CN107386615B - 一种具有检测及修复功能的小型遥控水泥抹光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有检测及修复功能的小型遥控水泥抹光装置，属于建筑施工技术领域，主要包括壳体、防护罩、控制盒、主动轴、从动轴、固定轴、大抹光刀、小抹光刀和遥控操作器，位于壳体内的主动轴、从动轴和固定轴上部分别设有一号链轮、二号链轮和压紧轮，一号链轮和二号链轮通过链条连接，压紧轮与链条的外侧啮合，主动轴的上端通过异步电机驱动器连有异步电机，防护罩连接在壳体下方，大抹光刀和小抹光刀分别连接在主动轴和从动轴的下端并位于防护罩内，防护罩底边上设有万向驱动轮与微型舵机，控制盒位于壳体顶部与遥控操作器无线连接。

Description

一种具有检测及修复功能的小型遥控水泥抹光装置

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种具有检测及修复功能的小型遥控水泥抹光装置。

背景技术

随着建筑业的发展，工程质量也要求越来越高，做建筑工程的机械加工精度要求也较高，抹光机是一种混凝土表面粗、精抹机。经过机器施工的表面较人工施工的表面更光滑、更平整，能极大提高混凝土表面的密实性及耐磨性，并在功效上较人工作业提高工作效率几十倍以上。地面抹光机可广泛用于高标准厂房、仓库、停车场、广场、机场以及框架式楼房的混凝土表面的提浆、抹平、抹光。是混凝土施工中的首选工具，地面抹光机，均每小时能做，与人工抹光比较效率更高。

因此，现在大部分建筑施工都会选择抹光机进行操作，但是传统的抹光机对于结构简单且规则，面积较大的场地进行抹光时具有显著优势，但是抹光机在小面积的且结构较为复杂的小居室则优势不明显，因其抹光机的体积相对较大，在小区域内难以回转，无法适应多变的环境，因此往往有些死角兼顾不到，需要人工进行二次抹光处理，然而人工抹光处理不仅耗时耗力，并且抹光的质量和操作人员的经验及技术有很大的关系，可控性差。

基于以上问题，现需要一种可代替人工进行二次抹平、省时省力且可控性能高的装置。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种具有检测及修复功能的小型遥控水泥抹光装置，尤其适用于小面积室内的拐角抹光处理，可控性更高。

本发明的技术方案为：一种具有检测及修复功能的小型遥控水泥抹光装置，主要包括壳体、蓄电池、异步电机、异步电机驱动器、微型舵机、万向驱动轮、主动轴、从动轴、固定轴、一号链轮、二号链轮、链条、压紧齿轮、大抹光刀、小抹光刀和遥控操作器；

所述壳体底部设有隔板，所述主动轴和从动轴分别贯穿所述隔板，所述一号链轮固定连接在主动轴的上部，所述二号链轮固定连接在从动轴的上部，一号链轮和二号链轮之间通过所述链条相连，所述固定轴位于主动轴和从动轴之间，固定轴的下端与隔板的上表面固定连接，所述压紧齿轮活动穿套在固定轴的上端，并与链条的外表面相啮合，所述异步电机、异步电机驱动器及蓄电池位于隔板的上方，异步电机位于链条的后方，并通过所述异步电机驱动器与所述主动轴的上端相连，蓄电池位于链条的前方；

壳体的下方设有防护罩，所述大抹光刀和小抹光刀位于防护罩内，大抹光刀共有若干个，分别等间距连接在主动轴的末端，并与主动轴垂直，小抹光刀共有若干个，分别等间距连接在从动轴的末端，并与从动轴垂直，所述万向驱动轮共四个，分别等间距连接在防护罩的下方，所述微型舵机位于万向驱动轮的外侧，微型舵机的输出轴与各自对应的万向驱动轮的转轴相连接；

壳体的顶部设有控制盒，所述控制盒内设有电源板、MCU控制芯片和信号收发器，所述MCU控制芯片分别与所述电源板与信号收发器相连，电源板分别与异步电机、异步电机驱动器和蓄电池电性连接，所述信号收发器的上方连接有天线，所述天线固定连接在控制盒的上方，天线通过无线信号与所述遥控操作器相连。

进一步的，所述壳体是由第一直边、第二直边和弧边围成的封闭结构，所述第一直边和第二直边的一端组成度夹角，第一直边和第二直边的另一端分别与所述弧边外切，由两个直边组成的直角便于抹光装置对室内的墙边和拐角进行抹光，扫除盲区。

进一步的，所述主动轴靠近所述夹角方向，所述从动轴靠近所述弧边方向，且主动轴和从动轴分布在夹角与弧边中心位置的连线上，可最大化抹光面积。

进一步的，所述大抹光刀和小抹光刀的形状为长方形、三角形、月牙形或圆头长方形任意一种。

进一步的，所述大抹光刀和小抹光刀的长度比2-3:1，大抹光刀和小抹光刀的厚度为0.4-2mm，大抹光刀主要用于大面积抹光，小抹光刀靠近夹角，便于墙边和拐角小面积抹光。

进一步的，所述控制盒上设有H型支架，所述H型支架的竖段下端分别连接在控制盒的左右两端，所述竖段的顶端上分别设有激光收发器，H型支架的横段设有度摄像头和照明灯，所述激光收发器、度摄像头和照明灯分别通过导线与所述电源板相连，所述导线位于H型支架的内部，激光收发器用于检测水平线，360度摄像头可将采集的图像传输至遥控操作器，使得操作人员通过显示屏就可直观查看实际情况，适用于操作人员不便查看的情况，并且近距离的摄像要比人眼观察的更清楚，进而提高施工的精细度。

进一步的，所述壳体的外围四周设有等间隔分布的2-4个红外线传感器，红外线传感器可在抹光装置行走的过程中自助避障。

进一步的，所述MCU控制芯片包括MCU主控模块、数据采集模块、前置数据处理模块、wifi通信模块和预警模块，所述数据采集模块与所述激光收发器、360度摄像头及红外线传感器相连，所述MCU主控模块与所述异步电机和微型舵机相连，所述数据采集模块将采集的信号传输至所述前置数据处理模块进行初步处理后，再经过所述MCU主控模块进行进一步分析处理得出结果，所述结果通过所述wifi通信模块传输至所述遥控操作器，遥控操作器可依次通过wifi通信模块和MCU主控模块反馈对异步电机和微型舵机发送指令，所述蓄电池通过所述电源板对整个装置进行供电，当所述蓄电池电量不足20％时或装置发生故障，所述预警模块发出预警信号并通过wifi通信模块传输至所述遥控操作器。

进一步的，所述遥控操作器包括外壳、显示屏、方向操作杆、菜单键组、警示蜂鸣器和微型无线收发器，所述微型无线收发器位于所述外壳的顶部，微型无线收发器上设有发射天线，所述显示屏位于外壳的上部，所述方向操作杆位于显示屏的左下方，显示屏可观看由360度摄像头拍摄的图像，所述菜单键组位于方向操作杆的右侧，所述警示蜂鸣器位于菜单键组的右上方，警示蜂鸣器与所述预警模块相关联，当所述蓄电池电量不足20％时或装置发生故障发生蜂鸣提醒操作人员，菜单键组内包括自动模式和手动模式，选择自动模式，可使本发明的抹光装置自行检测并进行抹光修复，当选择手动模式，操作人员通过方向操作杆控制抹光装置的运动状态，进行指定抹光修复。

本发明在使用过程中，首先将水泥抹光装置放置到经常规抹光机初步抹光的水泥面上，操作人员通过菜单键组选择自动模式或手动模式，水泥抹光装置使得进入工作状态，当选择自动模式时，本发明通过激光收发器检测水泥面是否平整光滑，并将检测到的信息反馈至MCU控制芯片，MCU控制芯片进而调动微型舵机调整万向驱动轮方向，对目标地进行抹光修复处理，其中，当遇到墙边或拐角区域需要修复时，将抹光装置的第一直边或第二直边贴合墙边前行，同时，在自动模式下通过红外线传感器进行避障，当处理完一个小房间后，需要进入另外一个房间，可选择手动模式，操作人员通过方向操作杆控制抹光装置的运动方向，顺利到达指定房间，先利用激光收发器和360度摄像头检测是否有需要修复，再一次进行自动或手动模式的抹光修复处理，依次类推，直至所有房间处理完毕。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：传统的抹光机进行初步大面积抹光后，墙边及拐角等狭小区域还需要人工进行修复，耗时耗力，本发明的具有检测及修复功能的小型遥控水泥抹光装置可自助检测并进行修复，灵活轻巧且效率高，其中，利用激光收发器进行测量，相较于人眼更加精准，修复后的部位与其它部位重合度更高；此外，本发明还可通过遥控操作器进行远程操作，避免人工检查对水泥抹光面造成二次破坏，其中，本发明顶部还设有360度摄像头，360度摄像头可将采集的图像传输至遥控操作器，使得操作人员通过显示屏就可直观查看实际情况，适用于操作人员不便查看的情况，并且近距离的摄像要比人眼远距离观察的更清楚，进而提高施工的精细度。总之，本发明设计合理，结构简单，体型灵巧，可控性及施工效率高。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的仰视图；

图3是本发明的壳体的横截面结构示意图；

图4是本发明的抹光刀的形状示意图，其中，图4a是长方形的抹光刀，图4b是三角形的抹光刀，图4c是圆头长方形的抹光刀，图4d是月牙形的抹光刀；

图5是本发明的系统框图。

其中，1-壳体、1a-第一直边、1b-第二直边、1c-弧边、2-蓄电池、3-异步电机、4-异步电机驱动器、5-微型舵机、6-万向驱动轮、7-主动轴、8-从动轴、9-固定轴、10-一号链轮、11-二号链轮、12-链条、13-压紧齿轮、14-大抹光刀、15-小抹光刀、16-遥控操作器、160-外壳、161-显示屏、162-方向操作杆、163-菜单键组、164-警示蜂鸣器、165-微型无线收发器、17-隔板、18-防护罩、19-控制盒、20-电源板、21-MCU控制芯片、22-信号收发器、23-天线、24-H型支架、25-激光收发器、26-360度摄像头、27-照明灯、28-红外线传感器、210-MCU主控模块、211-数据采集模块、212-前置数据处理模块、213-wifi通信模块、214-预警模块。

具体实施方式

下面结合附图1-5和具体实施例来对本发明进行更进一步详细的说明。

如图1所示，一种具有检测及修复功能的小型遥控水泥抹光装置，主要包括壳体1、蓄电池2、异步电机3、异步电机驱动器4、微型舵机5、万向驱动轮6、主动轴7、从动轴8、固定轴9、一号链轮10、二号链轮11、链条12、压紧齿轮13、大抹光刀14、小抹光刀15和遥控操作器16，

如图3所示，壳体1是由第一直边1a、第二直边1b和弧边1c围成的封闭结构，第一直边1a和第二直边1b的一端组成90度夹角，第一直边1a和第二直边1b的另一端分别与弧边1c外切，由两个直边组成的直角便于抹光装置对室内的墙边和拐角进行抹光，扫除盲区。壳体1的底部设有隔板17，主动轴7和从动轴8分别贯穿隔板17，如图2所示，主动轴7靠近夹角方向，从动轴8靠近弧边1c方向，且主动轴7和从动轴8分布在夹角与弧边1c中心位置的连线上，可最大化抹光面积。一号链轮10固定连接在主动轴7的上部，二号链轮11固定连接在从动轴8的上部，一号链轮10和二号链轮11之间通过链条12相连，固定轴9位于主动轴7和从动轴8之间，固定轴9的下端与隔板17的上表面固定连接，压紧齿轮13活动穿套在固定轴9的上端，并与链条12的外表面相啮合，异步电机3、异步电机驱动器4及蓄电池2位于隔板17的上方，异步电机3位于链条12的后方，并通过异步电机驱动器4与主动轴7的上端相连，蓄电池2位于链条12的前方，

壳体1的下方设有防护罩18，大抹光刀14和小抹光刀15位于防护罩18内，大抹光刀14和小抹光刀15的形状可为如图4a所示的长方形、如图4b所示的三角形、如图4c所示的圆头长方形或如图4d所示的月牙形任意一种，本实施例采用的是如图4a所示的长方形。其中，大抹光刀14和小抹光刀15的长度比2:1，大抹光刀14和小抹光刀15的厚度为0.7mm，大抹光刀主要用于大面积抹光，小抹光刀靠近夹角，便于墙边和拐角小面积抹光。大抹光刀14共有5个，分别等间距连接在主动轴7的末端，并与主动轴7垂直，小抹光刀15共有5个，分别等间距连接在从动轴8的末端，并与从动轴8垂直，如图2所示，万向驱动轮6共四个，分别等间距连接在防护罩18的下方，微型舵机5位于万向驱动轮6的外侧，微型舵机5的输出轴与各自对应的万向驱动轮6的转轴相连接，如图1所示，壳体1的外围四周还设有等间隔分布的2个红外线传感器28，红外线传感器可在抹光装置行走的过程中自助避障。

壳体1的顶部设有控制盒19，控制盒19内设有电源板20、MCU控制芯片21和信号收发器22，MCU控制芯片21分别与电源板20与信号收发器22相连，如图5所示，MCU控制芯片21包括MCU主控模块210、数据采集模块211、前置数据处理模块212、wifi通信模块213和预警模块214，所述数据采集模块211与所述激光收发器25、360度摄像头26及红外线传感器28相连，所述MCU主控模块210与所述异步电机3和微型舵机5相连，数据采集模块211将采集的信号传输至前置数据处理模块212进行初步处理后，再经过MCU主控模块210进行进一步分析处理得出结果，结果通过wifi通信模块213传输至遥控操作器16，遥控操作器16可依次通过wifi通信模块213和MCU主控模块210反馈对异步电机3和微型舵机5发送指令，所述蓄电池2通过所述电源板20对整个装置进行供电，当所述蓄电池2电量不足20％时或装置发生故障，所述预警模块214发出预警信号并通过wifi通信模块213传输至所述遥控操作器16。电源板20分别与异步电机3、异步电机驱动器4和蓄电池2电性连接，信号收发器22的上方连接有天线23，天线23固定连接在控制盒19的上方，天线23通过无线信号与遥控操作器16相连。如图1所示，控制盒19上还设有H型支架24，H型支架24的竖段下端分别连接在控制盒19的左右两端，竖段的顶端上分别设有激光收发器25，H型支架24的横段设有360度摄像头26和照明灯27，激光收发器25、360度摄像头26和照明灯27分别通过导线与电源板20相连，导线位于H型支架24的内部，激光收发器25用于检测水平线，360度摄像头26可将采集的图像传输至遥控操作器16，使得操作人员通过显示屏161就可直观查看实际情况，适用于操作人员不便查看的情况，并且近距离的摄像要比人眼观察的更清楚，进而提高施工的精细度。

如图1所示，遥控操作器16包括外壳160、显示屏161、方向操作杆162、菜单键组163、警示蜂鸣器164和微型无线收发器165，微型无线收发器165位于外壳160的顶部，微型无线收发器165上设有发射天线23，显示屏161位于外壳160的上部，方向操作杆162位于显示屏161的左下方，显示屏161可观看由360度摄像头26拍摄的图像，菜单键组163位于方向操作杆162的右侧，警示蜂鸣器164位于菜单键组163的右上方，警示蜂鸣器164与预警模块214相关联，当蓄电池2电量不足20％时或装置发生故障发生蜂鸣提醒操作人员，菜单键组163内包括自动模式和手动模式，选择自动模式，可使本发明的抹光装置自行检测并进行抹光修复，当选择手动模式，操作人员通过方向操作杆162控制抹光装置的运动状态，进行指定抹光修复。

本发明在使用过程中，首先将水泥抹光装置放置到经常规抹光机初步抹光的水泥面上，操作人员通过菜单键组163选择自动模式或手动模式，水泥抹光装置使得进入工作状态，当选择自动模式时，本发明通过激光收发器25检测水泥面是否平整光滑，并将检测到的信息反馈至MCU控制芯片21，MCU控制芯片21进而调动微型舵机5调整万向驱动轮6方向，对目标地进行抹光修复处理，其中，当遇到墙边或拐角区域需要修复时，将抹光装置的第一直边1a或第二直边1b贴合墙边前行，同时，在自动模式下通过红外线传感器28进行避障，当处理完一个小房间后，需要进入另外一个房间，可选择手动模式，操作人员通过方向操作杆162控制抹光装置的运动方向，顺利到达指定房间，先利用激光收发器25和360度摄像头26检测是否有需要修复，再一次进行自动或手动模式的抹光修复处理，依次类推，直至所有房间处理完毕。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种具有检测及修复功能的小型遥控水泥抹光装置，其特征在于，主要包括壳体(1)、蓄电池(2)、异步电机(3)、异步电机驱动器(4)、微型舵机(5)、万向驱动轮(6)、主动轴(7)、从动轴(8)、固定轴(9)、一号链轮(10)、二号链轮(11)、链条(12)、压紧齿轮(13)、大抹光刀(14)、小抹光刀(15)和遥控操作器(16)；

所述壳体(1)底部设有隔板(17)，所述主动轴(7)和从动轴(8)分别贯穿所述隔板(17)，所述一号链轮(10)固定连接在主动轴(7)的上部，所述二号链轮(11)固定连接在从动轴(8)的上部，一号链轮(10)和二号链轮(11)之间通过所述链条(12)相连，所述固定轴(9)位于主动轴(7)和从动轴(8)之间，固定轴(9)的下端与隔板(17)的上表面固定连接，所述压紧齿轮(13)活动穿套在固定轴(9)的上端，并与链条(12)的外表面相啮合，所述异步电机(3)、异步电机驱动器(4)及蓄电池(2)位于隔板(17)的上方，异步电机(3)位于链条(12)的后方，并通过所述异步电机驱动器(4)与所述主动轴(7)的上端相连，蓄电池(2)位于链条(12)的前方；

壳体(1)的下方设有防护罩(18)，所述大抹光刀(14)和小抹光刀(15)位于防护罩(18)内，大抹光刀(14)共有若干个，分别等间距连接在主动轴(7)的末端，并与主动轴(7)垂直，小抹光刀(15)共有若干个，分别等间距连接在从动轴(8)的末端，并与从动轴(8)垂直，所述万向驱动轮(6)共四个，分别等间距连接在防护罩(18)的下方，所述微型舵机(5)位于万向驱动轮(6)的外侧，微型舵机(5)的输出轴与各自对应的万向驱动轮(6)的转轴相连接；

壳体(1)的顶部设有控制盒(19)，所述控制盒(19)内设有电源板(20)、MCU控制芯片(21)和信号收发器(22)，所述MCU控制芯片(21)分别与所述电源板(20)与信号收发器(22)相连，电源板(20)分别与异步电机(3)、异步电机驱动器(4)和蓄电池(2)电性连接，所述信号收发器(22)的上方连接有天线(23)，所述天线(23)固定连接在控制盒(19)的上方，天线(23)通过无线信号与所述遥控操作器(16)相连；

所述壳体(1)是由第一直边(1a)、第二直边(1b)和弧边(1c)围成的封闭结构，所述第一直边(1a)和第二直边(1b)的一端组成90度夹角，第一直边(1a)和第二直边(1b)的另一端分别与所述弧边(1c)外切；

所述主动轴(7)靠近所述夹角方向，所述从动轴(8)靠近所述弧边(1c)方向，且主动轴(7)和从动轴(8)分布在夹角与弧边(1c)中心位置的连线上；

所述大抹光刀(14)和小抹光刀(15)的形状为长方形、三角形、月牙形或圆头长方形任意一种；

所述大抹光刀(14)和小抹光刀(15)的长度比2-3:1，大抹光刀(14)和小抹光刀(15)的厚度为0.4-2mm；

所述壳体(1)的外围四周设有等间隔分布的2-4个红外线传感器(28)；

所述MCU控制芯片(21)包括MCU主控模块(210)、数据采集模块(211)、前置数据处理模块(212)、wifi通信模块(213)和预警模块(214)，所述数据采集模块(211)将采集的信号传输至所述前置数据处理模块(212)进行初步处理后，再经过所述MCU主控模块(210)进行进一步分析处理得出结果，所述结果通过所述wifi通信模块(213)传输至所述遥控操作器(16)，当所述蓄电池(2)电量不足20％时或装置发生故障，所述预警模块(214)发出预警信号并通过wifi通信模块(213)传输至所述遥控操作器(16)；

所述遥控操作器(16)包括外壳(160)、显示屏(161)、方向操作杆(162)、菜单键组(163)、警示蜂鸣器(164)和微型无线收发器(165)，所述微型无线收发器(165)位于所述外壳(160)的顶部，微型无线收发器(165)上设有发射天线(23)，所述显示屏(161)位于外壳(160)的上部，所述方向操作杆(162)位于显示屏(161)的左下方，显示屏(161)可观看由360度摄像头(26)拍摄的图像，所述菜单键组(163)位于方向操作杆(162)的右侧，所述警示蜂鸣器(164)位于菜单键组(163)的右上方，警示蜂鸣器(164)与所述预警模块(214)相关联。