CN106794475A - 材料喷射设备和用于控制设备的喷射方向的方法 - Google Patents

Abstract

本发明引入用于材料喷射的操作端模块（13）或工作工具应用。端模块（13）可以被固定在臂结构（11，12）中。端模块（13）感测其当前位置和对准，连同其到障碍物的最近距离。系统基于感测的数据和使用的应用来校正端模块（13）的方向和位置。该设备具有用于参数表示的用户输入接口（33）和屏幕（34）。端模块方向和位置可以由沿着材料管道（15，23）连接的三个相互正交对准的马达（14a‑c，21）连同可变长度臂（11，12）控制，其中管道在马达之间弯曲。在困难位置中进行的机械加工的螺丝刀操作是本发明在工作工具领域中的示例。

Description

材料喷射设备和用于控制设备的喷射方向的方法

技术领域

本发明涉及材料喷射设备和用于控制设备的喷射方向的方法。

背景技术

涂料喷射枪是用于喷涂（paint）大的或难以直接接近的墙、天花板、物体或其它种类的表面的常用工具。涂料喷射工具通常具有臂或手柄（其长度是固定的），并且这样的臂给出如下选项：从喷涂者的着眼点到达更远区域。涂料喷射枪可以包括通常沿直线布置来布置的一个或若干喷嘴。用在相对于喷射设备的移动方向的正交方向上布置成一条线的多个喷嘴，用户用单个刷子获得更宽的喷涂区域。

尤其在喷涂墙、天花板和屋顶时，出现使用更长的臂或工具的需要，以便到达更远离喷涂者他/她自己定位的待喷涂的表面。涂料喷射枪用户与待喷涂的表面之间的距离越长，出现喷涂过程中的不准确性的可能性越大。

在现有技术中，具有较长臂的涂料喷射枪使用固定结构，其中臂和涂料喷嘴以固定的相互角度定位。具有较长臂的喷射枪的这样的构造导致：当例如沿着喷射枪的垂直移动喷涂较高的墙时，与墙的较高部分相比，从喷嘴的涂料输出方向在墙的下部分中是不同的。甚至其中臂长度可能由马达改变的可变长度的臂将容易导致朝着待喷涂表面的改变的涂料输出方向，并且因此喷涂质量可能容易变得更差。

在一些解决方案中，喷嘴方向可能通过围绕接头旋转喷嘴而机械地或手动地改变，同时喷嘴获得相对于支撑喷嘴的臂的新角度。手动和机械调节效率相当低，并且除了实际喷涂过程外还需要许多手动工作，其也花费时间。转动接头还具有以下不足：仅仅某些角度值是可能的，因为接头也必须使能通过其本身的液体的流动。

在现有技术中，用于在汽车的制造过程的最后自动地喷涂汽车的喷涂机器人是其中机器人臂提供喷射功能的示例。这些应用中的相关特性在于：它们的移动即喷涂臂路径需要在实际喷涂过程之前被良好地限定并且预先调节。在针对车辆的喷涂机器人的控制器中没有预先安装的路线的情况下，系统将不工作。

关于其它技术领域，在相机技术并且尤其是其在机器或手动定向拍摄系统中的对准工具中，已经引入一种相机万向架系统。这样的万向架与其控制器例如在US 2013/0321656中示出。相机万向架控制器包括运动传感器，诸如数字陀螺仪、加速度计和磁力计。所有这些传感器检测三维中的移动，并且它们的数据被馈送到微控制器。所有传感器数据提供万向架的当前位置和移动的精确估计。万向架控制器可以在用户已经例如将个人智能电话作为操纵杆移动以便通过电话的移动（通过特殊应用）给出相机方向之后向相机提供移动（平移、倾斜和滚动）命令。相机其本身被附接到包括若干接头的臂结构。这些接头允许围绕一个、两个或三个轴旋转或转动，以便使能在3维环境中的自由移动和旋转。

需要引入一种智能涂料喷射设备，其朝着喷涂表面的涂料输出角度在各种不同的情况下以灵活的方式来控制。

发明内容

本发明引入一种可配置成喷射材料的设备。该设备包括：用于输出材料的喷射端模块中的至少一个喷嘴，以及支撑喷射端模块的臂，用于检测喷射端模块的位置和/或对准和/或移动状态的至少两个不同的传感器，其中该至少两个不同的传感器选自陀螺仪、加速度计和磁力计的组，以及用于检测到附近的物理对象或表面的距离的装置，用于插入用户输入命令以便使用喷射设备的用户接口，在设备内或从设备可访问的处理装置，该处理装置被配置成基于传感器数据、距离数据和用户输入命令中的至少一个来计算对喷射端模块的位置和/或角度的校正，以及用来根据计算的校正调节臂的长度和/或喷射端模块的位置和/或角度以便从相对于物理对象或表面的期望距离和角度喷射出材料的装置。

在本发明的实施例中，该设备包括激光、超声或RF信号收发器作为用于检测距离的装置。

在本发明的实施例中，该设备包括内部控制器和存储器单元用于保存传感器和检测数据并且作为处理装置。

在本发明的实施例中，该设备被连接到远程计算机或服务器。

在本发明的实施例中，用户接口包括手柄和/或多个指定的或可编程的按钮和/或操纵杆和/或屏幕。

在本发明的实施例中，用于调节喷射端模块的位置和角度的装置用三个圆柱形马达来实现，马达围绕X、Y和Z轴旋转，同时材料输入通过马达的中间被同心地馈送，其中马达与弯曲的管道结构连接在一起。

在本发明的实施例中，控制器与喷射端模块之间的控制和传感器信号用放置在圆柱形马达与材料管道之间的专用空间中的线路来实现。

在本发明的实施例中，该设备包括用于其便携和小规模使用的可喷射（sprayable）材料的储备箱，以及可连接到设备输入以用于其大规模使用的可喷射材料的主要供应。

在本发明的另一个方面中，引入一种远程可控制的工作工具。该工作工具包括：在表面上或者朝着相对物元件可操作的固定或可改变的工作工具模块，以及支撑工作工具模块的臂，用于检测工作工具模块的位置和/或对准的至少两个不同的传感器，其中该至少两个不同的传感器选自陀螺仪、加速度计和磁力计的组，以及用于检测到附近的物理对象的距离的装置，用于插入用户命令以便使用工作工具的用户输入接口，被配置成基于传感器数据、距离数据和用户命令中的至少一个来计算对工作工具模块的位置和/或角度的校正的处理装置，以及根据计算的校正调节臂的长度和/或工作工具模块的位置和/或角度以便使表面或相对物元件与工作工具接触并且用工作工具操作表面或相对物元件的装置。

在本发明的又另一个方面中，引入一种用于控制喷射设备或工作工具的方法。该方法包括以下步骤：

-由至少两个不同的传感器感测喷射端模块或工作工具模块的移动状态、对准和位置中的至少一个，该至少两个不同的传感器选自陀螺仪、加速度计和磁力计的组，

-检测到附近的物理对象或表面的距离，

-接收用户输入命令，

-基于感测的数据、检测的距离数据和用户输入命令中的至少一个来计算对喷射端模块或工作工具的位置和/或角度的校正，以及

-根据计算的校正调节喷射端模块的位置和/或角度，以便从相对于物理对象或表面的期望距离和角度喷射出材料，或者以便使表面或相对物元件与工作工具接触并且用工作工具操作表面或相对物元件。

附图说明

图1a示出根据本发明的涂料喷射设备的一般结构，

图1b更详细地示出设备的喷射端，其使能喷射材料的可调喷射方向，

图2a图示包括马达、电气线路和装有喷射材料的管道的接头模块的横截面，

图2b从不同角度图示图2a的横截面，以及

图3以流程图形式图示喷射设备或工作工具的控制方法。

具体实施方式

本发明引入一种涂料喷射枪或基于液体的材料喷射设备，其具有用于涂料喷射设备的喷射端的移动和对准的先进控制方法。这是本发明的第一方面。

本发明的第二方面是一种加压清洗设备，其使用臂结构和水（或其它清洁液体）以便将高压水或其它液体材料喷射引导到待清洁或清洗的材料上。

本发明的第三方面是一种工作工具，其可以具有臂和工作工具模块，像远程可控制的机器定向的螺丝刀。在此方面中，必需的是取得工具模块与工具正起作用的相对物元件之间的物理接触。

图1a示出涂料喷射设备，其中焦点在臂结构上并且一般示出喷射端。臂11在其内部装有涂料或水或其它材料。臂11可以包括可收缩的部分。在图1a中，示出了示例，其中第二臂部分定位在第一臂部分11内部，并且第二臂部分12可以被从臂11拉出直到第二臂部分12到达最远位置为止，如在图1a中示出的。臂部分将保持连接在一起，并且在将第二臂部分12从第一臂部分11拉出之后，该部分在一个实施例中可以被相互锁定以便在喷涂期间将结构设置为固定的。在更适用于喷涂离用户可变距离的表面的另一个实施例中，可以取决于由喷射端模块中的传感器做出的测量结果并且还取决于可以通过控制按钮或操纵杆给出的用户命令来智能地控制第二臂部分12的长度。后面更详细地讨论这些。

可能的是，将臂结构创建为单个直的或弯曲的臂。还可能的是，由可以收缩的三个或甚至更多数量的臂部分来构造臂。取决于设备的应用区域的要求，该结构可以总的来说是直的，或者其可以在整个臂的某些部分中弯曲或成角度。

臂长度总的来说可以由用户以及还由设备的控制器通过传感器信息（后面更详细地解释）来改变和控制。因此，在可伸缩和可控制的臂部分的帮助下，从喷射喷嘴到待喷涂（或清洗）的表面的距离可以被选择并且维持在不同的高度。

图1b更详细地示出连接到第二臂部12的自由端（在图中，右端）的喷射端模块13。喷射端模块13被设计为包括至少一个接头和至少一个马达14a、14b、14c的弯曲结构。在一个实施例中，喷射端模块13包括三个分离的马达14a-c，其均使能管道围绕对应中轴的旋转。这些轴中的每一个被彼此垂直放置，使得马达的三个旋转轴覆盖所有三维方向，即，X、Y和Z方向。

装有待喷射的材料的管道15穿过马达14a-c中的每一个。管道15在接头之间弯曲，使得在设备的不偏斜的位置中，马达轴都具有在它们之间的相互90°的角度。在该位置中，喷射输出角度优选地与臂12的角度相同。当马达中的至少一个已经通过旋转移动围绕接头偏离管道部分时，管道的端部16的喷出方向改变。通过使用选择的马达并选择它们的对应旋转角度，喷出角度可以是球坐标系中的几乎任何角度。在实践中，期望的喷射输出方向空间可以沿着从与臂12的纵向轴正交的平面向外定位的半球安置。

在另一个实施例中，不同于管道的从第一马达14a开始并且以管道的喷射输出端16结束的弯曲形式，可能的是，从其中马达轴仍然满足与以上示例中的相同的角度条件的直管道段制造该管道。优选地，这样的管道段之间的角度是钝角的，并且段的长度小，以便确保材料在管道15内部的适当流动。

在喷射端模块的又另一个实施例中，马达和管道段可以由单个球形接头替换，该单个球形接头可以由单个马达控制。用这样的球窝接头，可以自由地选择喷射输出方向。在实践中，可适用的方向空间是从臂向外指向的围绕接头的半球。

此外，例如在管状管道的最远端中或固定在管道输出端16的外部边缘上，安装用于检测移动、位置和/或对准数据的至少两个不同的传感器以及能够感测相对于物理外部对象的接近的检测装置。这些传感器选自陀螺仪、加速度计和磁力计的组，并且此外，激光、超声或其它种类的RF信号或脉冲收发器可以被提供为接近检测器，其利用发射、反射和接收同时处理信号传播时间并且产生屏障与设备的部分16之间的距离。接下来更详细地讨论传感器。

换言之，在本发明的关于适用于喷射设备的装置的一个实施例中，喷射端模块包括用于检测喷射端模块的移动、位置和角度的至少两个不同的传感器。在实施例中，存在固定到喷射端模块的三个不同的传感器。这些传感器是用于感测喷射端模块的加速度的加速度计、用于测量取向的陀螺仪和将用作罗盘（获得磁北极的方向）的磁力计。

在该设备的一个实施例中，仅仅加速度计和陀螺仪被用作固定到喷射端模块的传感器。

在本发明的实施例中，喷射端模块设有用于感测其离最近表面的距离的装置。通常，该表面是用喷射材料（例如，诸如清洁液体物质或水）喷涂或清洗的墙、天花板、屋顶或其它表面。在后面讨论的工作工具实施例中，用于感测工具头与其对应的相对物之间的距离的装置可以在控制器的帮助下测量距离，以将工具头平滑地引导到与待处理的相对物或者表面或组件接触。

用于感测距离的装置可以用激光发射和接收测量、或者用超声发射和接收（二者都从表面反射）来实现。通过测量信号传输时间t，可以根据下式计算到表面的最近距离d：

其中v_s是发射的信号的速度。

在距离感测装置的另外的实施例中，可以将两个收发器放置在喷射端模块中离彼此短的相互距离中。通过用两个平行的收发器测量到最近表面的距离，可以测量两个距离并且因而保持所述两个距离，并且可以保持该设备相比于待喷涂的表面良好地对准。尤其在弯曲的或圆形的物体以及墙或其它表面的部分的情况下，对这些的喷涂以高得多的精度来处理。

图2a和2b从两个不同着眼点图示单个圆柱形马达的横截面。在本实施例中，马达21、电气线路22和装有涂料、水或其它可喷射材料的管状管道23同心地定位在马达的相同旋转轴周围，如在图2a中示出的。如在图2b中从另一个方向图示的，马达21可以包括两个接连的（consequent）马达部分21a、21b。布置马达力传动装置使得第二马达部分21b相对于第一马达部分21a可旋转，并且第一马达部分21a从左手侧保持固定到附接到马达21的管道。材料在该布置下在管道23中从左向右流动（跨图中的黑色区域）。电气线路提供电力供应给所有马达，以及用于以期望的方式激活每个马达的控制信号。线路还使得能够将测量的传感器数据引导回到控制器。

在本发明的另一个实施例中，装有流体的管道可以是相对于臂和线路的、馈送设备的端模块的外部管道。例如，液体可以由柔性橡胶软管馈送，该柔性橡胶软管连接到承载实际端模块的臂或类似的支撑结构，用于在期望的目标表面或地方上将流体引导出。

在喷射设备及其物理构造的实施例中，该设备包括也用于夹持设备其本身的用户可操作的手柄。该手柄可以包括若干功能，诸如“死人开关（dead man's switch）”（必须被压入以便保持设备接通的按钮或手柄其本身），发起涂料或水流或任何其它待喷射的材料的强制开始或即时停止（后者是为了在紧急情况下的安全），以及用于感测和锁定喷射喷嘴与待喷涂、清洗或操作的表面之间的参考角度的部件。用于手柄或者用于手柄附近或手柄上的具体按钮的进一步可能的选项是限定总体喷涂过程的起始位置，在所述起始位置中可以在喷嘴上限定和安装最佳喷涂角度。当跨表面移动喷涂设备时，可以设置设备以朝着待喷涂的表面连续使用最佳喷涂角度。手柄或按钮的具体操作的又另一个选项是对喷涂臂和端模块加固，以便将设备变换成具有固定喷嘴输出角度的常规高压喷射设备。在用该按钮（的压入）进行的又另一个发信号通知下，经加固的设备可以被释放以再与智能变化的喷涂设备头一起被使用。

一般关于参考角度锁定部件和喷涂角度选择，我们在这里更详细地讨论这些问题。当喷涂例如在地板平面与天花板平面之间的高垂直墙时，使用固定或可变长度喷射臂的喷涂者将需要调节臂的长度并且还朝着待喷涂的表面调节喷嘴角度，如果需要喷涂角度对于墙的所有高度水平至少保持足够恒定的话。通常存在最小阈值角度，该最小阈值角度应该始终被超过以便确保适当的涂料粘附和喷涂质量。以大约90度朝着表面（与其正交或接近）引导的喷射角度通常给出最佳结果。用户可能更喜欢找到适当的喷涂角度，并且在例如通过视觉检验结果之后，喷涂者可以向喷射设备给出命令以向设备输入喷涂角度并且贯穿喷涂过程维持该喷涂角度。

当使用喷射设备的喷涂者接近喷涂表面上的任何种类的中断部、屏障或台阶（像房间的墙与天花板表面之间的边缘）时，喷涂者可以通过按压设备的手柄或设备的用户接口中的专用按钮来给出角度锁定信号。在角度已经被登记并且保存在存储器单元中之后，用户可以将喷射设备喷嘴移动到期望开始新的喷涂过程的新位置。典型地，当墙已经用某个喷嘴角度来喷涂并且用户想要将工作转移到天花板时，这种情况出现。当输出喷嘴被移动到天花板附近的期望的开始位置时，用户可以再次按压专用按钮或手柄，并且此后，设备在控制器的智能的帮助下，将感测当前喷嘴角度并且将角度改变为早前保存的喷涂角度。当已经为喷嘴完成角度改变时，控制器将发起并重新开始涂料外流。

在所有实施例中，涂料可以用能够流动并且将被喷射在任何期望的地方或表面上或者仅从喷嘴（作为端模块输出工作）外流的水、其它液体或基于液体的材料（诸如凝胶，或者包括固体颗粒的液体溶液）来替换。喷射的材料被引导到的这样的地方因而也可以是空气或者甚至真空，像喷泉工作的方式。待喷射的液体材料甚至可能由某些固体材料替换，例如，像在冰冻或其它需要增加地面的摩擦力的环境下在喷砂机中使用的砂、碎砾石、或小石块。待喷射的固体材料的另一个可能的示例是在高山滑雪中心中使用的制雪机，或者在网球练习课期间用于一致击球的网球炮。

在又另一个可能的选项中，设备可以被配置成从其喷嘴喷射气态材料，诸如例如空气。

在关于当喷涂或清洗时手动控制喷射喷嘴的放置和对准（角度）的实际实施例中，喷射设备可以设有操纵杆，当设备在使用着时该操纵杆定位成供设备用户容易访问。该操纵杆可以用于喷射端喷嘴位置和/或输出角度的直接手动改变。可以向操纵杆给出以如下方式的控制器的逻辑中的优先级：通过操纵杆的用户输入迫使喷射方向相应地并且立即改变，而不管传感器的感测结果。

在该装置的实施例中，集中控制器单元处理传感器信息的收集，所需要的计算，处理用户输入信号，并且通过臂结构内部的线路向马达给出命令。控制器单元可以在物理上定位在喷射设备的手柄附近。实现控制器的不同方式是在喷射设备中使用无线收发器，并且通过远程定位的计算机在外部操作喷射设备。在这样的实施例中，计算机或服务器的微处理器如上文中提及的控制器那样工作。

用执行到喷射设备的命令和计算的外部计算机，可能的是，从合适的内部（像在正于外部处理其天花板的建筑物内部一样）或者从由服务提供者使用的车辆（其可以靠近被处理表面停放）控制喷涂或清洗过程。

作为在实践中对于任何用户处理或操作喷射设备有用的工具，设备其本身可以设有能够向喷射设备的用户或操作者示出各种装置信息、传感器数据或任何其它种类的应用数据的屏幕。该信息也可以包括设备状态信息和警报数据。屏幕可以紧靠着设备的操作者的手柄附接。用于向用户示出应用或设备参数的另一个选项是将信息呈现在远程定位的计算机或服务器的屏幕上。在本发明的一个实施例中，屏幕也可以通过触摸屏功能而用作用户输入接口。

该设备自然需要某一形式的电力供应电源。这可以通过固定到设备的适当的电池保持空间的电池或电池组、或者通过喷射设备连接到其上的主要电流输入来实现。当主要电流连接到设备时，然后可以同时加载少于完全充电的电池。

与电力供应类似，设备需要主要材料输入总线，像与足够大的涂料储存器体积连接的涂料输入管道，或者连同到水箱或水源的连接的水管道。对于主要材料输入流由于某种原因而需要中断的情况，像在执行喷涂的尤其紧凑的区域中，可以提供连接到喷射设备的较小的储备材料箱。其也可以被称为中间箱。当存在切断到来自涂料或水储存器的主要输入管道的连接的任何需要时，储备箱将被接通，并且最困难的空间例如可能在没有连接到喷射设备的任何限制性输入软管或管道的情况下被喷涂。当电池供应被用作输入电源时，系统可以设有提供所需要的压力水平的压缩机。在一个实施例中，储备材料箱可以具有1升至10升之间的体积，并且其可以被直接固定到在其夹持部分附近的设备。另一个示例性选项是将储备材料箱和压缩机设置在由设备的用户携带的背包中。

本发明一般适合于各种液体输送系统，其中由于任何原因需要跟踪或引导输送系统的输出的位置和角度方向。另一个可能的应用领域是用具体工具使用本发明，例如用机器定向的螺丝刀，或者以可以具有用于抓取或处理任何材料或物体的特定形状的臂或头的其它种类的器具或仪器。螺丝刀应用是有用的应用，因为工具的头的精确放置以及还有到螺钉上的对准方向对于成功使用工具而言是必需的。而且，位置和面方向关于到地点其本身的可达性可能是棘手的。本发明允许于有或没有具体臂的情况下远程使用具有可控制的处理或抓取头的任何工具，从而给出对待处理的地方的访问，该地方否则不可容易地访问。用本发明，在没有当场所需要的大量起重机或支撑结构的情况下可以成功地使用工作工具。

图3图示涂料喷射设备、压力清洗机、液体输送系统或工作工具头的智能控制的过程。首先，固定或连接在喷射端模块上的传感器31a-c测量当前位置（绝对坐标）、其对准数据（喷嘴头角度）和移动（喷射端模块的速度和/或加速度）。待使用的示例性传感器是用于测量端模块的取向的陀螺仪31a，用于测量其加速度（并且使用等式a=Δv/Δt和v=Δs/Δt；获得沿着三个不同轴的移动数据）的加速度计31b，以及如果期望的话，将被用作罗盘的磁力计31c。距离测量装置31d检测到最接近的物理障碍物、物体或表面的距离是基本测量。这可以用例如激光或超声传输和反射测量来实现。所有感测和测量的信息可以被保存到存储器单元，并且因而被馈送给系统的计算逻辑，即中央计算机32（或控制器或其它种类的数据处理单元）。用户输入命令33用对用户手动可用的具体装置来给出，并且用户输入信号也被馈送到控制器32。

中央计算机或控制器32然后将计算对设备的端模块（或头）的当前位置和角度的所需要校正的大小和方向。在不存在校正端模块位置或对准的需要的情况下，例如如果用户已经通过用户输入接口33推动“强制喷涂模式”按钮，条件37已经满足并且液体材料流（或工具的操作）可以被立即发起38。

否则，计算单元32将计算对于端模块位置及其角度所需要的所需改变或补偿35。从传感器31a-31d获得的传感器数据可以被馈送到卡尔曼滤波器，该卡尔曼滤波器可以处理形式为传感器数据中的噪声的非理想性，并且还在估计系统的以下状态（位置和角度）时递归地对先前的传感器结果进行分析。在计算中可以用各种且可选择的系数对不同的传感器加权。用于绝对位置、角度和到最近物体的距离的计算算法可以被实现为单个软件块，或者由在存储器单元中可用并且由控制器执行的若干分离的计算机程序代码脚本实现。当补偿结果准备好时，将该信息触发到命令中用于多个马达（三个马达，像在如图1a-1b中的设备的情况下）或者用于单个马达（在使用具有马达的球形接头的情况下）36。命令信号可以被同时馈送到马达，并且马达旋转移动可以同时被触发用于快速实现端模块校正。如果臂部分之间的接头是机动的，则也可以调节臂长度。

如果期望的话，系统可以在校正端模块的位置和对准期间依赖于单个计算轮35。不过，在另一个实施例中，还可能的是在通过由至少一个马达的旋转进行校正移动之后用至少两个不同的传感器31a-d重新测量新的装置环境。新感测的信息可以用于改进校正量（对于位置和角度两者），并且因此，关于实现的精度，可以使校正变得甚至更好。

当已经实现旋转次序并且每个马达已经结束其移动时，满足关于到达正确位置和实现正确角度（而且，朝着最近表面的正确的和期望的角度）的条件37。

可以明智地选择马达的操作，使得在要到达极窄空间的情况下，可以以不与障碍物发生碰撞的方式顺序地操作马达。可以有益的是，例如首先操作臂长度马达进行伸出移动（增加臂长度），并且在此之后用能够找到朝着喷涂的表面的正确角度的三个马达进行。

当校正移动已经完成时，数据处理单元32在一个实施例中将触发朝着端模块并且向外朝着期望液体作用的表面的流体输送的初始化38。关于工具操作实施例，该步骤将发起操作，像开始螺丝刀头在期望的旋转方向上的旋转。在另一个实施例中，可以（例如，通过由用户可按压的开关）手动完成工具头的旋转或液体流的发起。在后一种情况下，也可以（例如，通过释放开关）手动执行停止液体流或工具的旋转。

一般地，本发明对于在喷涂或清洗过程中校正任何移动误差或振动或错误而言是有用的。第二个益处是：在喷涂较大表面像高且大的墙表面时，现有技术的解决方案像具有固定角度喷嘴的喷涂设备将导致涂料或水相对于受作用表面的变化的到达角度。在利用端模块（喷涂头）的智能位置和角度调节系统的本发明下，可以智能地选择和调节涂料朝着表面的到达角度。这显著地增强涂料粘附和喷涂的总体质量。关于远程地用本发明的原理进行的任何工具头操作，可以在没有具体起重机或支撑结构（其否则将必须为工具操作者他/她自己建造）的情况下实现对操作的位置的更容易的访问。本发明中的另外的益处是：在最近距离测量传感器的帮助下，容易检测待喷涂表面中即将到来的屏障和不连续部分。当例如机械障碍物正靠近喷涂设备头时，系统甚至可以给出这样的障碍物的警告，和/或还调节喷涂角度或停止喷涂以便例如避免障碍物被喷涂。当局部电池用作电源供应并且较小的储备涂料或水箱局部投入使用时，另外的优点是以下可能性：使该设备在较小空间中更加便携并且可移动。

对于本发明的另外的选项是用工业机器人来使用它，像在具有自动操作臂的工厂的生产线上那样。设备头模块的智能感测和移动控制直接适用于工业机器人用在设备的制造中的情况，像在装配和喷涂新车中那样。

用于涂料喷嘴头的又另一个选项是用若干平行软管或管道将不同着色的涂料馈送到喷嘴头。喷嘴头可以被形成以允许通过由操作者（例如，喷涂者他自己或可以访问远程计算机的用户）给出的指令选择单个颜色输出或组合期望的颜色。这样的设备头部件与通常在酒吧和餐馆中使用的饮料分配手枪相当可比。该部件允许由喷涂者他自己或相对于设备远程定位的操作者进行的（一个或多个）期望的涂料的选择以及甚至混合。

自然地可以从多个喷嘴创建涂料输出，其可以定位在直线上或者处于期望的弯曲构造（像圆形）。用直接放置的喷嘴组，并且当在与喷嘴线方向相比正交的方向上引导喷涂头时，可能的是在单个涂刷移动内实现宽的喷涂区域。关于给定表面距离中的单个喷嘴的喷涂图案宽度，可以适当地选择两个连续喷嘴之间的相互距离以便实现均匀的涂料区域，而在两个相邻喷嘴之间没有太多的重叠部分。这种喷嘴配置当然使喷涂过程快速得多，尤其对于待喷涂的大表面而言。道路上的人行横道形成关于这种喷涂设备布置的一个合适的应用区域。在本发明的一个实施例中，三个、四个或五个相邻喷嘴是喷涂端模块中的实用数量的线性放置的喷嘴，但是当然取决于应用，某一其它数量的喷嘴可以用于实现期望的喷涂图案。

Claims (10)

1.一种可配置为喷射材料的设备，特征在于该设备包括：

-用于输出材料的喷射端模块（13）中的至少一个喷嘴（16），以及支撑喷射端模块（13）的臂（11，12），

-用于检测喷射端模块（13）的位置和/或对准和/或移动状态的至少两个不同的传感器（31a-c），其中该至少两个不同的传感器选自陀螺仪（31a）、加速度计（31b）和磁力计（31c）的组，以及用于检测到附近的物理对象或表面的距离的装置（31d），

-用于插入用户输入命令以便使用喷射设备的用户接口（33），

-在设备内或者从设备可访问的处理装置（32），该处理装置（32）被配置成：基于传感器数据、距离数据和用户输入命令中的至少一个来计算（35）对喷射端模块（13）的位置和/或角度的校正，以及

-装置，其用来根据计算的校正（35）调节（36）臂的长度和/或喷射端模块（13）的位置和/或角度（14，21），以便从相对于物理对象或表面的期望距离和角度喷射出材料。

2.根据权利要求1所述的设备，特征在于该设备包括激光、超声或RF信号收发器作为用于检测距离的装置（31d）。

3.根据权利要求1所述的设备，特征在于该设备包括内部控制器和存储器单元（32）用于保存传感器和检测数据并且作为处理装置。

4.根据权利要求1所述的设备，特征在于该设备被连接到远程计算机或服务器（32）。

5.根据权利要求1所述的设备，特征在于用户接口（33）包括手柄和/或多个指定的或可编程的按钮和/或操纵杆和/或屏幕（34）。

6.根据权利要求1所述的设备，特征在于用于调节喷射端模块（13）的位置和角度的装置用三个圆柱形马达（14a-c，21）来实现，马达围绕X、Y和Z轴旋转，同时材料输入（23）通过马达的中间被同心地馈送，其中马达（14a-c，21）与弯曲的管道结构（15）连接在一起。

7.根据权利要求6所述的设备，特征在于控制器（32）与喷射端模块（13）之间的控制和传感器信号用放置在圆柱形马达（21）与材料管道（23）之间的专用空间中的线路（22）来实现。

8.根据权利要求1所述的设备，特征在于该设备包括：用于其便携和小规模使用的可喷射材料的储备箱，以及可连接到设备输入（12）以用于其大规模使用的可喷射材料的主要供应。

9.一种远程可控制的工作工具，特征在于该工具包括：

-在表面上或者朝着相对物元件可操作的固定或可改变的工作工具模块，以及支撑工作工具模块的臂（11，12），

-用于检测工作工具模块的位置和/或对准的至少两个不同的传感器（31a-c），其中该至少两个不同的传感器选自陀螺仪（31a）、加速度计（31b）和磁力计（31c）的组，以及用于检测到附近的物理对象的距离的装置（31d），

-用于插入用户命令以便使用工作工具的用户输入接口（33），

-处理装置（32），被配置成：基于传感器数据（31a-c）、距离数据（31d）和用户命令（33）中的至少一个来计算（35）对工作工具模块的位置和/或角度的校正，以及

-装置，其用来根据计算的校正（35）调节（36）臂的长度和/或工作工具模块的位置和/或角度，以便使表面或相对物元件与工作工具接触并且用工作工具操作表面或相对物元件。

10.一种用于控制喷射设备或工作工具的方法，特征在于该方法包括：

-由至少两个不同的传感器（31a-c）感测喷射端模块或工作工具模块的移动状态、对准和位置中的至少一个（31），该至少两个不同的传感器（31a-c）选自陀螺仪（31a）、加速度计（31b）和磁力计（31c）的组，

-检测到附近的物理对象或表面的距离（31d），

-接收用户输入命令（33），

-基于感测的数据（31）、检测的距离数据（31d）和用户输入命令（33）中的至少一个来计算对喷射端模块或工作工具的位置和/或角度的校正（35），以及

-根据计算的校正（35）调节喷射端模块的位置和/或角度（36），以便从相对于物理对象或表面的期望距离和角度喷射出材料（38），或者以便使表面或相对物元件与工作工具接触并且用工作工具操作表面或相对物元件（38）。