CN107327126B - 抹灰机器人 - Google Patents

Abstract

一种抹灰机器人，具有：移动底座，所述移动底座可移动地保持于地面上；本体支架，所述本体支架设于所述移动底座上；测量单元，所述测量单元具有墙面测量组，所述墙面测量组用于测量墙面的表面形状，并生成相应的墙面检测信息；控制单元，所述控制单元用于根据所述墙面检测信息计算所述墙面的平面度与形状，并根据计算结果生成涂抹控制指令；涂抹执行器，所述涂抹执行器可沿竖直方向滑动地保持于所述本体支架上，并根据所述涂抹控制指令执行涂抹动作。本发明提供了一种可对各类墙面进行自动化抹灰加工的抹灰机器人。

Description

抹灰机器人

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体地来说，是一种抹灰机器人。

背景技术

在建筑技术领域，涂抹是一种将涂料涂覆于墙面，使涂料牢固附着于墙面而形成光洁平整表面的加工工艺。传统的涂抹工作，主要由人工承担，工作负担很重。特别是抹灰工作，需经多次涂抹与刮平，其步骤繁复而效率很低。且人工加工精度依赖于工人的经验，造成墙面精度难以保证。

随着自动化技术的发展，也出现了一些加工设备，用于使工人摆脱繁重的劳动枷锁。然而现有的加工设备结构十分简单，仅具有一些基本的功能，自动化程度很低而难以满足复杂的加工应用需要。特别是在复杂墙面加工时，墙面常会预留一些非规则或微小凹凸部，操作避让更为困难，效率受到严重制约。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种抹灰机器人，实现对各类墙面的全自动抹灰加工。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种抹灰机器人，具有：

移动底座，所述移动底座可移动地保持于地面上；

本体支架，所述本体支架设于所述移动底座上；

测量单元，所述测量单元具有墙面测量组，所述墙面测量组用于测量墙面的表面形状，并生成相应的墙面检测信息；

控制单元，所述控制单元用于根据所述墙面检测信息计算所述墙面的平面度与形状，并根据计算结果生成涂抹控制指令；

涂抹执行器，所述涂抹执行器可沿竖直方向滑动地保持于所述本体支架上，并根据所述涂抹控制指令执行涂抹动作。

作为上述技术方案的改进，所述涂抹执行器具有：

储料单元，其用于储存涂料，并具有进料口与出料口，所述进料口用于输入所述涂料，所述出料口用于输出所述涂料；

管制机构，其具有至少一个设于所述出料口上的截止部，所述截止部用于截止所述出料口的部分或全部通流面；

抹料机构，其具有可旋转的抹板，所述抹板上端与所述出料口连通，所述抹板可绕所述抹板与所述出料口的连接线于铅垂面内旋转，所述抹板的旋转圆周位于所述铅垂面上；

输料机构，其用于实现所述储料单元内的所述涂料经所述出料口至所述抹料机构的输送。

作为上述技术方案的进一步改进，所述截止部包括闸门及用于驱动所述闸门运动的截止驱动部，所述闸门用于截止所述出料口的部分或全部通流面；

所述截止部具有复数个所述闸门，复数个所述闸门连续阵列分布而将所述通流面沿所述抹料机构的水平宽度方向划分为复数个区域，所述闸门可运动地伸出而覆盖于所述通流面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述墙面测量组用于测量所述墙面与所述涂抹执行器的滑动面之间的距离而得到所述检测信息，所述检测信息包括所述墙面上至少一点与所述滑动面之间的距离，所述涂抹执行器的滑动面为所述本体支架用于供所述涂抹执行器滑动的表面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述墙面测量组具有复合运动机构，所述复合运动机构具有至少一个转动自由度；

所述墙面测量组具有至少一个用于测距的位移传感器，所述位移传感器设于所述复合运动机构上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述测量单元还具有铅垂度测量组，所述铅垂度测量组用于测量所述本体支架的铅垂度而得到铅垂度测量值；

所述控制单元用于根据所述铅垂度测量值生成第一调节量，使所述本体支架调节至铅垂位置；

所述本体支架设有第一调节单元，所述第一调节单元用于根据所述第一调节量调节所述本体支架的铅垂度；

所述第一调节单元具有至少一个伸缩支撑部，所述伸缩支撑部分别设于所述本体支架并可伸缩地顶紧或远离所述墙面，从而驱动所述本体支架旋转而调整所述本体支架的铅垂度，所述伸缩支撑部与所述涂抹执行器的滑动方向保持垂直。

作为上述技术方案的进一步改进，所述测量单元还具有水平度测量组与第二调节单元：

所述水平度测量组设于所述本体支架上，用于捕捉施工现场的水平定位基准，据此生成水平检测信息；

所述控制单元用于根据所述水平检测信息计算所述抹灰机器人与所述水平定位基准的偏移量，根据所述偏移量生成用于调节所述抹灰机器人的第二调节量；

所述第二调节单元用于根据所述第二调节量调节所述抹灰机器人的水平度，直至所述抹灰机器人与所述水平定位基准的偏移量位于允许误差范围内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述水平度测量组具有视觉检测器，所述视觉检测器用于扫描所述水平定位基准而得到图像信息；

所述控制单元计算所述图像信息与所述视觉检测器的扫描方向的平行度而得到所述偏移量，根据所述偏移量生成所述第二调节量；

所述第二调节单元根据所述第二调节量调节所述抹灰机器人的姿态，直至所述图像信息与所述视觉检测器的扫描方向的平行度位于所述允许误差范围内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述移动底座包括底座本体并具有：

第一轮组，其具有复数个沿水平方向而轴向平行布置的第一移动轮，所述第一移动轮设于所述底座本体上；

伸缩运动组件，其具有可沿竖直方向直线运动或于铅垂面内旋转地保持于所述底座本体上的伸缩运动体；

第二轮组，其设于所述伸缩运动体上，具有复数个沿水平方向而轴向平行布置的第二移动轮，所述第二移动轮与所述第一移动轮轴向垂直。

作为上述技术方案的进一步改进，还具有用于顶紧天花板的顶部支撑单元，所述顶部支撑单元设于所述本体支架上，所述顶部支撑单元可沿竖直方向直线运动。

本发明的有益效果是：

具有移动底盘、本体支架、测量单元、控制单元与涂抹执行器，通过测量单元测量墙面而实现定位与墙面形状获取，控制单元据此计算墙面的平面度与形状，向涂抹执行器发出涂抹控制指令而使涂抹执行器自适应地加工，具有全自动的加工控制特性，提供了一种可对各类墙面进行自动化抹灰加工的抹灰机器人。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例1提供的抹灰机器人的结构示意图；

图2是本发明实施例2提供的抹灰机器人的涂抹执行器的第一示意图；

图3是本发明实施例2提供的抹灰机器人的涂抹执行器的第二示意图；

图4是本发明实施例2提供的抹灰机器人的涂抹执行器去除壳体后的结构示意图；

图5是本发明实施例2提供的抹灰机器人的涂抹执行器的截止部的结构示意图；

图6是本发明实施例2提供的抹灰机器人的涂抹执行器的第三示意图；

图7是图6中抹灰机器人的涂抹执行器的M处放大示意图；

图8是本发明实施例2提供的抹灰机器人的涂抹执行器的仰视局部放大示意图；

图9是本发明实施例提供的抹灰机器人的测量单元的结构示意图；

图10是本发明实施例3提供的抹灰机器人的墙面测量组的结构示意图；

图11是本发明实施例4提供的抹灰机器人的铅垂度测量组的结构示意图；

图12是本发明实施例5提供的抹灰机器人的水平度测量组的第一示意图；

图13是本发明实施例5提供的抹灰机器人的水平度测量组的第二示意图；

图14是本发明实施例5提供的抹灰机器人的第二调节单元的第一示意图；

图15是本发明实施例5提供的抹灰机器人的第二调节单元的第二示意图；

图16是本发明实施例6提供的抹灰机器人的移动底座的第一示意图；

图17是本发明实施例6提供的抹灰机器人的移动底座的第二示意图；

图18是本发明实施例6提供的抹灰机器人的移动底座的第三示意图；

图19是本发明实施例6提供的抹灰机器人的移动底座的第四示意图；

图20是本发明实施例6提供的抹灰机器人的移动底座的第五示意图；

图21是本发明实施例6提供的抹灰机器人的移动底座的第二结构示意图。

主要元件符号说明：

10000-抹灰机器人，1000-移动底座，1100-底座本体，1200-第一轮组，1210-第一移动轮，1220-第一挠性传动组，1221-第一传动轮，1222-第一挠性件，1223-第一驱动部，1300-直线运动组件，1310-伸缩运动体，1320-线性驱动部，1400-第二轮组，1410-第二移动轮，1420-第二挠性传动组，1421-第二传动轮，1422-第二挠性件，1423-第二驱动部，2000-本体支架，3000-测量单元，3100-墙面测量组，3200-铅垂度测量组，3300-水平度测量组，3310-第一线阵相机，3320-激光水平仪，3330-铅垂度辅助测量组，3331-第二线阵相机，4000-控制单元，5000-涂抹执行器，5100-储料单元，5110-进料口，5120-出料口，5130-壳体，5131-侧板，5132-后封板，5133-顶板，5200-输料机构，5300-管制机构，5310-截止部，5311-闸门，5312-截止驱动部，5400-抹料机构，5410-抹板，5411-工作面，5412-背侧面，5420-抹板驱动部，5421-第一连杆，5422-第一曲柄，5423-第一动力源，5430-振动发生机构，5431-第二连杆，5431a-第一杆段，5431b-第二杆段，5431c-弹性元件，5432-第二曲柄，5433-第二动力源，5434-滑动座，6000-第一调节单元，7000-第二调节单元，7100-调节执行部，8000-顶部支撑单元。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对抹灰机器人进行更全面的描述。附图中给出了抹灰机器人的优选实施例。但是，抹灰机器人可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对抹灰机器人的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在抹灰机器人的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，抹灰机器人10000具有移动底座1000、本体支架2000、测量单元3000、控制单元4000与涂抹执行器5000，用于实现墙面抹灰的自动化加工。其各部的具体构造及优选方案举其要者详述如下。

移动底座1000可移动地保持于地面上，其形式可采用多种结构，其典型类型包括轮式或履带式结构，而实现抹灰机器人10000于地面的灵活自主移动。特别地，当完成一处墙面的涂抹后，移动底座1000可自行移动至新的加工位置，无需人力推动，效率极高。

移动底座1000上设有本体支架2000，本体支架2000是抹灰机器人10000的执行部基体，用于供涂抹执行器5000滑动地保持于其上，提供结构支撑。本体支架2000与移动底座1000可通过多种方式连接，其典型结构包括固定连接、铰接等形式，均足以实现本发明之目的。

测量单元3000具有墙面测量组3100，墙面测量组3100用于测量墙面的表面形状，并生成相应的墙面检测信息。测量单元3000用于测量墙面，同时可为移动底座1000的移动距离提供参考数据，使移动底座1000可自动移动至所需加工的墙面之前。

具体地，涂抹前的墙面多为粗糙、起伏的表面，并常预留有用于安装门窗、橱柜、置物架等的孔洞空间，孔洞形状大小不一，大如门窗、小如细孔，给墙面加工带来很大麻烦。涂抹时须及时避让，以防堵塞相应孔位。

墙面测量组3100即用于测量墙面的形状与凹凸特征，其测量方式包括接触式与非接触式。顾名思义，接触式是指墙面测量组3100与墙面直接发生接触而实施测量动作的测量方式，非接触式是指墙面测量组3100与墙面不发生接触的测量方式。较常见地，接触式测量可采用接触式位移传感器(探规)等形式，非接触式测量可采用非接触式位移传感器等形式。

控制单元4000用于根据墙面检测信息计算墙面的平面度与形状，并根据计算结果生成涂抹控制指令。控制单元4000作为抹灰机器人10000的运算与控制中枢，用于接收各类检测数据并运算发出控制指令，实现抹灰机器人10000的自动化控制。

具体地，控制单元4000根据墙面检测信息，计算墙面的表面起伏程度及门窗孔洞或凸起部的水平与竖直位置，形成一计算结果，据此而对涂抹执行器5000发出控制指令。在一个示范性的实施例中，控制单元4000可包括计算机、微处理器或运算控制电路等结构，用于实现运算与控制功能。

涂抹执行器5000可沿竖直方向滑动地保持于本体支架2000上，并根据涂抹控制指令执行涂抹动作。具体地，涂抹执行器5000至少具有抹板5410，可沿竖直方向滑动而使抹板5410与墙面，实现对墙面的涂抹功能。涂抹执行器5000的运动速度、加速度与运动方向均受控制指令控制，而实现自动化的涂抹操作。在一个示范性的实施例中，本体支架2000上设有直线滑轨，涂抹执行器5000可滑动地保持于直线滑轨上。当本体支架2000保持铅垂时，直线滑轨沿铅垂方向布置。

优选地，涂抹执行器5000连接有用于驱动其沿竖直方向滑动的驱动部，驱动部根据控制指令而改变涂抹执行器5000沿竖直方向的运动状态。其中，运动状态包括涂抹执行器5000的速度、加速度、方向等。驱动部可采用多种结构形式，如伸缩缸、电缸、电动推杆、驱动电机等形式，与涂抹执行器5000连接而驱动涂抹执行器5000发生直线运动。在一个示范性的实施例中，驱动部可采用伺服电机的形式，具有控制精准可靠的优点。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，其区别特征在于涂抹执行器5000的结构构造。

请结合参阅图1～8，涂抹执行器5000具有储料单元5100，储料单元5100用于储存涂料，并具有进料口5110与出料口5120，进料口5110用于输入涂料，出料口5120用于输出涂料。

储料单元5100具有壳体5130，壳体5130具有侧板5131、后封板5132与顶板5133，顶板5133上设有用于输入涂料的进料口5110，顶板5133、侧板5131与输料机构5200包围而成用于输出涂料的出料口5120。

涂料是指用于涂覆于墙面并与墙面牢固附着的材料，在较为常用的类型中主要有漆料、砂浆等。在建筑工程的抹灰加工中，涂料主要是指砂浆，砂浆是由一定比例的沙子和胶结材料(水泥、石灰膏、黏土等)加水和成，也叫灰浆。

进料口5110可通过管道与送料泵连接，涂料在送料泵的作用下自动流入储料单元5100，实现涂料的自动上料，减轻人工负担。

涂抹执行器5000还具有输料机构5200，输料机构5200用于实现储料单元5100内的涂料经出料口5120至抹料机构5400的输送。具体地，输料机构5200可通过于储料单元5100内外形成压差、对涂料施加挤出压力等方式，实现涂料的挤出输送。例如，输料机构5200可采用泵、挤压收束机构等结构形式。

优选地，输料机构5200包括传送带，具体地，传送带包括驱动辊、从动辊及张紧连接驱动辊与从动辊的传送带，传送带连续回转而实现涂料的输送。其中，传送带的上表面为承载物料面，其两端分别连接储料单元5100与抹料机构5400，实现涂料的运输。在一个示范性的实施例中，传送带设于储料单元5100内部。

涂抹执行器5000还具有管制机构5300，管制机构5300具有至少一个设于出料口5120上的截止部5310，截止部5310用于截止出料口5120的部分或全部通流面。

具体地，管制机构5300用于实现出料口5120的通流控制，使出料口5120具有部分截止、全截止、全导通的状态，可根据平面的凹凸状态而控制出料口5120相应通流面的通断，从而适应非完整平面的涂抹加工。其中，非完整平面包括起伏墙面、具有门窗或其他开口的墙面等。

优选地，在本实施例中，截止部5310包括闸门5311及用于驱动闸门5311直线运动的截止驱动部5312，闸门5311用于截止出料口5120的部分或全部通流面。

进一步优选，截止部5310具有复数个闸门5311，复数个闸门5311连续阵列分布而将出料口5120的通流面沿抹料机构5400的水平宽度方向划分为复数个区域，闸门5311可运动地伸出而覆盖于出料口5120的通流面。

当复数个闸门5311全部作用时，出料口5120的通流面被完全截断；当其中部分闸门5311作用时，出料口5120的通流面仅有部分面积范围保持连通，完全对应非完整平面的变化特性，而实现自动全覆盖的差别涂抹。其效率极高，其效果亦佳。

在本实施例中，截止驱动部5312包括驱动气缸，闸门5311连接于驱动气缸的伸出杆端。闸门5311随驱动气缸的伸缩作用而于出料口5120上伸缩，以改变出料口5120通流面的通流面积。在另一个实施例中，截止驱动部5312还可以采用电动推杆、电磁铁吸合等方式。

在另一个实施例中，截止部5310还可以采用阀门。阀门设于管道式的出料口5120内，具有截止、调速等功能。特别地，出料口5120可采用多个管道，多个管道上分设阀门，而具有更为细致的调节。

在另一个实施例中，截止部5310具有闸门5311与截止驱动部5312，其中，闸门5311采用衔铁的形式，截止驱动部5312采用电磁铁的形式。衔铁铰接于电磁铁上，电磁铁设于储料单元5100上并连接有驱动电路。电磁铁通电时，电磁铁的磁场作用于衔铁而使衔铁旋转地吸合于电磁铁上，闸门5311所管控的通流面被导通，涂料得以通流。电磁铁掉电时，电磁铁失去磁场作用，衔铁于自重作用下下垂而覆盖于通流面上，使通流面被截止。进一步优选，衔铁的下端与电磁铁铰接，上端通过连杆而铰接于电磁铁上。由此，衔铁的吸合与分离更为灵敏而可靠，且其旋转方向一致性佳。在另一个实施例中，与本实施例操作方式相反，截止驱动部5312可采用通电截止而掉电吸合的方式。

涂抹执行器5000还具有抹料机构5400，抹料机构5400具有可旋转的抹板5410，抹板5410上端与出料口5120连通，抹板5410可绕抹板5410与出料口5120的连接线于铅垂面内旋转，抹板5410的旋转圆周位于该铅垂面上。

具体地，抹板5410上端始终与出料口5120保持紧密连接，保证涂料流动稳定地进入抹板5410。抹板5410于铅垂面内旋转，而使抹板5410上的涂料随之旋转而接近墙面。同时，抹板5410于旋转过程与墙面两向挤压涂料，使涂料在抹板5410的作用下而迅速压紧附着于墙面上。

优选地，抹板5410具有用于涂抹压平的工作面5411及与工作面5411相背的背侧面5412，背侧面5412设有用于驱动抹板5410于铅垂面内旋转的抹板驱动部5420。涂料自出料口5120进入工作面5411，并由工作面5411涂抹压平于墙面上。

优选地，抹板驱动部5420包括第一连杆5421、第一曲柄5422与用于驱动第一曲柄5422旋转的第一动力源5423，第一连杆5421一端铰接第一曲柄5422，另一端与背侧面5412连接，第一曲柄5422远离第一连杆5421的一端铰接储料单元5100并同时与第一动力源5423连接。

具体地，在第一动力源5423驱动下，第一曲柄5422绕其与储料单元5100的铰接端于铅垂面内旋转。随之，第一连杆5421绕其与第一曲柄5422的铰接端于铅垂面内旋转，从而带动与第一连杆5421连接的抹板5410于铅垂面内旋转。其中，第一动力源5423可采用电机、液压马达等形式。第一连杆5421与背侧面5412可采用多种方式连接，如固定连接、铰接等，其中铰接属优选方式。

优选地，背侧面5412还具有用于驱动抹板5410振动的振动发生机构5430。进一步优选，振动发生机构5430包括曲柄连杆机构，曲柄连杆机构包括第二连杆5431、第二曲柄5432与用于驱动第二曲柄5432旋转的第二动力源5433。其中，第二连杆5431一端铰接第二曲柄5432，另一端与背侧面5412连接。第二连杆5431可滑动地保持于储料单元5100上，第二曲柄5432远离第二连杆5431的一端铰接储料单元5100并与第二动力源5433连接。

具体地，储料单元5100上设有滑动座5434，第二连杆5431可滑动地保持于滑动座5434上。在一个示范性的实施例中，滑动座5434具有水平布置的通孔，第二连杆5431可滑动地保持于通孔内。

进一步优选，第二连杆5431具有第一杆段5431a、第二杆段5431b及连接第一杆段5431a与第二杆段5431b的弹性元件5431c。具体地，第一杆段5431a与第二曲柄5432铰接，第二杆段5431b与背侧面5412连接，第一杆段5431a与第二杆段5431b之间以弹性元件5431c相连，且第一杆段5431a、第二杆段5431b与弹性元件5431c均可滑动地保持于滑动座5434上。其中，第二连杆5431/第二杆段5431b可采用多种连接方式与背侧面5412连接，包括固定连接、铰接等。弹性元件5431c具有弹性变形能力，其主要类型包括各类弹簧。

实际应用中，在第二动力源5433的驱动下，第二曲柄5432绕其与储料单元5100的铰接端于铅垂面内，并带动与第二曲柄5432铰接的第一杆段5431a于滑动座5434上滑动。第一杆段5431a压迫弹性元件5431c，弹性元件5431c以弹性力作用于第二杆段5431b而使第二杆段5431b滑动。由于第二曲柄5432与弹性元件5431c的综合作用，第一杆段5431a与第二杆段5431b存在震荡往复，最终驱使与第二杆段5431b连接的抹板5410振动。

优选地，在另一个实施例中，振动发生机构5430还可采用振动电机的形式使抹板5410振动。具体地，振动电机设于抹板5410的背侧面5412上，用于高度还原人工涂抹的振动状态，以较佳的振动使灰浆牢固附着于墙面。

在本发明中，经研究，振动频率限制为不大于100次/分钟。在此范围内，涂料于墙面上具有极佳的附着质量，涂抹执行器5000一体涂抹即可保证墙面抹灰质量，无需人工进行后期修补。

实施例3

本实施例是对实施例1的进一步改进，其区别特征在于墙面测量组3100的结构构造。

请结合参阅图1与图9～10，墙面测量组3100具有至少一个用于测距的位移传感器。进一步优选，位移传感器以测距仪的形式实现。具体地，测距仪是利用光、声音、电磁波的反射、干涉等特性，而设计的用于长度、距离测量的仪器。较为常见地，测距仪可采用激光测距仪或超声波测距仪。测距仪的数量可为一个，亦可为阵列分布的多个。

进一步优选，墙面测量组3100具有复合运动机构，复合运动机构具有至少一个转动自由度，复合运动机构上设有测距仪。具体地，复合运动机构用于调节测距仪的位置，使测距仪的作用范围更为灵活。

其中，复合运动机构可以采用云台、机械臂等结构，具有至少一个方向的转动自由度，亦可具有一个或多个移动自由度，而实现测距仪的调节。在一个示范性的实施例中，复合运动机构可设于一基准体上。

优选地，墙面检测信息包括墙面上复数个测量点与涂抹执行器5000之间的距离，复数个测量点于墙面上阵列分布。在一个示范性的实施例中，墙面上复数个测量点与涂抹执行器5000之间的距离，应为涂抹执行器5000的滑动面与复数个测量点之间的距离。

其中，涂抹执行器5000的滑动面为本体支架2000用于供涂抹执行器5000滑动的表面。由于涂抹执行器5000滑动地保持于本体支架2000上，换句话说，涂抹执行器5000的滑动面与涂抹执行器5000的安装面并无二致。其中，涂抹执行器5000的安装面是指涂抹执行器5000用于与基准体安装连接的表面。

实施例4

本实施例是对实施例1的进一步改进，其区别特征在于测量单元3000具有铅垂度测量组3200。

请结合参阅图1、图9与图11，铅垂度测量组3200用于测量本体支架2000的铅垂度而得到铅垂度测量值。具体地，当本体支架2000保持铅垂时，墙面的加工质量可达至最佳。铅垂度测量值直接反映本体支架2000的铅垂度，可据此进行直观控制与调节。

优选地，铅垂度测量组3200具有用于获取铅垂度测量值的加速度传感器或倾角仪，加速度传感器或倾角仪设于本体支架2000上并与控制单元4000电性连接。

具体地，加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。当本体支架2000的姿态发生改变时，加速度传感器测量由重力引起的加速度。根据该测量值，即可计算出本体支架2000相对于水平面的倾斜角度。

优选地，加速度传感器为三轴加速度传感器。进一步优选，加速度传感器为MEMS三轴加速度传感器。MEMS是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)的英文缩写，是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术，其操作范围在微米范围内。

控制单元4000用于根据铅垂度测量值生成第一调节量，使本体支架2000调节至铅垂位置。具体地，控制单元4000根据铅垂度测量值计算本体支架2000需要的调节量。一般地，该调节量为角度值。换言之，该调节量为本体支架2000与铅垂方向的夹角数值。

优选地，本体支架2000上设有第一调节单元6000，第一调节单元6000用于根据第一调节量调节本体支架2000的铅垂度。具体地，第一调节单元6000可独立设置于本体支架2000外部，亦可作为本体支架2000的部件实现。

在一个示范性的实施例中，第一调节单元6000具有至少一个伸缩支撑部，本体支架2000具有可旋转的竖直轴，伸缩支撑部分别设于竖直轴上并可伸缩地顶紧或远离墙面，从而驱动竖直轴旋转而调整竖直轴的铅垂度。具体而言，竖直轴铰接安装于移动底座1000上，而可于铅垂面内发生旋转，从而调整其自身的铅垂度。在另一个实施例中，第一调节单元6000还可以是用于驱动竖直轴于铅垂面内发生旋转的驱动电机。

优选地，伸缩支撑部为复数个，分别作用于墙面上。进而，伸缩支撑部在墙面的支撑作用下，反向驱使本体支架2000转过第一调节量，达到铅垂状态。其中，复数个伸缩支撑部具有独立的伸缩运动状态，共同作用而实现相应的角度调节。伸缩支撑部可采用多种结构，包括电动推杆、电缸、伸缩气缸等形式。在一个示范性的实施例中，伸缩支撑部的数量为4个，满足多个方向的调节。

优选地，第一调节量具有调节量数组，调节量数组具有与伸缩支撑部一一对应的调节量，伸缩支撑部根据调节量分别实现伸缩调节。具体地，任一伸缩支撑部分别对应不同的调节量，具有不同的伸缩行程。

实施例5

本实施例是对实施例1的进一步改进，其区别特征在于测量单元3000具有水平度测量组3300。

请结合参阅图1、图9与图12～15，水平度测量组3300设于本体支架2000上，用于捕捉施工现场的水平定位基准，据此生成水平检测信息。

控制单元4000用于根据水平检测信息计算本体支架2000与水平定位基准的偏移量，根据偏移量生成用于调节本体支架2000的第二调节量。

具体地，水平定位基准用于提供参考基准。本体支架2000与水平定位基准之间具有一定偏移量，当该偏移量处于允许误差范围内时，即可判断本体支架2000的水平度以调整至容许装填。当该偏移量处于允许误差范围外时，表面本体支架2000的水平度仍需进一步调整。其中，水平度是指本体支架2000与水平面的平行度。在一个示范性的实施例中，本体支架2000具有一水平参考面，前述水平度即为该水平参考面与水平面的平行度。换言之，所述偏移量，亦即所述水平参考面与水平定位基准之间的偏移值。一般地，该偏移值为偏移角度值。

由于本体支架2000与水平定位基准之间具有偏移量，水平度测量组3300测得的水平检测信息与基准信息之间亦存在偏差值。据此，控制单元4000利用水平检测信息与基准信息进行比对计算，即可得到当前状态下本体支架2000与水平定位基准的偏移量。进而，根据该偏移量，控制单元4000生成用于调节的第二调节量。相应于不同形式的调节单元3320，该第二调节量亦可以不同形式出现，具体可表现为位移量、角度值等。

优选地，水平度测量组3300具有视觉检测器，视觉检测器用于扫描水平定位基准。视觉检测器是一种用机器代替人眼来做测量和判断的设备。视觉检测器将被摄取目标转换成图像信号，传送给于控制单元4000上的图像处理模块。图像处理模块根据像素分布和亮度、颜色等信息，将图像信号转变成数字化信号并对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征。

优选地，视觉检测器包括工业相机，工业相机用于扫描施工现场而得到水平定位基准的图像信息，控制单元4000计算图像信息与工业相机的扫描方向的平行度而得到偏移量。工业相机最本质的功能即将光信号转变成有序的电信号，并直接决定所采集到的图像分辨率、图像质量等参数。

进一步优选，视觉检测器包括线阵相机。该线阵相机为水平布置的第一线阵相机3310，用于扫描生成水平定位基准的图像信息，控制单元4000用于计算图像信息与线阵相机的扫描方向的平行度而得到偏移量。

具体地，线阵相机亦属工业相机的一种类型，是采用线阵图像传感器的相机。较常见地，线阵相机包括线阵CCD相机与线阵CMOS相机等类型。第一线阵相机3310具有沿水平方向线性分布的感光元件，用于对施工现场进行水平逐行连续扫描，以达到对整个表面进行均匀检测。由于水平定位基准与周边其他表面的光路差异，线阵相机采集的图像信息呈现差异特征，从而实现对水平定位基准的捕捉检测。

在此，线阵相机采取逐行连续扫描，其扫描方向可作为基准信息。控制单元4000通过计算线阵相机采集的图像信息与线阵相机的扫面方向之间的平行度。即可得到本体支架2000与水平面之间的姿态偏移。

在另一个实施例中，视觉检测器还可采用接触式图像传感器取代线阵相机而实现测量。接触式图像传感器(Contact Image Sensor，CIS)，是将感光单元紧密排列，直接收集被扫描物体反射的光线信息。

优选地，抹灰机器人10000还具有激光水平仪3320，激光水平仪3320用于在施工现场生成水平定位基准，水平定位基准为水平基准线。具体地，激光水平仪3320可于现场通过发射激光束，使激光束通过棱镜导光系统形成激光面以投射出铅垂和水平的激光线，亦即水平基准线与铅锤基准线。由此，施工现场可免去传统形式下需要预设水平定位块并搭设定位架的步骤，抹灰机器人10000具有自设自寻定位基准的能力，进一步简化施工环节，并增加抹灰机器人10000的适应能力。

结合前述的线阵相机，水平基准线的光线进入线阵相机，相较周边地面环境，其光强度具有明显差异，便于线阵相机进行采集而形成图像信息，测量过程简单直观，测量结果可靠程度高。

如前所述，激光水平仪3320还用于在施工现场生成铅垂定位基准，铅垂定位基准为铅垂基准线，本体支架2000上设有铅垂度辅助测量组3330，铅垂度辅助测量组3330具有用于扫描铅垂基准线的线阵相机。

具体地，铅垂度辅助测量组3330所具有的线阵相机为铅垂布置的第二线阵相机3331。第二线阵相机3331具有沿铅垂方向线性排布的感光元件，用于对施工现场进行铅垂逐行连续扫描，以达到对整个表面进行均匀检测。由于铅垂基准线与周边其他表面的光路差异，线阵相机采集的图像信息呈现差异特征，从而实现对铅垂基准线的捕捉检测。

进一步优选，控制单元4000计算铅垂图像信息与第二线阵相机3331的扫描方向的平行度而得到辅助铅垂调节量。具体地，第二线阵相机3331的扫描方向即为铅垂方向，结合辅助铅垂调节量与水平第二调节量而形成反馈参考，可进一步增强本体支架2000的调节精度。

请结合参阅图12，优选地，抹灰机器人10000还具有第二调节单元7000，第二调节单元7000用于根据辅助铅垂调节量调节抹灰机器人10000的水平度，直至抹灰机器人10000与水平定位基准的偏移量位于允许误差范围内。具体地，第二调节单元7000可采用多种结构形式，其要点在于使抹灰机器人10000发生倾转而趋于水平。

优选地，第二调节单元7000具有至少一个调节执行部7100，调节执行部7100用于使抹灰机器人10000发生移动和/或倾转而使抹灰机器人10000趋于水平。具体地，调节执行部7100可采用多种结构形式，包括电动推杆、电缸、伸缩缸等形式，推动抹灰机器人10000发生移动和/或倾转而与水平面趋于平行。

在一个示范性的实施例中，本体支架2000具有可旋转的竖直轴，竖直轴可以多种形式实现旋转，例如铰接于移动底座1000等形式。第二调节单元7000具有复数个调节执行部7100，复数个调节执行部7100分设于移动底座1000与竖直轴上。复数个调节执行部7100分别作用于墙面，使底盘具有于水平面内旋转及前后移动的能力，并使竖直轴具有于铅垂面内实现旋转的能力，从而实现抹灰机器人10000于地面的水平与位置调节，特别是实现对姿态角的调节。其中，姿态角包括偏航角、俯仰角、滚转角等角度。优选地，竖直轴与移动底座1000上各设有2个调节执行部7100，且调节执行部7100平行布置。

实施例6

本实施例是对实施例1的进一步改进，其区别特征在于移动底座1000的结构构造。

请参阅图1与图16～20，移动底盘1000具有底座本体1100。底座本体1100作为移动底盘1000与工程机械的支撑基底，发挥着承载作用，并影响工程机械的水平状态。一般地，底座本体1100应具有足够的结构强度。底座本体1100可采用多种构造形式，例如是桁架结构、一体铸造结构等，在本实施例中，底座本体1100采用中间镂空的框架结构。

移动底盘1000还具有第一轮组1200，第一轮组1200具有复数个沿水平方向而轴向平行布置的第一移动轮1210，第一移动轮1210设于底座本体1100上。第一轮组1200用于实现移动底盘1000的一个方向上的水平运动，在一个示范性的实施例中，底座本体1100两侧分别设有若干第一移动轮1210。其中，第一移动轮1210对称分布，以保证底座本体1100的移动平稳。

优选地，复数个第一移动轮1210通过第一挠性传动组1220连接，第一挠性传动组1220具有复数个第一传动轮1221与连接传动轮的第一挠性件1222。具体地，第一挠性件1222依次张紧连接复数个第一传动轮1221，而形成挠性传动关系。

挠性传动关系是一种常见的机械传动，通常由两个或多个传动轮与挠性件组成，通过挠性件在传动轮之间传递运动与动力。根据挠性件的类型，挠性传动主要有带传动、链传动和绳传动，传动轮分别为带轮、链轮和绳轮，挠性件分别为传动带、传动链和传动绳。

换言之，复数个第一传动轮1221与第一挠性件1222可通过带传动、链传动或绳传动关系连接，以保证复数个第一传动轮1221之间具有同步运动的特性。第一传动轮1221究为带轮、链轮或绳轮，可依实际应用工况而决定，以充分发挥带传动、链传动与绳传动各自的优势。

其中，第一传动轮1221与第一移动轮1210一一对应连接，且至少一个第一传动轮1221连接有用于驱动其旋转的第一驱动部1223。具体地，第一传动轮1221用于一一驱动第一移动轮1210，二者通过一驱动轴而实现同轴转动。由于复数个第一传动轮1221具有同步运动特性，相应地，复数个第一移动轮1210亦具有同步运动的特性，实现同步转动，而保证移动底盘1000的移动平稳顺畅。

在一个示范性的实施例中，底座本体1100具有两个第一轮组1200。两个第一轮组1200分设于底座本体1100的两侧，每个第一轮组1200分别具有4个沿水平方向线性排布的第一移动轮1210。进一步优选，异组的第一移动轮1210之间两两成对地具有共轴关系，使第一移动轮1210均匀对称地排布。第一移动轮1210与地面成线性接触，故移动底盘1000以多处线接触而于地面运动，运动效率高而状态平稳。

在另一个实施例中，第一轮组1200还可采用齿轮传动方式。复数个第一移动轮1210通过第一齿轮传动组连接，第一齿轮传动组具有复数个依次啮合的第二齿轮，第一齿轮与第一移动轮1210一一对应连接，至少一个第一齿轮连接有用于驱动其旋转的第一驱动部1223。

其中，第一驱动部1223可采旋转电机、液压马达、曲柄连杆机构等形式，以可实现驱动第一传动轮1221的旋转为准。在此，直接连接于第一驱动部1223的第一传动轮1221为主动轮，其余由第一挠性件1222挠性传动而驱动的第一传动轮1221为从动轮。

移动底盘1000还具有直线运动组件1300，直线运动组件1300具有沿竖直方向而可线性移动地保持于底座本体1100上的伸缩运动体1310。优选地，直线运动组件1300具有用于驱动伸缩运动体1310的线性驱动部1320。具体地，线性驱动部1320可采旋转电机、直线电机、气缸、液压缸、液压马达等形式，用以驱动伸缩运动体1310于底座本体1100上沿竖直方向直线运动，使伸缩运动体1310竖直地接近或远离地面，而带动设于伸缩运动体1310上的部件实现竖直上下。

移动底盘1000还具有第二轮组1400，第二轮组1400设于伸缩运动体1310上，并具有复数个沿水平方向而轴向平行布置的第二移动轮1410，第二移动轮1410与第一移动轮1210轴向垂直。

具体地，第二轮组1400可随伸缩运动体1310而上下运动，使第二轮组1400接近或远离地面。更具体而言，第二轮组1400可滑动地伸出，第二移动轮1410相较于第一移动轮1210更为接近地面，第二移动轮1410接触地面并使第一移动轮1210保持悬空。

第二移动轮1410与第一移动轮1210的轴向具有垂直关系，亦即第二移动轮1410与第一移动轮1210的转动方向保持垂直，使移动底盘1000具有相互垂直的两向分时水平运动，提供多个方向的灵活移动。

优选地，复数个第二移动轮1410之间通过第二挠性传动组1420连接，第二挠性传动组1420具有复数个第二传动轮1421与连接传动轮的第二挠性件1422。具体地，第二挠性件1422依次张紧连接复数个第二传动轮1421，而形成挠性传动关系。

换言之，第二传动轮1421可以是链轮、带轮或绳轮，第二挠性件1422相应为传动链、传动带或传动绳，而形成链传动、带传动或绳传动关系。在此，经第二挠性件1422缠绕的复数个第二传动轮1421具有同步运动特性，亦即具有同步转动关系。

其中，第二传动轮1421与第二移动轮1410一一对应连接，且至少一个第二传动轮1421连接有用于驱动其旋转的第二驱动部1423。具体地，第二传动轮1421用于一一驱动第二移动轮1410，二者通过一驱动轴而实现同轴转动。由于复数个第二传动轮1421具有同步运动特性，相应地，复数个第二移动轮1410亦具有同步运动的特性，实现同步转动，而保证移动底盘1000的移动平稳顺畅。

在一个示范性的实施例中，移动底盘1000采用两个第二轮组1400分设于伸缩运动体1310两端的构造。每个第二轮组1400分别具有2个第二移动轮1410，同组的2个第二移动轮1410沿水平方向线性阵列分布。进一步优选，异组的第二移动轮1410两两之间成对共轴分布。移动底盘1000具有与地面的多处线接触，保证运动的平稳性与结构的稳定性。

在另一个实施例中，第二轮组1400还可采用齿轮传动方式。复数个第二移动轮1410通过第二齿轮传动组连接，第二齿轮传动组具有复数个依次啮合的第二齿轮，第二齿轮与第二移动轮1410一一对应连接，至少一个第二传动轮1421连接有用于驱动其旋转的第二驱动部1423。

其中，第二驱动部1423可采旋转电机、液压马达、曲柄连杆机构等形式，以可实现驱动第二传动轮1421的旋转为准。在此，直接连接于第二驱动部1423的第二传动轮1421为主动轮，其余由第二挠性件1422挠性传动而驱动的第二传动轮1421为从动轮。

请结合参阅图21，在另一个实施例中，伸缩运动体1310可于铅垂面内旋转地保持于底座本体1100上。伸缩运动体1310一端铰接于底座本体1100上，另一端连接第二轮组1400。其中，伸缩运动体1310与第二移动轮1410一一对应地连接。优选地，伸缩运动体0310中部连接有运动驱动部1320，运动驱动部1320用于驱动伸缩运动体1310绕伸缩运动体1310与底座本体1100的铰接端旋转。其中，运动驱动部0320可采旋转电机、直线电机、气缸、液压缸、电动推杆、电缸、液压马达等形式。

在运动驱动部1320的驱动下，伸缩运动体1310实现旋转，从而驱动第二轮组1400于铅垂面旋转地伸出或收缩于底座本体1100，实现伸缩换向功能。

实施例7

本实施例是对实施例1的进一步改进，其区别特征在于，抹灰机器人10000还具有用于顶紧天花板的顶部支撑单元8000。

请参阅图1，顶部支撑单元8000设于本体支架2000上，顶部支撑单元8000可沿竖直方向直线运动。顶部支撑单元8000可采用多种构造形式，包括电动推杆、电缸、伸缩缸、直线滑轨等形式，顶紧于天花板而进一步加强抹灰机器人10000的结构稳定性。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种抹灰机器人，其特征在于，具有：

移动底座，所述移动底座可移动地保持于地面上；

本体支架，所述本体支架设于所述移动底座上；

测量单元，所述测量单元具有墙面测量组，所述墙面测量组用于测量墙面的表面形状，并生成相应的墙面检测信息；

控制单元，所述控制单元用于根据所述墙面检测信息计算所述墙面的平面度与形状，并根据计算结果生成涂抹控制指令；

涂抹执行器，所述涂抹执行器可沿竖直方向滑动地保持于所述本体支架上，并根据所述涂抹控制指令执行涂抹动作；

所述涂抹执行器具有：

储料单元，其用于储存涂料，并具有进料口与出料口，所述进料口用于输入所述涂料，所述出料口用于输出所述涂料；

抹料机构，其具有可旋转的抹板，所述抹板上端与所述出料口连通，所述抹板可绕所述抹板与所述出料口的连接线于铅垂面内旋转，所述抹板的旋转圆周位于所述铅垂面上；

管制机构，其具有至少一个设于所述出料口上的截止部，所述截止部包括闸门及用于驱动所述闸门运动的截止驱动部，所述闸门用于截止所述出料口的部分或全部通流面；所述截止部具有复数个所述闸门，复数个所述闸门连续阵列分布而将所述通流面沿所述抹料机构的水平宽度方向划分为复数个区域，所述闸门可运动地伸出而覆盖于所述通流面；

输料机构，其用于实现所述储料单元内的所述涂料经所述出料口至所述抹料机构的输送。

2.根据权利要求1所述的抹灰机器人，其特征在于，所述墙面测量组用于测量所述墙面与所述涂抹执行器的滑动面之间的距离而得到所述检测信息，所述检测信息包括所述墙面上至少一点与所述滑动面之间的距离，所述涂抹执行器的滑动面为所述本体支架用于供所述涂抹执行器滑动的表面。

3.根据权利要求1所述的抹灰机器人，其特征在于，所述墙面测量组具有复合运动机构，所述复合运动机构具有至少一个转动自由度；

所述墙面测量组具有至少一个用于测距的位移传感器，所述位移传感器设于所述复合运动机构上。

4.根据权利要求1所述的抹灰机器人，其特征在于，所述测量单元还具有铅垂度测量组，所述铅垂度测量组用于测量所述本体支架的铅垂度而得到铅垂度测量值；

所述控制单元用于根据所述铅垂度测量值生成第一调节量，使所述本体支架调节至铅垂位置；

所述本体支架设有第一调节单元，所述第一调节单元用于根据所述第一调节量调节所述本体支架的铅垂度；

所述第一调节单元具有至少一个伸缩支撑部，所述伸缩支撑部分别设于所述本体支架并可伸缩地顶紧或远离所述墙面，从而驱动所述本体支架旋转而调整所述本体支架的铅垂度，所述伸缩支撑部与所述涂抹执行器的滑动方向保持垂直。

5.根据权利要求1所述的抹灰机器人，其特征在于，所述测量单元还具有水平度测量组与第二调节单元：

所述水平度测量组设于所述本体支架上，用于捕捉施工现场的水平定位基准，据此生成水平检测信息；

所述控制单元用于根据所述水平检测信息计算所述抹灰机器人与所述水平定位基准的偏移量，根据所述偏移量生成用于调节所述抹灰机器人的第二调节量；

所述第二调节单元用于根据所述第二调节量调节所述抹灰机器人的水平度，直至所述抹灰机器人与所述水平定位基准的偏移量位于允许误差范围内。

6.根据权利要求5所述的抹灰机器人，其特征在于，所述水平度测量组具有视觉检测器，所述视觉检测器用于扫描所述水平定位基准而得到图像信息；

所述控制单元计算所述图像信息与所述视觉检测器的扫描方向的平行度而得到所述偏移量，根据所述偏移量生成所述第二调节量；

所述第二调节单元根据所述第二调节量调节所述抹灰机器人的姿态，直至所述图像信息与所述视觉检测器的扫描方向的平行度位于所述允许误差范围内。

7.根据权利要求1所述的抹灰机器人，其特征在于，所述移动底座包括底座本体并具有：

第一轮组，其具有复数个沿水平方向而轴向平行布置的第一移动轮，所述第一移动轮设于所述底座本体上；

伸缩运动组件，其具有可沿竖直方向直线运动或于铅垂面内旋转地保持于所述底座本体上的伸缩运动体；

第二轮组，其设于所述伸缩运动体上，具有复数个沿水平方向而轴向平行布置的第二移动轮，所述第二移动轮与所述第一移动轮轴向垂直。

8.根据权利要求1所述的抹灰机器人，其特征在于，还具有用于顶紧天花板的顶部支撑单元，所述顶部支撑单元设于所述本体支架上，所述顶部支撑单元可沿竖直方向直线运动。