CN106737560A - 建筑装饰智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑装饰智能机器人，包括履带行走机构、原点旋转机构、回转转台机构、收放调节机械臂和施工机构；原点旋转机构包括安装于所述底盘上的底盘升降装置，所述底盘升降装置包括可升降的旋转装置，所述旋转装置的下端安装有与地面支撑的支持装置；回转转台机构包括转动安装于底盘上的回转转台，所述回转转台与底盘之间设置有回转驱动机构，所述回转转台上安装有机械臂支撑座；收放调节机械臂固定安装于所述机械臂支撑座上；施工机构可拆卸安装于收放调节机械臂的尾端。本发明结构设计更加紧凑，施工作业灵活方便，能够实现高质量、连续性喷涂等各类作业。

Description

建筑装饰智能机器人

技术领域

本发明属于建筑机械技术领域，具体涉及一种建筑装饰智能机器人。

背景技术

由于建筑行业的多元化及施工工艺的复杂多样化和专业化，传统的建筑行业一直作为智能化改型的攻破难点。

鉴于建筑室内空间狭小，施工机器人必须达到紧凑型设计，需要详细优化机构的机械结构，实现机器人在粗糙的地面上正常作业及自动行走过程中工作面的精准定位，协调主机行走、旋转、工作面旋转、关节等多个自由度在假想的三维空间内完成各种线性运动，完成多类工作，所以总体的优化设计问题比较困难。

目前，建筑主体完成后的一系列装饰工作，如内墙打磨、内墙涂料施工等，施工机器人在施工过程中存在整机移动、回转不灵活，工作臂三维空间内的自由度调节不方便，以及打磨效率低下、喷涂作业连续性差等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计紧凑、施工作业灵活、喷涂作业连续性好的建筑装饰智能机器人。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：建筑装饰智能机器人，包括履带行走机构，所述履带行走机构包括底盘，所述底盘两侧分别安装有驱动轮和引导轮，同侧的所述驱动轮和所述引导轮之间安装有履带，两个所述驱动轮分别连接有驱动轮动力机构；还包括：

原点旋转机构，包括安装于所述底盘上的底盘升降装置，所述底盘升降装置包括可升降的旋转装置，所述旋转装置的下端安装有与地面支撑的支持装置；

回转转台机构，包括转动安装于所述底盘上的回转转台，所述回转转台与所述底盘之间设置有回转驱动机构，所述回转转台上安装有机械臂支撑座；

收放调节机械臂，固定安装于所述机械臂支撑座上；

施工机构，可拆卸安装于所述收放调节机械臂的尾端。

作为优选的技术方案，所述施工机构包括蓄能喷涂机构，所述蓄能喷涂机构包括可拆卸安装于所述收放调节机械臂尾端的砂浆喷嘴，所述砂浆喷嘴连接有蓄能储砂罐，所述蓄能储砂罐的底部设置有用于与砂浆泵连接的砂浆进口，所述蓄能储砂罐的侧部设置有用于与所述砂浆喷嘴连接的砂浆出口；所述蓄能储砂罐的罐体内安装有搅拌推送机构。

作为优选的技术方案，所述施工机构还包括安装于所述收放调节机械臂尾端的刮墙打磨机构，所述刮墙打磨机构包括用于打磨抛光墙面的打磨盘，所述打磨盘连接有打磨盘驱动机构。

作为优选的技术方案，所述回转驱动机构包括固定安装于所述回转转台底部的回转齿盘，所述底盘上固定安装有回转驱动电机，所述回转驱动电机的输出端与所述回转齿盘传动连接。

作为优选的技术方案，所述收放调节机械臂包括与所述机械臂支撑座铰接的一臂、与所述一臂铰接的二臂、与所述二臂铰接的三臂以及与所述三臂铰接的四臂，所述四臂与所述三臂之间、所述三臂与所述二臂之间、所述二臂与所述一臂之间、所述一臂与所述机械臂支撑座之间分别设置有收放调节驱动机构。

作为优选的技术方案，所述收放调节驱动机构包括收放调节驱动电机，所述收放调节驱动电机的输出端通过锥形齿轮组传动连接有转轴，所述转轴与相对应的臂连接。

作为优选的技术方案，所述搅拌推送机构包括转动安装于所述蓄能储砂罐内的搅拌推送轴，所述搅拌推送轴的一端伸出所述蓄能储砂罐连接有搅拌推送驱动电机，所述搅拌推送轴的另一端伸入至所述砂浆出口内；所述搅拌推送轴位于罐体内的轴段上设置有搅拌叶片，所述搅拌推送轴位于砂浆出口内的轴段上设置有推送螺旋。

作为优选的技术方案，所述砂浆出口通过砂浆输送管与所述砂浆喷嘴连接，所述砂浆输送管上安装有输送控制阀。

由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

(1)底盘上安装有底盘升降装置，底盘升降装置上安装有旋转360°的旋转装置，旋转装置下端安装有与地面支撑的支持装置，达到整机稳定作用；当完成一个工作面的施工后，通过底盘升降装置将机器人整机支撑在地面上，然后通过两个所述驱动轮不同的转速和转向实现两条履带转动，带动整机原点旋转到下个工作面所需要的角度，配合控制系统判断可以智能寻找下个工作面，能够实现现场工作面的随动性和移动灵活性，不同工作面之间能够快速准确切换及调整，解决了整机旋转问题以及建筑内转角多、时间长、动作多、转角后整机工作精准度达不到要求等缺点，利于提高施工效率。

(2)通过协调主机行走与旋转、回转转台旋转(工作面旋转)以及收放调节机械臂上的四个关节共计七个自由度，能够使机器人在假想的三维空间内完成各种线性运动、多类工作，可带动施工工件快速实现各个工作面内的装饰作业(如打磨抛光、墙面抹灰等)，结构设计更加紧凑。

(3)通过配套蓄能储砂罐，由砂浆泵液压泵送来的砂浆在罐内高压储存，配合搅拌推送轴，可以实现砂浆的流动性与连续供应，避免了砂浆泵直接泵送时由于两级液压泵送存在间隙而导致的砂浆断层问题，保证了喷涂作业的连续性，利于提高施工质量。

(4)收放调节驱动机构安装于收放调节机械臂内，通过收放调节驱动电机驱动锥形齿轮组再传动连接转轴，实现各个臂的摆动与收放，多自由度联动完成垂直工作面的上下左右作业精准匀速运动，结构更加优化，能够实现卫生间等狭小建筑空间内的施工作业。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的主视结构示意图；

图2是图1中回转转台机构旋转90度后的结构示意图；

图3是图2的侧视结构示意图；

图4是图3中A处的局部放大结构示意图；

图5是刮墙打磨机构的结构示意图；

图6是蓄能喷涂机构的结构示意图；

图7至图11是同一垂直工作面内的施工状态参考图。

图中：10-履带行走机构；11-底盘；12-驱动轮；13-引导轮；14-履带；15-驱动轮动力机构；20-原点旋转机构；21-旋转装置；22-支持装置；30-回转转台机构；31-回转转台；32-回转齿盘；33-回转驱动电机；40-机械臂支撑座；50-收放调节机械臂；51-一臂；52-二臂；53-三臂；54-四臂；55-收放调节驱动电机；56-锥形齿轮组；57-转轴；60-蓄能喷涂机构；61-砂浆喷嘴；62-蓄能储砂罐；621-砂浆进口；622-砂浆出口；63-搅拌推送轴；631-搅拌叶片；632-推送螺旋；64-搅拌推送驱动电机；65-砂浆输送管；66-输送控制阀；70-刮墙打磨机构；71-打磨盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1至图6所示，建筑装饰智能机器人，包括履带行走机构10，所述履带行走机构10包括底盘11，所述底盘11两侧分别安装有驱动轮12和引导轮13，同侧的所述驱动轮12和所述引导轮13之间安装有履带14，两个所述驱动轮12分别连接有驱动轮动力机构15，驱动轮动力机构15可以采用驱动电机等本领域公知常用结构实现，不再详述；还包括：

原点旋转机构20，包括安装于所述底盘11上的底盘升降装置，所述底盘升降装置包括可升降的旋转装置21(如旋转轴)，旋转装置21连接有升降驱动机构，升降驱动机构可以采用液压油缸等常用结构实现；所述旋转装置21的下端安装有与地面支撑的支持装置22(如支撑座)；完成一个工作面施工后，经过传感器识别，控制系统智能分析，发出指令通过底盘升降装置将机器人整机支撑在地面上，然后通过两个所述驱动轮12不同的转速和转向实现两条履带14转动，带动整机原点旋转到下个工作面所需要的角度，然后整机落地，解决了建筑内转角多、时间长、动作多、转角后整机工作精准度达不到要求等缺点；

回转转台机构30，包括转动安装于所述底盘11上的回转转台31，所述回转转台31与所述底盘11之间设置有回转驱动机构，所述回转转台31上安装有机械臂支撑座40；本实施例中，所述回转驱动机构包括固定安装于所述回转转台31底部的回转齿盘32，所述底盘11上固定安装有回转驱动电机33，所述回转驱动电机33的输出端通过齿轮与所述回转齿盘32啮合传动连接；

收放调节机械臂50，固定安装于所述机械臂支撑座40上；所述收放调节机械臂50包括与所述机械臂支撑座40铰接的一臂51(大臂)、与所述一臂51铰接的二臂52(中臂)、与所述二臂52铰接的三臂53(小臂)以及与所述三臂53铰接的四臂54，所述四臂54与所述三臂53之间、所述三臂53与所述二臂52之间、所述二臂52与所述一臂51之间、所述一臂51与所述机械臂支撑座之40间分别设置有收放调节驱动机构；参考图4，所述收放调节驱动机构包括收放调节驱动电机55，所述收放调节驱动电机55的输出端通过锥形齿轮组56传动连接有转轴57，所述转轴57与相对应的臂固定连接，转轴57两端通过轴承及轴承座安装固定，所述锥形齿轮组56包括套装于所述收放调节驱动电机55的输出轴上的驱动锥形齿轮(伞齿轮)，所述转轴57上套装有与所述驱动锥形齿轮相啮合的传动锥形齿轮，电机转动时传动转轴转动，从而带动相应的臂进行收放摆动；如图4所示，收放调节驱动机构安装于收放调节机械臂内，通过收放调节驱动电机55驱动锥形齿轮组56再传动连接转轴57，实现各个臂的摆动与收放，结构更加优化，便于狭小建筑空间内作业；

施工机构，包括蓄能喷涂机构60，参考图6，所述蓄能喷涂机构60包括可拆卸安装于所述收放调节机械臂50尾端(本实施例中即四臂的尾端)的砂浆喷嘴61，所述砂浆喷嘴61连接有蓄能储砂罐62(为高压容器)，所述蓄能储砂罐62的底部设置有用于与砂浆泵(图中未示出，为公知常用设备)连接的砂浆进口621，所述蓄能储砂罐62的侧部设置有用于与所述砂浆喷嘴61连接的砂浆出口622，砂浆出口622可以根据需要设置为一个、两个、三个或更多个；所述蓄能储砂罐62的罐体内转动安装有与所述砂浆出口622相对应的搅拌推送轴63，所述搅拌推送轴63的一端伸出所述蓄能储砂罐62连接有搅拌推送驱动电机64，所述搅拌推送轴63的另一端伸入至所述砂浆出口622内；所述搅拌推送轴63位于罐体内的轴段上设置有搅拌叶片631，所述搅拌推送轴63位于砂浆出口622内的轴段上设置有推送螺旋632；所述砂浆出口622通过砂浆输送管65与所述砂浆喷嘴61连接，所述砂浆输送管65上安装有输送控制阀66；砂浆泵将制备的砂浆输送至蓄能储砂罐62内暂时高压储存，搅拌推送轴63的转动可以避免砂浆凝结，需要进行抹灰作业时，开启输送控制阀66，在砂浆泵和蓄能储砂罐62内蓄存的压力协助输送下，通过安装于收放调节机械臂50尾端的砂浆喷嘴可连续完成墙面的抹灰施工，避免了砂浆泵直接泵送砂浆时由于两级液压存在间隙而导致的砂浆断层问题，保证了喷涂作业的连续性。

如果墙面需要打磨抛光，可将砂浆喷嘴61从收放调节机械臂50的尾端拆除，并安装刮墙打磨机构70。参考图5，所述刮墙打磨机构70包括若干个用于打磨抛光墙面的打磨盘71，所述打磨盘71连接有打磨盘驱动机构(如可以采用电机驱动)，其中打磨盘71的安装数量可以根据需要适当设置，当安装多个打磨盘时，可以采用皮带带轮等传动机构传动连接各个打磨盘，通过打磨盘的高速旋转配合机器人的各种线性运动可以快速对墙体表面进行打磨抛光处理。参考图7至图11，通过机器人的多自由度联动完成垂直工作面的上下左右精准移动，与其配套的工作头(如砂浆喷嘴、打磨盘等)，能够实现卫生间等狭小建筑空间内的各种施工作业。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.建筑装饰智能机器人，包括履带行走机构，所述履带行走机构包括底盘，所述底盘两侧分别安装有驱动轮和引导轮，同侧的所述驱动轮和所述引导轮之间安装有履带，两个所述驱动轮分别连接有驱动轮动力机构；其特征在于，还包括：

原点旋转机构，包括安装于所述底盘上的底盘升降装置，所述底盘升降装置包括可升降的旋转装置，所述旋转装置的下端安装有与地面支撑的支持装置；

回转转台机构，包括转动安装于所述底盘上的回转转台，所述回转转台与所述底盘之间设置有回转驱动机构，所述回转转台上安装有机械臂支撑座；

收放调节机械臂，固定安装于所述机械臂支撑座上；

施工机构，可拆卸安装于所述收放调节机械臂的尾端。

2.如权利要求1所述的建筑装饰智能机器人，其特征在于：所述施工机构包括蓄能喷涂机构，所述蓄能喷涂机构包括可拆卸安装于所述收放调节机械臂尾端的砂浆喷嘴，所述砂浆喷嘴连接有蓄能储砂罐，所述蓄能储砂罐的底部设置有用于与砂浆泵连接的砂浆进口，所述蓄能储砂罐的侧部设置有用于与所述砂浆喷嘴连接的砂浆出口；所述蓄能储砂罐的罐体内安装有搅拌推送机构。

3.如权利要求2所述的建筑装饰智能机器人，其特征在于：所述施工机构还包括安装于所述收放调节机械臂尾端的刮墙打磨机构，所述刮墙打磨机构包括用于打磨抛光墙面的打磨盘，所述打磨盘连接有打磨盘驱动机构。

4.如权利要求2所述的建筑装饰智能机器人，其特征在于：所述回转驱动机构包括固定安装于所述回转转台底部的回转齿盘，所述底盘上固定安装有回转驱动电机，所述回转驱动电机的输出端与所述回转齿盘传动连接。

5.如权利要求2所述的建筑装饰智能机器人，其特征在于：所述收放调节机械臂包括与所述机械臂支撑座铰接的一臂、与所述一臂铰接的二臂、与所述二臂铰接的三臂以及与所述三臂铰接的四臂，所述四臂与所述三臂之间、所述三臂与所述二臂之间、所述二臂与所述一臂之间、所述一臂与所述机械臂支撑座之间分别设置有收放调节驱动机构。

6.如权利要求5所述的建筑装饰智能机器人，其特征在于：所述收放调节驱动机构包括收放调节驱动电机，所述收放调节驱动电机的输出端通过锥形齿轮组传动连接有转轴，所述转轴与相对应的臂连接。

7.如权利要求2所述的建筑装饰智能机器人，其特征在于：所述搅拌推送机构包括转动安装于所述蓄能储砂罐内的搅拌推送轴，所述搅拌推送轴的一端伸出所述蓄能储砂罐连接有搅拌推送驱动电机，所述搅拌推送轴的另一端伸入至所述砂浆出口内；所述搅拌推送轴位于罐体内的轴段上设置有搅拌叶片，所述搅拌推送轴位于砂浆出口内的轴段上设置有推送螺旋。

8.如权利要求7所述的建筑装饰智能机器人，其特征在于：所述砂浆出口通过砂浆输送管与所述砂浆喷嘴连接，所述砂浆输送管上安装有输送控制阀。