CN106426193A - 远程控制的高空喷涂打磨机器人 - Google Patents

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CN106426193A CN201610577699.7A CN201610577699A CN106426193A CN 106426193 A CN106426193 A CN 106426193A CN 201610577699 A CN201610577699 A CN 201610577699A CN 106426193 A CN106426193 A CN 106426193A
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Abstract

本发明公开了一种远程控制的高空喷涂打磨机器人,包括平衡架、喷涂系统、打磨系统、升降系统和控制系统;平衡架上部设置有吊钩;喷涂系统设置在平衡架上,包括储料桶、喷涂机、喷头架滑行导轨、喷头架和喷头;打磨系统设置在平衡架上,包括打磨辊滑行导轨、打磨辊架和打磨辊;升降系统设置在固定架上,升降系统通过钢丝绳连接吊钩;固定架固定在预留的固定位置上;控制系统控制连接喷涂机、喷头架驱动机构、喷头电磁阀、打磨辊架驱动系统、打磨辊驱动机构和升降系统。本发明能够高效安全的完成针对建筑物外墙的高空喷涂及打磨施工,可通过远程控制避免施工人员在高空作业,降低施工人员安全隐患。

Description

远程控制的高空喷涂打磨机器人
技术领域
本发明涉及高空喷涂领域,尤其涉及一种远程控制的高空喷涂打磨机器人。
背景技术
现有的喷涂机大部分都只能在室内施工,在进行建筑物外墙喷涂施工时,必须借助吊篮或脚手架等辅助设备,并由人工亲手操作来完成,导致施工范围和工作方式受到很大限制。由于建筑物高几十米甚至上百米,工人在高空施工存在极大地安全隐患,每年因在建筑物外墙施工造成的人身伤亡事件时有发生,时工过程中,施工人员除了要控制质量,还必须时刻注意安全,导致工作效率极低。
另外,由于涂料中的原材料具有一定的污染性,某些化学材料会对人们的身体健康造成一定的威胁,长期在此环境下工作很容易造成身体伤害或患上某种职业病。
发明内容
本发明的目的是提供一种远程控制的高空喷涂打磨机器人,能够高效安全的完成针对建筑物外墙的高空喷涂及打磨施工,可通过远程控制避免施工人员在高空作业,降低施工人员安全隐患。
本发明采用下述技术方案:
一种远程控制的高空喷涂打磨机器人,包括平衡架、喷涂系统、打磨系统、升降系统和控制系统;
所述平衡架上部设置有吊钩;
所述喷涂系统设置在平衡架上,包括储料桶、喷涂机和喷头架滑行导轨,喷涂机的吸料管设置在储料桶内,喷头架滑行导轨上滑动连接有喷头架,喷头架由喷头架驱动机构驱动沿喷头架滑行导轨往复移动,喷头架上设置有喷头,喷头位于平衡架前侧,喷头通过设置有喷头电磁阀的管路与喷涂机出料口连接;
所述打磨系统设置在平衡架上,包括打磨辊滑行导轨,打磨辊滑行导轨上滑动连接有打磨辊架,打磨辊架由打磨辊架驱动系统驱动沿喷头架滑行导轨往复移动,打磨辊架上设置有打磨辊,打磨辊由打磨辊驱动机构驱动,打磨辊位于平衡架后侧;
所述升降系统设置在固定架上,升降系统通过钢丝绳连接吊钩;
所述固定架固定在预留的固定位置上;
所述控制系统控制连接喷涂机、喷头架驱动机构、喷头电磁阀、打磨辊架驱动系统、打磨辊驱动机构和升降系统。
所述喷涂系统还包括平衡架摄像头、平衡架伸缩杆和距离传感器,平衡架摄像头、平衡架伸缩杆和距离传感器设置在平衡架上,平衡架伸缩杆的活动端设置有外墙接触轮,平衡架摄像头通过无线传输设备与控制系统通信,控制系统控制连接平衡架伸缩杆;平衡架上设置有两个储料桶,两个储料桶的底部连通,喷涂机的吸料管分别设置在储料桶底部,储料桶内设置有液位计,液位计的信号输出端通过无线传输设备与控制系统通信;储料桶的内部底面设置有排污槽,排污槽的底部设置有排污口,喷涂机的吸料管的入口设置在排污槽内。
所述平衡架上设置有喷涂调整盘滑行导轨固定架,喷涂调整盘滑行导轨固定架上固定有喷涂调整盘滑行导轨,喷涂调整盘滑行导轨上滑动连接有喷涂调整盘限位装置,喷涂调整盘设置在喷涂调整盘限位装置上,喷涂调整盘限位装置上设置有喷涂调整盘旋转驱动系统,在喷涂调整盘限位装置的限位下,喷涂调整盘旋转驱动系统驱动喷涂调整盘在喷涂调整盘所在平面内转动;喷涂调整盘由喷涂调整盘直线驱动系统驱动通过喷涂调整盘限位装置沿喷涂调整盘滑行导轨往复运动;喷涂调整盘上固定有喷头架滑行导轨,喷头架滑行导轨上滑动连接有喷头架,喷涂调整盘还通过多组喷涂遮挡板伸缩杆连接有两个喷涂遮挡板,两个喷涂遮挡板分别设置于喷头架滑行导轨上下两侧,喷涂遮挡板在喷涂遮挡板伸缩杆的驱动下上下移动;控制系统控制连接喷涂调整盘旋转驱动系统、喷涂调整盘直线驱动系统和多组喷涂遮挡板伸缩杆。
所述喷头架包括喷头固定板、转动轴、X向旋转驱动电机和Y向旋转驱动电机;转动轴与喷头固定板转动连接,转动轴上设置有转动轴从动齿轮,X向旋转驱动电机的输出轴上设置有转动轴主动齿轮,转动轴从动齿轮和转动轴主动齿轮啮合;转动轴的侧表面上沿径向开设有喷头进料管竖向孔,转动轴一侧的端面上沿轴向开设有喷头进料管横向孔,喷头进料管竖向孔与喷头进料管横向孔导通,喷头进料管竖向孔与喷头进料管横向孔内设置有喷头进料管,喷头进料管的上端与喷头入料接管转动连接,转动轴的侧表面上在喷头进料管竖向孔位置处开设有圆槽,套设在喷头入料接管上的喷头从动齿轮位于圆槽内,Y向旋转驱动电机的输出轴上设置有喷头主动齿轮,喷头主动齿轮和喷头从动齿轮啮合;喷头的顶部设置有喷头摄像头,喷头摄像头通过无线传输设备与控制系统通信。
所述转动轴从动齿轮和转动轴主动齿轮均采用伞形齿轮,X向旋转驱动电机沿转动轴径向固定在喷头固定板上;转动轴与喷头固定板通过轴承转动连接;喷头主动齿轮和喷头从动齿轮均采用圆柱齿轮,转动轴的侧表面上沿径向开设有Y向旋转驱动电机安装腔,Y向旋转驱动电机设置在Y向旋转驱动电机安装腔内。
所述喷头入料接管的下端套设在喷头进料管的上端,喷头进料管与喷头入料接管之间设置有密封圈;喷头固定板包括左喷头固定板和右喷头固定板。
所述平衡架上设置有吸尘装置,吸尘装置的吸风口设置在平衡架后侧,吸尘装置的出风口连接集尘腔,控制系统控制连接吸尘装置。
所述平衡架中部设置有推力风扇,推力风扇由正反转风扇电机驱动,控制系统控制连接正反转风扇电机。
所述升降系统包括升降驱动电机,升降驱动电机的输出轴连接有盘绳轴,盘绳轴上设置有盘绳槽,钢丝绳利用盘绳槽缠绕在盘绳轴上,盘绳轴上还设置有脉冲编码器;脉冲编码器通过无线传输设备与控制系统通信。
所述固定架包括底座,底座上端设置有矩形贯穿孔,矩形贯穿孔内设置有矩形管件,矩形管件上设置有导向轮,导向轮上设置有重力传感器,重力传感器通过无线传输设备与控制系统通信;底座上设置有矩形管件驱动装置,矩形管件驱动装置驱动矩形管件在矩形贯穿孔内沿矩形贯穿孔轴向前后运动,控制系统控制连接矩形管件驱动装置;底座底端设置有行走机构。
本发明适用于高层建筑外墙和大型罐体的外表面喷涂作业,施工人员能够通过控制系统完成整个施工过程中的监控与喷涂工作。在进行喷涂工作时,将平衡架上设置有喷头的一面即平衡架前侧面正对建筑物外表面进行喷涂作业。施工人员能够进行平衡架起始位置控制、平衡架升降距离控制、平衡架升降速度控制、平衡架工作面移动控制、喷涂调整盘起始位置控制、喷涂调整盘移动角度控制、平衡架移动速度控制、平衡架移动线路控制、喷涂遮挡板间距控制、喷涂遮挡板遮挡位置控制、喷头架起始位置控制、喷头架行走距离控制、喷头架行走速度控制、喷涂机开闭控制、喷头选择、喷头X向和Y向的旋转控制、由矩形管件驱动装置实现的平衡架与建筑物外墙间距控制、由电动伸缩杆实现的障碍躲避和平行度调整和由距离传感器实现的平衡架底部位置监控。
当对表面规律的建筑物外墙进行喷涂时,工作人员可通过控制系统预先设定喷涂路线,按照设定好的喷涂起始位置、喷头数量和喷头喷涂角度、平衡架升降速度和升降距离等实现自动喷涂。
当对表面不规律的建筑物外墙进行喷涂时,工作人员可以通过手动控制,利用喷头摄像头实时观察喷头的工作状态和喷涂效果,利用平衡架摄像头实时监控整个喷涂系统的位置,当遇到障碍物时利用电动伸缩杆进行微调以完成障碍躲避。喷涂过程中还可利用X向旋转驱动电机和Y向旋转驱动电机控制喷头在X向和Y向的旋转角度,通过喷头架驱动机构控制喷头移动速度,最终顺利完成喷涂工作。
本发明同样适用于高层建筑外墙和大型罐体的外表面打磨作业,施工人员能够通过控制系统完成整个施工过程中的监控与打磨工作。
在进行打磨工作时,将平衡架上设置有打磨辊的一面即平衡架后侧面正对建筑物外表面进行打磨作业。工作人员能够进行打磨辊移动速度控制、打磨辊移动路线控制和打磨辊打磨转速控制,对建筑物外墙进行打磨。打磨过程中,吸尘器的设置能够有效吸附打磨过程中产生的灰尘,并将灰尘收集在集尘腔中。控制系统还能通过控制正反转风扇电机使推力风扇产生不同方向的气流,最终实现平衡架靠近建筑物外墙或远离建筑物外墙。
附图说明
图1为本发明中平衡架的前视结构示意图;
图2为本发明中喷涂系统的结构示意图;
图3为本发明中打磨系统的结构示意图;
图4为本发明中喷头架的结构示意图;
图5为本发明中升降系统的结构示意图;
图6为本发明中固定架的结构示意图;
图7为本发明在喷涂模式下的使用状态示意图;
图8为本发明在打磨模式下的使用状态示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作以详细的描述:
本发明所述的远程控制的高空喷涂打磨机器人,包括平衡架1、喷涂系统、打磨系统、升降系统和控制系统。
所述平衡架1用于提供各个设备的安装空间,并配合升降系统实现喷涂系统和打磨系统的上下移动。平衡架1上部设置有吊钩2;用于与升降系统相配合。
所述喷涂系统用于向建筑物外墙表面进行涂料喷涂。喷涂系统设置在平衡架1上,包括储料桶3、喷涂机4和喷头架滑行导轨5,喷涂机4的吸料管设置在储料桶3内。储料桶3用于存储涂料,喷涂机4通过喷头7将涂料喷覆于建筑物外墙表面。喷头架滑行导轨5上滑动连接有喷头架6,喷头架6由喷头架驱动机构驱动沿喷头架滑行导轨5往复移动,喷头架6上设置有喷头7,喷头7位于平衡架1前侧,喷头7通过设置有喷头电磁阀的管路与喷涂机4出料口连接。
所述打磨系统用于对建筑物外墙进行打磨。打磨系统设置在平衡架1上,包括打磨辊滑行导轨8,打磨辊滑行导轨8上滑动连接有打磨辊架9,打磨辊架9由打磨辊架驱动系统驱动沿打磨辊滑行导轨8往复移动,打磨辊架9上设置有打磨辊10,打磨辊10由打磨辊驱动机构驱动,打磨辊10位于平衡架1后侧。
所述升降系统用于提供动力驱动平衡架1上下移动。升降系统设置在固定架11上,升降系统通过钢丝绳12连接吊钩2。
所述固定架11用于为升降系统提供固定点,固定架11固定在预留的固定位置上,例如固定在建筑物楼顶;
所述控制系统用于控制各个装置以实现远程控制。控制系统控制连接喷涂机4、喷头架驱动机构、喷头电磁阀、打磨辊架驱动系统、打磨辊驱动机构和升降系统。
以下结合附图和实施例对本发明作以详细的描述:
实施例:
如图1至图8所示,平衡架1由左侧板1-1、右侧板1-2、上侧板1-3和下侧板1-4组成,上侧板1-3上表面设置有吊钩2,用于与升降系统相配合以实现喷涂系统和打磨系统的上下移动。
平衡架1内下侧板1-4的上表面对称设置有两个储料桶3,两个储料桶3的底部连通,便于桶内涂料互相流通,保持平衡架1的平衡。储料桶3内设置有液位计13,液位计13的信号输出端通过无线传输设备与控制系统通信并由控制系统进行显示,便于操作人员实时查看添加涂料。储料桶3的内部底面设置有排污槽14,排污槽14的底部设置有排污口15,喷涂机4的吸料管分别设置在储料桶3底部,吸料管的入口设置在排污槽14内。
平衡架1上如左侧板1-1、右侧板1-2、上侧板1-3和下侧板1-4的前侧面设置有多个平衡架摄像头16和平衡架伸缩杆17,平衡架伸缩杆17的活动端设置有外墙接触轮。本实施例中可在平衡架1前侧表面四角分别设置四个平衡架伸缩杆17,平衡架伸缩杆17可采用电动伸缩杆。平衡架摄像头16用于实时监控整个喷涂系统的位置、遇到的障碍和喷涂状态,平衡架摄像头16通过无线传输设备与控制系统通信;平衡架伸缩杆17用于调整平衡架1与建筑物外墙之间的距离,以躲避遇到的障碍和控制平衡架1与建筑物外墙之间的平行度,控制系统控制连接平衡架伸缩杆17。
平衡架1上如下侧板1-4的下表面设置有距离传感器,用于监测平衡架1下表面与地面和障碍物的距离。当平衡架1离地面或其他障碍物的距离小于1米时,距离传感器通过报警装置自动发声报警,提示喷涂工作已经接近尾声或遇到障碍物。
平衡架1上设置有喷涂调整盘滑行导轨固定架18,喷涂调整盘滑行导轨固定架18上固定有喷涂调整盘滑行导轨19。喷涂调整盘滑行导轨固定架18可固定在平衡架1的前侧表面,也可固定在平衡架1其他位置,保证在进行喷涂工作时,喷头架滑行导轨5位于平衡架1与建筑物外墙之间即可。本实施例中喷涂调整盘滑行导轨19包括上喷涂调整盘滑行导轨19-1和下喷涂调整盘滑行导轨19-2,上喷涂调整盘滑行导轨19-1和下喷涂调整盘滑行导轨19-2分别通过喷涂调整盘滑行导轨固定架18与与平衡架1的前侧表面固定。
喷涂调整盘滑行导轨19上滑动连接有喷涂调整盘限位装置20,喷涂调整盘21设置在喷涂调整盘限位装置20上,喷涂调整盘限位装置20上设置有喷涂调整盘旋转驱动系统22,在喷涂调整盘限位装置20的限位下,喷涂调整盘旋转驱动系统22驱动喷涂调整盘21在喷涂调整盘21所在平面内转动。
喷涂调整盘21可采用环形的喷涂调整盘21,喷涂调整盘限位装置20可采用U形的限位座或限位套,喷涂调整盘21设置在U形的限位座或限位套内,既能保证喷涂调整盘21的转动,又能为喷涂调整盘21提供限位支撑。实现上述方法的结构多种多样,在此不再赘述。
喷涂调整盘21由喷涂调整盘直线驱动系统驱动通过喷涂调整盘限位装置20沿喷涂调整盘滑行导轨19往复运动,喷涂调整盘直线驱动系统可采用旋转电机或直线电机,以链条或其他形式驱动喷涂调整盘限位装置20在喷涂调整盘滑行导轨19上往复移动,属于常规技术,在此不再赘述。
喷涂调整盘21上固定有喷头架滑行导轨5,喷头架滑行导轨5上滑动连接有喷头架6,喷涂调整盘21还通过多组喷涂遮挡板伸缩杆23连接有两个喷涂遮挡板24,两个喷涂遮挡板24分别设置于喷头架滑行导轨5上下两侧,喷涂遮挡板24在喷涂遮挡板伸缩杆23的驱动下上下移动,用于对建筑物外墙进行遮挡,防止喷头7喷出的涂料涂覆在无需喷涂的位置。
控制系统控制连接喷涂调整盘旋转驱动系统22、喷涂调整盘直线驱动系统和多组喷涂遮挡板伸缩杆23。喷涂遮挡板伸缩杆23可采用电动伸缩杆。
本实施例中,上喷涂调整盘滑行导轨19-1、下喷涂调整盘滑行导轨19-2和喷头架滑行导轨5三者平行设置,喷头架滑行导轨5位于上喷涂调整盘滑行导轨19-1和下喷涂调整盘滑行导轨19-2之间,上喷涂调整盘滑行导轨19-1和下喷涂调整盘滑行导轨19-2上各设一个喷涂调整盘限位装置20,喷头架滑行导轨5上左右各设一个喷涂调整盘限位装置20。四个喷涂调整盘限位装置20呈正方形四角位置设置并从环形的喷涂调整盘21内圈对环形的喷涂调整盘21进行限位。沿环形的喷涂调整盘21外圈边缘均匀设置有齿,喷涂调整盘旋转驱动系统22采用输出轴设置有齿轮的旋转电机,齿轮与喷涂调整盘21外圈边缘设置的齿相啮合,驱动喷涂调整盘21以其圆心为轴在喷涂调整盘21所在平面转动。喷涂调整盘21还由喷涂调整盘直线驱动系统驱动通过喷涂调整盘限位装置20沿喷涂调整盘滑行导轨19往复运动。喷头架滑行导轨5上设置有一个喷头架6,喷头架6位于喷头架滑行导轨5上两个喷涂调整盘限位装置20之间。在喷涂调整盘旋转驱动系统22的驱动下,喷涂调整盘21在转动的同时,带动两个喷涂遮挡板24、喷头架滑行导轨5及喷头架6一起转动,从而实现喷头7在水平向、竖直向及设定倾斜角度下的喷涂工作。同时,两个喷涂遮挡板24也可在水平向、竖直向及设定倾斜角度下对建筑物外墙进行遮挡,并可通过喷涂遮挡板伸缩杆23进行两个喷涂遮挡板24之间间距的调整,以调整遮挡面积。
由于现有喷涂机4所用的喷头架6大部分采用固定式喷头架,导致喷涂角度无法调整,在遇到形状各异、造型多变的喷涂表面时,往往不能满足喷涂要求,使施工范围和工作方式受到极大限制。因此本发明中设计有特殊结构的喷头架,能够根据实际使用需求在X向和Y向的自由旋转,实现喷涂角度全方位的自由调整,以满足喷涂工作的需求。
所述喷头架6包括喷头固定板、转动轴25、X向旋转驱动电机26和Y向旋转驱动电机27;转动轴25与喷头固定板转动连接,喷头固定板包括左喷头固定板28和右喷头固定板29,转动轴25的两端分别通过轴承30与左喷头固定板28和右喷头固定板29转动连接,即沿转动轴25的轴线360度旋转。转动轴25上靠近右喷头固定板29处套设有采用伞形齿轮的转动轴从动齿轮31,X向旋转驱动电机26沿转动轴25径向固定在右喷头架6上,X向旋转驱动电机26的输出轴上套设有采用伞形齿轮的转动轴主动齿轮32,转动轴从动齿轮31和转动轴主动齿轮32啮合。当X向旋转驱动电机26工作时,能够通过转动轴主动齿轮32和转动轴从动齿轮31驱动转动轴25沿转动轴25的轴线360度旋转,实现X向的自由旋转。
转动轴25的侧表面上沿径向开设有喷头进料管竖向孔33,转动轴25一侧的端面上沿轴向开设有喷头进料管横向孔34,喷头进料管竖向孔33与喷头进料管横向孔34导通。喷头进料管35设置在由喷头进料管竖向孔33与喷头进料管横向孔34形成的通道内,喷头进料管35的上端与喷头入料接管36转动连接。本实施例中,喷头入料接管36的下端套设在喷头进料管35的上端外部,且喷头进料管35与喷头入料接管36之间设置有密封圈37,既能够实现喷头进料管35的上端与喷头入料接管36的转动连接,又能够起到良好的密封效果。喷头入料接管36为喷头入料口的延长部,若喷头入料口长度较短或没有延长部时,也可在喷头入料口上人工设置连接管。
转动轴25的侧表面上在喷头进料管竖向孔33位置处开设有圆槽38,圆槽38内设置有喷头从动齿轮39,喷头从动齿轮39采用圆柱齿轮,喷头从动齿轮39套设在喷头入料接管36上,转动轴25的侧表面上沿径向开设有Y向旋转驱动电机安装腔,Y向旋转驱动电机27设置在Y向旋转驱动电机安装腔内,Y向旋转驱动电机27的输出轴上设置有喷头主动齿轮40,喷头主动齿轮40也对应采用圆柱齿轮,且喷头主动齿轮40和喷头从动齿轮39啮合。当Y向旋转驱动电机27工作时,能够通过喷头主动齿轮40和喷头从动齿轮39驱动喷头71沿喷头入料接管36的轴线360度旋转,实现Y向的自由旋转。喷头7的顶部设置有喷头摄像头41,喷头摄像头41通过无线传输设备与控制系统通信,以实时观察喷头7的工作状态和喷涂效果。
本发明中特殊设计的喷头架6及喷头7与喷头架6的连接结构,能够实现喷头7在X向和Y向的自由旋转,且不会发生喷头进料管35的缠绕现象,能够根据实际使用需求进行喷涂角度的自由调整,适用于形状各异、造型多变的喷涂表面,极大地提高了喷涂效率和喷涂效果。
平衡架1上还设置有打磨辊滑行导轨固定架42,打磨辊滑行导轨8通过打磨辊滑行导轨固定架42固定在平衡架1上,打磨辊滑行导轨8上滑动连接有打磨辊架9,打磨辊架9由打磨辊架驱动系统驱动沿打磨辊滑行导轨8往复移动。打磨辊滑行导轨固定架42可固定在平衡架1的后侧表面,也可固定在平衡架1其他位置,能够保证在进行打磨工作时,打磨辊滑行导轨8位于平衡架1与建筑物外墙之间即可。
本实施例中,打磨辊滑行导轨8包括上打磨辊滑行导轨8-1和下打磨辊滑行导轨8-2,上打磨辊滑行导轨8-1和下打磨辊滑行导轨8-2上各设置有一个打磨辊架9,打磨辊架9分别与对应的上打磨辊滑行导轨8-1和下打磨辊滑行导轨8-2滑动连接并由打磨辊架驱动系统驱动。打磨辊架驱动系统可采用旋转电机或直线电机,以链条或其他形式驱动打磨辊架9在打磨辊滑行导轨8上往复移动,属于常规技术,在此不再赘述。上打磨辊滑行导轨8-1和下打磨辊滑行导轨8-2上对应的两个打磨辊架9打之间设置有打磨辊10,打磨辊10由打磨辊驱动机构驱动,打磨辊10位于平衡架1后侧。打磨辊驱动机构驱动打磨辊10转动以实现对建筑物外墙的打磨,属于常规技术,在此不再赘述。
所述平衡架1上设置有吸尘装置43,吸尘装置43用于吸附在进行打磨时产生的灰尘,减小环境污染。吸尘装置43的吸风口设置在平衡架1后侧,吸尘装置43的出风口连接集尘腔44,控制系统控制连接吸尘装置43。集尘腔44可单独设置,可以将储料桶3内部分为两个空间,一个空间进行涂料存储,另一个空间进行灰尘收集。或直接在进行打磨工作时将整个储料桶3作为集尘腔44,在进行喷涂工作时将整个储料桶3用于涂料储存。
所述平衡架1中部设置有推力风扇45,推力风扇45用于通过产生的气流对平衡架1的位置进行调整。推力风扇45可通过螺栓螺母固定在平衡架1中部,推力风扇45由正反转风扇电机驱动,控制系统控制连接正反转风扇电机。在正反转风扇电机的作用下,推力风扇45产生不同方向的气流,从而使平衡架1靠近建筑物外墙或远离建筑物外墙。
升降系统包括升降驱动电机46,升降驱动电机46可采用伺服电机或步进电机。升降驱动电机46的输出轴连接有盘绳轴47,盘绳轴47上设置有盘绳槽,钢丝绳12利用盘绳槽缠绕在盘绳轴47上,盘绳轴47上还设置有脉冲编码器,脉冲编码器通过无线传输设备与控制系统通信。脉冲编码器能够检测出升降驱动电机46的输出轴的旋转角度位置和速度变化,以配合控制系统控制平衡架1的升降距离和速度。
所述固定架11包括底座48,底座48上端设置有矩形贯穿孔49,矩形贯穿孔49内设置有矩形管件50,升降驱动电机46、盘绳轴47和脉冲编码器均可设置在矩形管件50上。矩形管件50的前端可设置导向轮51以配合钢丝绳12工作。导向轮51上设置有重力传感器,用于检测平衡架1是否处于悬空状态。当平衡架1已降至地面或被障碍阻挡下降时,重力传感器能够通过无线传输设备发送信号至控制系统,由控制系统控制升降驱动电机46停止工作。底座48上设置有矩形管件驱动装置,控制系统控制连接矩形管件驱动装置。矩形管件驱动装置驱动矩形管件50在矩形贯穿孔49内沿矩形贯穿孔49轴向前后运动。矩形管件驱动装置可采用旋转电机或步进电机,矩形管件驱动装置驱动矩形管件50在矩形贯穿孔49内沿矩形贯穿孔49轴向前后运动属常规技术,在此不再赘述。底座48上设置有紧固螺杆52和高低调节孔53以进行底座48调节,底座48底端设置有行走机构54,能够在完成一个纵向工作面喷涂工作后运行至下一个工作面。
本发明适用于高层建筑外墙和大型罐体的外表面喷涂作业,施工人员能够通过控制系统完成整个施工过程中的监控与喷涂工作。
在进行喷涂工作时,将平衡架1上设置有喷头7的一面即平衡架1前侧面正对建筑物外表面进行喷涂作业。施工人员能够进行平衡架1起始位置控制、平衡架1升降距离控制、平衡架1升降速度控制、平衡架1工作面移动控制、喷涂调整盘21起始位置控制、喷涂调整盘21移动角度控制、平衡架1移动速度控制、平衡架1移动线路控制、喷涂遮挡板24间距控制、喷涂遮挡板24遮挡位置控制、喷头架6起始位置控制、喷头架6行走距离控制、喷头架6行走速度控制、喷涂机4开闭控制、喷头7选择、喷头X向和Y向的旋转控制、由矩形管件驱动装置实现的平衡架1与建筑物外墙间距控制、由电动伸缩杆实现的障碍躲避和平行度调整和由距离传感器实现的平衡架1底部位置监控。
当对表面规律的建筑物外墙进行喷涂时,工作人员可通过控制系统预先设定喷涂路线,按照设定好的喷涂起始位置、喷头7数量和喷头7喷涂角度、平衡架1升降速度和升降距离等实现自动喷涂。
当对表面不规律的建筑物外墙进行喷涂时,工作人员可以通过手动控制,利用喷头摄像头41实时观察喷头7的工作状态和喷涂效果,利用平衡架摄像头16实时监控整个喷涂系统的位置,当遇到障碍物时利用电动伸缩杆进行微调以完成障碍躲避。喷涂过程中还可利用X向旋转驱动电机26和Y向旋转驱动电机27控制喷头7在X向和Y向的旋转角度,通过喷头架驱动机构控制喷头7移动速度,最终顺利完成喷涂工作。
喷涂的具体步骤为:
第一步,通过平衡架摄像头16观察平衡架1位置,然后利用升降驱动电机46调整平衡架1高度,并利用矩形管件驱动装置调整平衡架1位置与建筑物外墙的间距,最终使平衡架1运行至设定的平衡架1起始位置。
第二步,通过喷头摄像头41观察喷头7位置,再通过X向旋转驱动电机26和Y向旋转驱动电机27进行喷头7在X向和Y向的角度调整,使喷头7正对建筑物外墙,最终使一个或多个喷头7运行至设定的喷头7起始位置。
第三步,设定喷头架6的行走距离和行走速度、喷涂调整盘21移动角度和移动速度以及平衡架1的升降速度和升降距离,控制喷头电磁阀导通并开启喷涂机4。喷头7从起始位置开始,按照设定的行走速度和行走线路开始针对当前喷涂面开始进行喷涂。在喷头7完成设定的行走距离后即完成当前喷涂面的喷涂工作完成后,喷头7返回至起始位置。
第四步,平衡架1按照设定的升降速度和升降距离,利用升降驱动电机46进行等距离升降,完成升降距离后,喷头7从起始位置开始,按照设定的行走速度和行走线路开始针对当前喷涂面开始进行喷涂。在喷头7完成设定的行走距离后即完成当前喷涂面的喷涂工作完成后,喷头7返回至起始位置。
第五步,重复上述步骤,当完成一个整个的纵向工作面喷涂工作后,通过底座48底端设置的行走机构54将平衡架1移动至下一个纵向工作面,重复上述步骤进行此纵向工作面的喷涂工作。
在上述喷涂工作中,工作人员可利用喷涂调整盘旋转驱动系统22转动喷涂调整盘21,从而带动两个喷涂遮挡板24及喷头架6一起转动,实现喷头7在水平向、竖直向及设定倾斜角度下的喷涂工作。同时,两个喷涂遮挡板24也可在水平向、竖直向及设定倾斜角度下对建筑物外墙进行遮挡,并可通过喷涂遮挡板伸缩杆23进行两个喷涂遮挡板24之间间距的调整,以调整遮挡面积。
本发明同样适用于高层建筑外墙和大型罐体的外表面打磨作业,施工人员能够通过控制系统完成整个施工过程中的监控与打磨工作。在进行打磨工作时,将平衡架1上设置有打磨辊10的一面即平衡架1后侧面正对建筑物外表面进行打磨作业。工作人员能够进行打磨辊10移动速度控制、打磨辊10移动路线控制和打磨辊10打磨转速控制,对建筑物外墙进行打磨。打磨过程中,吸尘器的设置能够有效吸附打磨过程中产生的灰尘,并将灰尘收集在集尘腔44中。控制系统还能通过控制正反转风扇电机使推力风扇45产生不同方向的气流,最终实现平衡架1靠近建筑物外墙或远离建筑物外墙。

Claims (10)

1.一种远程控制的高空喷涂打磨机器人,其特征在于:包括平衡架、喷涂系统、打磨系统、升降系统和控制系统;
所述平衡架上部设置有吊钩;
所述喷涂系统设置在平衡架上,包括储料桶、喷涂机和喷头架滑行导轨,喷涂机的吸料管设置在储料桶内,喷头架滑行导轨上滑动连接有喷头架,喷头架由喷头架驱动机构驱动沿喷头架滑行导轨往复移动,喷头架上设置有喷头,喷头位于平衡架前侧,喷头通过设置有喷头电磁阀的管路与喷涂机出料口连接;
所述打磨系统设置在平衡架上,包括打磨辊滑行导轨,打磨辊滑行导轨上滑动连接有打磨辊架,打磨辊架由打磨辊架驱动系统驱动沿打磨辊滑行导轨往复移动,打磨辊架上设置有打磨辊,打磨辊由打磨辊驱动机构驱动,打磨辊位于平衡架后侧;
所述升降系统设置在固定架上,升降系统通过钢丝绳连接吊钩;
所述固定架固定在预留的固定位置上;
所述控制系统控制连接喷涂机、喷头架驱动机构、喷头电磁阀、打磨辊架驱动系统、打磨辊驱动机构和升降系统。
2.根据权利要求1所述的远程控制的高空喷涂打磨机器人,其特征在于:所述喷涂系统还包括平衡架摄像头、平衡架伸缩杆和距离传感器,平衡架摄像头、平衡架伸缩杆和距离传感器设置在平衡架上,平衡架伸缩杆的活动端设置有外墙接触轮,平衡架摄像头通过无线传输设备与控制系统通信,控制系统控制连接平衡架伸缩杆;平衡架上设置有两个储料桶,两个储料桶的底部连通,喷涂机的吸料管分别设置在储料桶底部,储料桶内设置有液位计,液位计的信号输出端通过无线传输设备与控制系统通信;储料桶的内部底面设置有排污槽,排污槽的底部设置有排污口,喷涂机的吸料管的入口设置在排污槽内。
3.根据权利要求1所述的远程控制的高空喷涂打磨机器人,其特征在于:所述平衡架上设置有喷涂调整盘滑行导轨固定架,喷涂调整盘滑行导轨固定架上固定有喷涂调整盘滑行导轨,喷涂调整盘滑行导轨上滑动连接有喷涂调整盘限位装置,喷涂调整盘设置在喷涂调整盘限位装置上,喷涂调整盘限位装置上设置有喷涂调整盘旋转驱动系统,在喷涂调整盘限位装置的限位下,喷涂调整盘旋转驱动系统驱动喷涂调整盘在喷涂调整盘所在平面内转动;喷涂调整盘由喷涂调整盘直线驱动系统驱动通过喷涂调整盘限位装置沿喷涂调整盘滑行导轨往复运动;喷涂调整盘上固定有喷头架滑行导轨,喷头架滑行导轨上滑动连接有喷头架,喷涂调整盘还通过多组喷涂遮挡板伸缩杆连接有两个喷涂遮挡板,两个喷涂遮挡板分别设置于喷头架滑行导轨上下两侧,喷涂遮挡板在喷涂遮挡板伸缩杆的驱动下上下移动;控制系统控制连接喷涂调整盘旋转驱动系统、喷涂调整盘直线驱动系统和多组喷涂遮挡板伸缩杆。
4.根据权利要求1所述的远程控制的高空喷涂打磨机器人,其特征在于:所述喷头架包括喷头固定板、转动轴、X向旋转驱动电机和Y向旋转驱动电机;转动轴与喷头固定板转动连接,转动轴上设置有转动轴从动齿轮,X向旋转驱动电机的输出轴上设置有转动轴主动齿轮,转动轴从动齿轮和转动轴主动齿轮啮合;转动轴的侧表面上沿径向开设有喷头进料管竖向孔,转动轴一侧的端面上沿轴向开设有喷头进料管横向孔,喷头进料管竖向孔与喷头进料管横向孔导通,喷头进料管竖向孔与喷头进料管横向孔内设置有喷头进料管,喷头进料管的上端与喷头入料接管转动连接,转动轴的侧表面上在喷头进料管竖向孔位置处开设有圆槽,套设在喷头入料接管上的喷头从动齿轮位于圆槽内,Y向旋转驱动电机的输出轴上设置有喷头主动齿轮,喷头主动齿轮和喷头从动齿轮啮合;喷头的顶部设置有喷头摄像头,喷头摄像头通过无线传输设备与控制系统通信。
5.根据权利要求4所述的远程控制的高空喷涂打磨机器人,其特征在于:所述转动轴从动齿轮和转动轴主动齿轮均采用伞形齿轮,X向旋转驱动电机沿转动轴径向固定在喷头固定板上;转动轴与喷头固定板通过轴承转动连接;喷头主动齿轮和喷头从动齿轮均采用圆柱齿轮,转动轴的侧表面上沿径向开设有Y向旋转驱动电机安装腔,Y向旋转驱动电机设置在Y向旋转驱动电机安装腔内。
6.根据权利要求1所述的远程控制的高空喷涂打磨机器人,其特征在于:所述喷头入料接管的下端套设在喷头进料管的上端,喷头进料管与喷头入料接管之间设置有密封圈;喷头固定板包括左喷头固定板和右喷头固定板。
7.根据权利要求1所述的远程控制的高空喷涂打磨机器人,其特征在于:所述平衡架上设置有吸尘装置,吸尘装置的吸风口设置在平衡架后侧,吸尘装置的出风口连接集尘腔,控制系统控制连接吸尘装置。
8.根据权利要求1所述的远程控制的高空喷涂打磨机器人,其特征在于:所述平衡架中部设置有推力风扇,推力风扇由正反转风扇电机驱动,控制系统控制连接正反转风扇电机。
9.根据权利要求1所述的远程控制的高空喷涂打磨机器人,其特征在于:所述升降系统包括升降驱动电机,升降驱动电机的输出轴连接有盘绳轴,盘绳轴上设置有盘绳槽,钢丝绳利用盘绳槽缠绕在盘绳轴上,盘绳轴上还设置有脉冲编码器;脉冲编码器通过无线传输设备与控制系统通信。
10.根据权利要求1所述的远程控制的高空喷涂打磨机器人,其特征在于:所述固定架包括底座,底座上端设置有矩形贯穿孔,矩形贯穿孔内设置有矩形管件,矩形管件上设置有导向轮,导向轮上设置有重力传感器,重力传感器通过无线传输设备与控制系统通信;底座上设置有矩形管件驱动装置,矩形管件驱动装置驱动矩形管件在矩形贯穿孔内沿矩形贯穿孔轴向前后运动,控制系统控制连接矩形管件驱动装置;底座底端设置有行走机构。
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