焊接有水平吊板(910),水平吊板(910)上端面中部设置有环形卡台(911),环形卡台(911)上安装有料桶(912);所述水平吊板(910)的上端面通过螺钉对称安装有两个涂料泵(913),每个涂料泵(913)的进口通过一根进料管(914)与料桶(912)相连,每个涂料泵(913)的出口通过一根出料管(915)与粉刷支链(98)的两端相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人,其特征在于:所述粉刷支链(98)包括通过轴承安装在两个L型粉刷板(97)上的两个连接轴(981),每个连接轴(981)内部设置有一个进料通道(981a),两个进料通道(981a)与两根出料管(915)相连通;所述两根连接轴(981)之间焊接有粉刷圆筒(982),粉刷圆筒(982)的外壁上沿轴线方向均匀设置有柔性粉刷毛(983),粉刷圆筒(982)内部设置有汇集容腔(982a),汇集容腔(982a)与两个连接轴(981)上的两个进料通道(981a)相连通,粉刷圆筒(982)内部沿轴线方向均匀设置有出料通道(982b),出料通道(982b)内部与汇集容腔(982a)相连通,出料通道(982b)外部与柔性粉刷毛(983)的底部相连通。
3.根据权利要求1所述的一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人,其特征在于:所述六个传动支链(14)与六根支撑柱(16)之间采用相互交错方式安装在下平台(11)上。
4.根据权利要求1所述的一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人,其特征在于:所述下平台(11)的中心轴线与上平台(3)的中心轴线相重合。
5.根据权利要求1所述的一种基于负压原理的建筑墙面粉刷机器人,其特征在于:所述并联支链(2)包括下端焊接在移动柱(19)上的空心下螺纹轴(21),空心下螺纹轴(21)上通过螺纹连接方式安装有一号球铰(22),一号球铰(22)的上端通过螺纹连接方式安装有一号套筒(23),一号套筒(23)的上端通过螺纹连接方式安装有一号液压缸(24),一号液压缸(24)的上端通过螺纹连接方式安装有二号套筒(25),二号套筒(25)的上端通过螺纹连接方式安装有二号球铰(26),二号球铰(26)的上端通过螺纹连接方式安装有空心上螺纹轴(27),空心上螺纹轴(27)焊接在上平台(3)的下端面上。
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