CN107013018A - 一种高楼外壁粉刷机器人 - Google Patents

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叶余桦
年珩
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F21/00—Implements for finishing work on buildings
    • E04F21/02—Implements for finishing work on buildings for applying plasticised masses to surfaces, e.g. plastering walls

Abstract

本发明公开了一种高楼外壁粉刷机器人，包括外部有线电源、中央控制箱、旋翼控制电机组、旋翼、外部监控计算机、粉刷器控制电机、粉刷器、涂料输送软管道、涂料存储箱、摄像头、涂料存储箱、涂料供给软管道、涂料供给箱和事故保护绳索。本发明采用飞行器作为粉刷装置的移动载体，以适应更多种场合下的粉刷作业环境。本发明对于墙壁壁面没有特殊要求，应用范围广。将涂料和电源都置于机器人外部，大大减轻了机器人本体的重量，减少了成本。同时外部监控中心实时监控的工作模式，可以大大提高粉刷效率和可靠性。

Description

一种高楼外壁粉刷机器人
技术领域
本发明涉及墙面粉刷技术，尤其是涉及一种高楼外壁粉刷机器人。
背景技术
高楼外壁的人力粉刷成本高、实现困难且危险性大，而高楼外壁粉刷机器人是一种实现高楼外壁自动粉刷的装置，主要分为三类。第一类是真空吸附式机器人，依靠真空吸盘将机器人吸附到高楼外壁壁面上，利用机器附带的移动机构实现高空壁面上的来回运动，从而完成粉刷工作。这类机器人由于真空吸盘的密封性要求高且结构复杂，因而造价昂贵，而且工作的可靠性较差；第二类是壁面轨道式机器人，在建楼时就将轨道安装到高楼外壁壁面上，当进行粉刷作业时，通过楼顶的悬臂吊车拖动粉刷机器人沿着轨道来回运动，从而完成粉刷工作；第三类是磁吸附式机器人，这类机器人是依靠磁吸附材料吸附到高楼壁面上，具有较强的吸附力，通过磁性移动机构可以实现在壁面上的移动，并完成粉刷作业，但这种机器人只能在特定材料的壁面上作业，应用范围很小。总而言之，以上三类高楼外壁粉刷机器人都有各自应用范围的限制，对于特殊场合的壁面，很难用以上三种方案实现。
发明内容
为了解决这方面问题，本发明的目的是提供一种使用场合更广泛的高楼外壁粉刷机器人，采用飞行器作为粉刷装置的移动载体，能够适应更多种场合下的粉刷作业环境。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种高楼外壁粉刷机器人包括外部有线电源、中央控制箱、旋翼控制电机组、旋翼、外部监控计算机、粉刷器控制电机、粉刷器、涂料输送软管道、涂料存储箱、摄像头、涂料存储箱、涂料供给软管道、涂料供给箱和事故保护绳索；
中央控制箱包括中央控制器和传感器组，粉刷器包括柱形粉刷滚筒和粉刷涂料存储盒，柱形粉刷滚筒和涂料存储盒紧密贴合；所述的传感器组包括倾角传感器、位置传感器、速度传感器，柱形粉刷滚筒内设有压力传感器，所述压力传感器与中央控制器相连；
旋翼均匀分布并与旋翼控制电机组相连，粉刷器控制电机与柱形粉刷滚筒相连，粉刷涂料存储盒通过涂料输送软管道与涂料存储箱相连，涂料存储箱通过涂料供给软管道与涂料供给箱相连，粉刷器和摄像头位于机器人的同一侧，中央控制箱分别与外部有线电源、旋翼控制电机组、外部监控计算机、粉刷器控制电机、摄像头相连，事故保护绳索设置在涂料存储箱上。
所述机器人的外壁粉刷方法是：外部有线电源和外部监控计算机位于粉刷墙体区域下部楼层中，外部涂料供给箱位于粉刷墙体区域上部楼层中，机器人位于两者之间的工作区域；
高楼外壁粉刷机器人采用有线电源供电方式，机器人通过事故保护绳索与高处楼层连接；中央控制器接收外部监控计算机的指令，结合倾角传感器、位置传感器、速度传感器、压力传感器的反馈信息，控制旋翼控制电机组工作，旋翼以指定角度按指定转速旋转，使得机器人准确到达工作地点并以所需的姿势进行粉刷作业；柱形粉刷滚筒和涂料存储盒紧密贴合，使得柱形粉刷滚筒滚动时涂料能够均匀涂抹在其表面，涂料存储盒中的涂料由机涂料存储箱通过涂料输送软管道输送，而涂料存储箱中的涂料由高处的涂料供给箱通过涂料供给软管道供给，当涂料存储箱中涂料不足时，其内部的余量检测提示器会发出提示，位于高处的涂料供给箱打开阀门，补充涂料，机器人按预设要求调整好姿势、粉刷器倾角后，沿墙体表面匀速移动，粉刷器将涂料均匀涂抹在墙体上；
摄像头将实时作业画面传输至外部监视计算机，同时，传感器组的反馈信息也会实时传输给外部监控计算机，作为监视指标，用以监视并控制整个作业过程。
本发明的有益效果是：本发明采用飞行器作为粉刷装置的移动动力，对于墙壁没有特殊要求，比现有的三种高楼外壁粉刷机器人解决方案具有更广的应用范围。本发明将涂料和电源都置于机器人外部，大大减轻了机器人本体的重量，可以减少成本同时提高工作效率。本发明采用外部监控中心实时监控机器人姿态、速度、位置和粉刷效果等信息，可以大大提高粉刷可靠性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，1：有线电源、2：中央控制箱、3：旋翼控制电机、4：旋翼、5：外部监控计算机、6：粉刷器控制电机、7：柱形粉刷滚筒、8：粉刷涂料存储盒、9：涂料输送软管道、10：涂料存储箱、11：摄像头、12：涂料供给软管道、13：涂料供给箱、14：事故保护绳索。
图2是本发明的工作位置示意图。
图3是本发明的工作原理方块图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明工作原理作进一步说明
本发明所述高楼外壁粉刷机器人，如图1所示，包括外部有线电源1、中央控制箱2、旋翼控制电机组3、旋翼4、外部监控计算机5、粉刷器控制电机6、粉刷器、涂料输送软管道9、涂料存储箱10、摄像头11、涂料存储箱10、涂料供给软管道12、涂料供给箱13和事故保护绳索14；
中央控制箱2包括中央控制器和传感器组，粉刷器包括柱形粉刷滚筒7和粉刷涂料存储盒8，柱形粉刷滚筒7和涂料存储盒8紧密贴合；所述的传感器组包括倾角传感器、位置传感器、速度传感器，柱形粉刷滚筒7内设有压力传感器，所述压力传感器与中央控制器相连；
旋翼4均匀分布并与旋翼控制电机组3相连，粉刷器控制电机6与柱形粉刷滚筒7相连，粉刷涂料存储盒8通过涂料输送软管道9与涂料存储箱10相连，涂料存储箱10通过涂料供给软管道12与涂料供给箱13相连，粉刷器和摄像头11位于机器人的同一侧，中央控制箱2分别与外部有线电源1、旋翼控制电机组3、外部监控计算机5、粉刷器控制电机6、摄像头11相连，事故保护绳索14设置在涂料存储箱10上。
如图2和3所示，本发明所述高楼外壁粉刷机器人采用有线电源1供电方式，以减轻其重量，提高作业效率，同时内部可以包含备用电源，位于中央控制箱2中，确保有线电源1由于故障或其他原因断开时机器人能安全返回。整个机器人通过事故保护绳索14与高处楼层连接，当碰到大风等恶劣天气机器人无法正常飞行时，可通过事故保护绳索14人为回收机器人。
本发明所述机器人的运动系统由中央控制箱2：包括中央控制器和传感器组、四个旋翼4及其控制电机组3组成，中央控制器接收外部监控计算机的指令，结合传感器组中倾角传感器、位置传感器、速度传感器、压力传感器(位于柱形粉刷滚筒7内部)的反馈信息，控制旋翼控制电机组3工作，各旋翼4以指定角度按指定转速旋转，使得机器人准确到达工作地点并以所需的姿势进行粉刷作业。机器人的粉刷装置为一粉刷器：包括柱形粉刷滚筒7和粉刷涂料存储盒8，及其控制电机6，柱形粉刷滚筒7和涂料存储盒8紧密贴合，使得柱形粉刷滚筒7滚动时涂料能够均匀涂抹在其表面，确保粉刷效果。粉刷器通过主轴连接至粉刷器控制电机6，中央控制器控制电机的工作，使粉刷器能够按要求前后、左右旋转，以适应不同角度的壁面。粉刷器的涂料存储盒8中涂料由机器人顶部的涂料存储箱10通过涂料输送软管道9输送，而涂料存储箱10中的涂料由高处的涂料供给箱13通过涂料供给软管道12供给，这样可以减轻机器人的重量，减少运行成本。当涂料存储箱10中涂料不足时，其内部的余量检测提示器会发出提示，提醒位于高处的涂料供给箱打开阀门。粉刷作业的具体过程为机器人到达贴近墙体的位置，按预设要求调整好姿势、粉刷器倾角后沿墙体表面匀速移动，粉刷器将涂料均匀涂抹在墙体上。
涂料存储箱10上设置摄像头11，摄像头11将实时作业画面传输至外部监视计算机5。同时，传感器组的反馈信息也会实时传输给外部监控计算机5，作为监视指标，用以监视并控制整个作业过程。

Claims (1)

1.一种高楼外壁粉刷机器人，其特征在于，包括外部有线电源(1)、中央控制箱(2)、旋翼控制电机组(3)、旋翼(4)、外部监控计算机(5)、粉刷器控制电机(6)、粉刷器、涂料输送软管道(9)、涂料存储箱(10)、摄像头(11)、涂料存储箱(10)、涂料供给软管道(12)、涂料供给箱(13)和事故保护绳索(14)；
中央控制箱(2)包括中央控制器和传感器组，粉刷器包括柱形粉刷滚筒(7)和粉刷涂料存储盒(8)，柱形粉刷滚筒(7)和涂料存储盒(8)紧密贴合；所述的传感器组包括倾角传感器、位置传感器、速度传感器，柱形粉刷滚筒(7)内设有压力传感器，所述压力传感器与中央控制器相连；
旋翼(4)均匀分布并与旋翼控制电机组(3)相连，粉刷器控制电机(6)与柱形粉刷滚筒(7)相连，粉刷涂料存储盒(8)通过涂料输送软管道(9)与涂料存储箱(10)相连，涂料存储箱(10)通过涂料供给软管道(12)与涂料供给箱(13)相连，粉刷器和摄像头(11)位于机器人的同一侧，中央控制箱(2)分别与外部有线电源(1)、旋翼控制电机组(3)、外部监控计算机(5)、粉刷器控制电机(6)、摄像头(11)相连，事故保护绳索(14)设置在涂料存储箱(10)上。
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