CN108035516A - 一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，包括悬挂装置架体、喷涂机本体和电动控制箱，所述喷涂机本体的两端通过牵引钢丝绳与悬挂装置架体相连接，所述悬挂装置架体的上表面焊接有三角支撑架，所述三角支撑架的正面固定安装有支撑立柱，所述支撑立柱的左侧面上还设置有组合齿轮，所述组合齿轮的外表面缠绕有牵引钢丝绳，所述悬挂装置架体的下表面还设置有移动轮，所述支撑立柱的上端还固定安装有太阳能电池板，采用太阳能供电方式，给喷涂装置以及驱动装置供电，使其正常运作，并且将利用多自由度机械臂实现协调工作，不会出现冲突和机械障碍，能够可靠、有效的完成喷涂作业。

Description

一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机

技术领域

本发明涉及多自由度喷涂机技术领域，具体为一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机。

背景技术

如今随着都市的现代化发展建设，各种样式的高楼拔地而起，从而使城市面貌整顿工作越来越重要，而建筑物的外表面形象成为了城市面貌整顿的重点工作之一。高层建筑的外墙粉刷是一项劳动强度高且危险的工作，目前国内外使用的方法还是靠吊篮或升降平台搭载粉刷工人进行墙面的人工刷涂，但是，人工作业不仅效率低下，而且具有相当高的危险性，不仅需要工人在高温、严寒、有毒的危险恶劣的环境中完成复杂的高空作业，同时，强气流使工作平台及工人都难以保持平衡，这样的工作环境致使时常发生一些伤亡事故，这对工人的健康和生命安全都造成了巨大的威胁。

近几年，国内外许多科研机构都展开了开发高空作业机器人的工作，有一些高空作业喷涂机器人投入了使用当中。但由于简单的喷涂机构不能满足外墙粉刷的工艺要求，而机器人又存在负载力等问题，致使国内外的外墙粉刷工作还多是以人工作业的方式进行，高空粉刷设备没有得到很好地推广应用。

随着科学技术的快速发展以及日益增长的社会需求，各领域对壁面工作机器人的需求与渴望也日益增加，例如：

1)核能领域：废液罐等设备的日常维护及检查，核事故中的环境监测，应急设备的安装等。

2)石化领域：金属质地罐体内外壁表面的除锈、喷涂作业，以及日常的维修和查看。

3)建筑领域：对建筑外墙的检查、修补，高空专用设备的安装以及玻璃幕墙的清洗、护理等。

4)消防领域：用于高层火情、建筑情况及被困人员的侦查监测，救援时小型急救设备、应急救援物资的运送等。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，采用太阳能供电方式，给喷涂装置以及驱动装置供电，使其正常运作，并且利用多自由度机械臂实现协调工作，不会出现冲突和机械障碍，能够可靠、有效的完成喷涂作业，同时利用利用悬挂装置结合吸附装置使得整个喷涂机整体处于安全状态，使得喷涂机在工作状态时，可在建筑表面进行平稳有效的移动，同时轨迹平滑，均匀、牢固。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，包括悬挂装置架体和喷涂机本体，所述喷涂机本体的两端通过牵引钢丝绳与悬挂装置架体相连接，在悬挂装置架体上安装有配重块和三角支撑架，在三角支撑架内设置有电动控制箱和支撑立柱，支撑立柱的底端固定安装在悬挂装置架体上，在支撑立柱上设置有组合齿轮，在组合齿轮的外表面缠绕有牵引钢丝绳，所述悬挂装置架体包括架体前支撑梁和架体后支撑梁，架体前支撑梁和架体后支撑梁之间轴向连接有支柱连接件，支柱连接件的内部贯穿连接支撑立柱，支撑立柱的顶端设置有牵引钢丝绳通孔，架体后支撑梁的左端设置有轴向绕线轴，轴向绕线轴输出牵引钢丝绳并穿过牵引钢丝绳通孔与架体前支撑梁的右端相连接，在架体后支撑梁上固定安装有提升机。

进一步的，喷涂机本体包括喷涂机架体，在喷涂机架体上通过限位块安装有喷涂装置，在喷涂机架体的两端固定安装有悬吊滑轮，在悬吊滑轮上设置有绕线卡槽，在喷涂机架体内还安装有驱动器。

所述喷涂装置包括喷刷架架体和喷涂爪，喷刷架架体采用多分枝结构，在喷刷架架体的底端通过定位销与喷涂机本体相连接，喷刷架架体的顶端固定有喷涂导料框，在喷涂导料框内设置有多个隔板，且每个隔板之间通过调节导杆相连接，所述喷涂爪固定夹持在调节导杆上。

进一步的，在悬挂装置架体的下表面还设置有移动轮，在支撑立柱的上端安装有太阳能电池板。太阳能电池板的输出端通过逆变器与降压变换器连接，所述降压变换器的输出端分别连接有负载和双向升降压变换器。

上述具有多自由度的建筑外墙喷涂机，在喷涂机本体上还固定安装有吸附装置，所述吸附装置包括驱动电机和电机固定架，驱动电机的轴向端穿过电机固定架与设置在电机固定架上表面的连接器固定连接，所述连接器的轴向连接有风扇叶片。

进一步的，上述具有多自由度的建筑外墙喷涂机，所述架体前支撑梁的右端还安装有调节架，所述调节架的内部采用中空L型结构设计，调节架的右侧面安装有调节块；提升机的右端与支撑立柱相连接。

上述具有多自由度的建筑外墙喷涂机，所述喷枪爪包括喷涂爪本体，喷涂爪本体正面设置有椭圆形夹持孔，椭圆形夹持孔的端部设置有开口并在其开口处设置有带反丝螺纹的通孔，在喷涂爪本体上设置有上夹紧块和下夹紧块，在上夹紧块和下夹紧块上均铺设有夹紧材料，所述夹紧材料的内壁上设置有调节导杆通孔，在上夹紧块上还设置有拧紧旋钮。

优选的，上述具有多自由度的建筑外墙喷涂机，在喷涂机架体上安装有机械臂旋转装置，在机械臂旋转装置的轴向端连接有多自由度机械臂，所述机械臂旋转装置包括主架体，在主架体上安装有减速器，在减速器的驱动轴上连接有主电机，所述减速器的轴向端与齿轮轴相连接，所述齿轮轴滑动连接有传动齿轮，在传动齿轮的下表面设置有齿轮定位套筒。

进一步的，上述具有多自由度的建筑外墙喷涂机，齿轮定位套筒通过调节螺钉与齿轮轴固定连接，所述齿轮轴的下端设置有轴支架，所述齿轮轴的下端穿过轴支架的内壁与设置在轴支架内部的滑动轴承相连接，所述轴支架的两端均通过螺栓与主架体固定连接。

上述具有多自由度的建筑外墙喷涂机，所述传动齿轮和齿轮轴的数量均为两个，且两个传动齿轮和齿轮轴对称分布在主架体内的两侧，左端的齿轮轴的轴向端还连接有旋转主体，旋转主体的四周通过平面轴承与主架体内壁相连接，旋转主体的轴向端轴向连接有转动轴，所述转动轴的顶端设置有连接轴承座，连接轴承座的两端均设置有轴承挡片。

上述具有多自由度的建筑外墙喷涂机，所述多自由度机械臂包括旋转电机和末端执行器，所述旋转电机的输出端通过减速器连接有滚子轴承，滚子轴承的外表面设置有肩部端盖，所述肩部端盖的垂直端焊接有机械大臂，所述机械大臂的下端通过联轴器与关节端盖相连接，关节端盖的下端轴向连接有机械小臂，机械小臂的内壁与关节端盖之间还设置有调整垫，所述机械小臂的末端安装有驱动电机，所述驱动电机的驱动端与末端执行器相连接。

优选的，上述具有多自由度的建筑外墙喷涂机，所述末端执行器的内部设置有蜗轮轴，蜗轮轴的垂直端轴向连接有蜗杆轴，所述蜗杆轴的两端均通过转轴与末端执行器内壁相连接。

上述具有多自由度的建筑外墙喷涂机，其特征在于，所述末端执行器采用斜楔杠杆结构，末端执行器的下端固定安装有斜楔驱动块，斜楔驱动块安装在镂空外壳内，所述斜楔驱动块的下端通过滚珠丝杠螺母与滚子连接，所述滚子的下端滑动连接有铰销轴，所述铰销轴的内壁上安装有组合拉簧，所述铰销轴的下端设置有手指轴。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，采用太阳能供电方式，给喷涂装置以及驱动装置供电，使其正常运作，并且利用多自由度机械臂实现协调工作，不会出现冲突和机械障碍，能够可靠、有效的完成喷涂作业，同时利用利用悬挂装置结合吸附装置使得整个喷涂机整体处于安全状态，使得喷涂机在工作状态时，可在建筑表面进行平稳有效的移动，同时轨迹平滑，均匀、牢固。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明悬挂装置架体结构示意图；

图3为本发明吸附装置的结构示意图；

图4为本发明喷涂装置的结构示意图；

图5为本发明喷枪爪的结构示意图；

图6为本发明机械臂旋转装置结构框图；

图7为本发明多自由度机械臂结构示意图；

图8为本发明末端执行器结构示意图；

图9为本发明电能处理装置模块图。

图中标号为：

1-悬挂装置架体；2-电动控制箱；3-喷涂机本体；4-吸附装置；5-机械臂旋转装置；6-多自由度机械臂。

100-配重块；101-三角支撑架；102-组合齿轮；103-太阳能电池板；104-电能处理装置；105-支撑立柱；106-移动轮；107-轴向绕线轴；108-架体后支撑梁；109-架体前支撑梁；110-调节架；111-调节块；112-牵引钢丝绳通孔；113-牵引钢丝绳；114-降压变换器；115-双向升降压变换器；116-支柱连接件；117-驱动电路；118-检测电路；119-PC机；120-负载；121-数字信号处理器；122-逆变器；

300-喷涂机架体；301-拧紧旋钮；302-上夹紧块；303-限位块；304-喷涂装置；305-喷涂爪；306-悬吊滑轮；307-绕线卡槽；308-蓄电池组；309-驱动器；310-提升机；311-喷刷架架体；312-定位销；313-调节导杆；314-隔板；315-喷涂导料框；316-喷涂爪本体；317-椭圆形夹持孔；318-通孔；319-夹紧材料；320-下夹紧块；321-调节导杆通孔；

400-电机固定架；401-驱动电机；402-风扇叶片；403-连接器；

500-主电机；501-减速器；502-齿轮轴；503-传动齿轮；505-齿轮定位套筒；506-螺栓；507-轴支架；508-滑动轴承；509-旋转主体；510-平面轴承；511-转动轴；512-连接轴承座；513-轴承挡片；514-主架体；

600-旋转电机；601-末端执行器；602-机械大臂；603-关节端盖；604-机械小臂；605-肩部端盖；606-滚子轴承；607-联轴器；608-手指轴；609-调整垫；610-驱动电机；612-蜗杆轴；613-转轴；614-斜楔驱动块；615-镂空外壳；616-滚子；617-滚珠丝杠螺母；618-铰销轴；619-组合拉簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1至图9所示，一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，包括悬挂装置架体1、喷涂机本体3、吸附装置4和多自由度机械臂6，喷涂机本体3包括喷涂机架体300、机械臂旋转装置5、驱动器309和提升机310，所述喷涂机本体3的两端通过牵引钢丝绳113与悬挂装置架体1相连接，所述悬挂装置架体1的上表面还固定安装有配重块100，且在悬挂装置架体1的上表面焊接有三角支撑架101，所述三角支撑架101的内表面还固定安装有电动控制箱2，所述三角支撑架101的正面固定安装有支撑立柱105，所述支撑立柱105的底端固定安装在悬挂装置架体1的上表面，所述支撑立柱105的左侧面上还设置有组合齿轮102，所述组合齿轮102的外表面缠绕有牵引钢丝绳113，所述悬挂装置架体1的下表面还设置有移动轮106。

作为附加方式，为利用绿色太阳能，本实施方式在所述支撑立柱105的上端还固定安装有太阳能电池板103，并设置有对应的蓄电池组308，可通过太阳能电池板103为蓄电池组308充电。

所述喷涂机本体3在粉刷工作中从上而下进行粉刷作业，喷涂机沿壁面的上下移动通过安装在建筑物顶部的悬挂装置架体1的牵引钢丝绳113实现，所述吸附装置4提供额外的吸附力，以保证喷涂机能吸附于建筑表面。一次粉刷完毕后，喷涂机由悬挂装置架体1内部安装的提升机310提升回建筑物顶部，然后水平移动悬吊装置，使其到达下次喷刷的位置，进行接下来的喷涂作业，以此类推。喷涂机本体3开始自上而下移动时，前部和两侧的粉刷装置同时工作，当喷涂机行进到特殊而复杂的建筑外墙结构时，通过控制电动控制箱2，暂停前部喷涂装置和悬吊装置的工作，并控制喷涂机本体3两侧的多自由度机械臂6对待喷涂的特殊建筑结构进行安全快速有效的粉刷作业，完成喷涂作业后，调整喷涂机械臂至喷涂起始位置，开启前部粉刷装置及悬吊装置进行后续的粉刷作业。

喷涂机沿壁面的上下移动通过安装在建筑物顶部的悬挂装置架体1的牵引钢丝绳113实现，喷涂机的水平移动通过移动悬挂装置架体1的水平位置实现，悬挂装置架体1还可提供喷涂机沿垂直墙面方向的小幅运动。喷涂机本体3对墙面的贴附由悬挂装置架体1和吸附装置4共同完成。

如图2所示，所述悬挂装置架体1包括架体前支撑梁109和架体后支撑梁108，所述架体前支撑梁109和架体后支撑梁108之间轴向连接有支柱连接件116，所述支柱连接件116的内部贯穿连接有支撑立柱105，所述支撑立柱105与架体前支撑梁109和架体后支撑梁108之间呈垂直结构设计，所述支撑立柱105的顶端设置有牵引钢丝绳通孔112，所述架体后支撑梁108的左端设置有轴向绕线轴107，所述轴向绕线轴107输出牵引钢丝绳穿过牵引钢丝绳通孔112与架体前支撑梁109的右端相连接，所述架体前支撑梁109的右端还固定安装有调节架110，所述调节架110的内部采用中空L型结构设计，所述调节架110的右侧面还固定安装有调节块111，所述架体后支撑梁108的下表面还固定安装有提升机310，所述提升机310的右端与支撑立柱105相连接。

所述喷涂机本体3的垂直移动通过悬挂装置架体1内部的提升机对钢丝绳的牵引实现，喷涂机的水平移动由悬吊装置提供，而悬吊装置通过安装在架体底部的移动轮106进行水平移动，架体前部设计有调节架110装置，针对不同建筑的顶层外檐可以进行调节，为了使喷涂机本体3能贴附被喷涂表面，可以对调节架110装置右端的调节块111进行调节，所述电动控制箱2用来控制悬吊装置的提升系统。

喷涂机架体300的内表面固定安装机械臂旋转装置5，所述机械臂旋转装置5的轴向端与多自由度机械臂6相连接，所述喷涂机架体300的上表面还通过限位块303固定安装有喷涂装置304，所述喷涂机架体300的两端还固定安装有悬吊滑轮306，所述悬吊滑轮306的正面设置有绕线卡槽307，所述喷涂机架体300的内表面还固定安装有驱动器309，所述驱动器309的供电端与蓄电池组308相连接，所述蓄电池组308固定安装在喷涂机架体300的内部。

如图3所示，所述喷涂机本体3的正面上还固定安装有吸附装置4，所述吸附装置4包括驱动电机401和电机固定架400，所述电机固定架400固定安装在喷涂机架体3的表面上，所述电机固定架400的内部固定安装有驱动电机401，所述驱动电机401的轴向端穿过电机固定架400的表面与设置在电机固定架400上表面的连接器403固定连接，所述连接器403的轴向连接有风扇叶片402。

当喷涂机本体3在规则的垂直墙面工作时，在悬吊装置架体1的牵引下，多自由度机械臂6调整好位姿同前粉刷装置一起开始工作完成粉刷作业，这样既增大了粉刷面积又提高了粉刷效率。当喷涂机本体运行到不规则及特殊建筑结构时，悬吊装置和前粉刷装置停止工作，操控电机401驱动机械臂旋转装置5带动多自由度机械臂6旋转，当多自由度机械臂6末端喷涂机构调整至工作位置后，对特殊建筑结构进行喷涂作业，完成喷涂作业后，调整多自由度机械臂6至开始位置，运行悬吊装置和前粉刷装置，继续进行下面的粉刷工作。

如图4所示，所述喷涂装置304包括喷刷架架体311和喷涂爪305，所述喷刷架架体311采用多分枝结构设计，在喷刷架架体311的底端通过定位销312与喷涂机本体3相连接，所述喷刷架架体311的顶端焊接有喷涂导料框315，所述喷涂导料框315的内表面设置有多个隔板314，且每个隔板314之间通过调节导杆313相连接，所述喷涂爪305固定夹持在调节导杆313的上表面，所述喷涂装置304通过调节导杆313上的喷枪爪305的相对位置来满足喷涂的技术要求，喷涂装置304采用通过刷子的往复运动的动作实现粉刷工作。

如图5所示，喷枪爪305包括喷涂爪本体316，所述喷涂爪本体316正面设置有椭圆形夹持孔317，所述椭圆形夹持孔317的左端设置有开口结构，所述椭圆形夹持孔317的开口结构上焊接有带有反丝螺纹的通孔318，所述喷涂爪本体316上设置有上夹紧块302和下夹紧块320，所述上夹紧块302和下夹紧块320上均铺设有夹紧材料319，所述夹紧材料319的内壁上设置有调节导杆通孔321，在上夹紧块302上还轴向螺纹连接有拧紧旋钮301，在调节导杆313上调节好喷枪爪305的相对位置后，通过转动拧紧旋钮301带动下夹紧块320与上夹紧块302夹紧调节导杆313，防止其在工作过程中窜动，以满足工作要求。

如图6所示，所述机械臂旋转装置5包括主架体514，所述主架体514的内部填充有防静电材料，所述主架体514的上表面固定安装有减速器501，所述减速器501的驱动轴与主电机500相连接，所述机械臂旋转装置5由固定在喷涂机主架体514上的主电机500通过减速器带动齿轮轴502及传动齿轮503转动，选用齿轮传动主要是为了降低喷涂机整体高度，从而降低喷涂机的重心，使其工作更加平稳可靠。所述减速器501的轴向端与齿轮轴502相连接，所述齿轮轴502的外表面滑动连接有传动齿轮503，所述传动齿轮503的下表面设置有齿轮定位套筒505，所述齿轮定位套筒505通过调节螺钉504与齿轮轴502固定连接，所述齿轮轴502的下端设置有轴支架507，所述齿轮轴502的下端穿过轴支架507的内壁与设置在轴支架507内部的滑动轴承508相连接，所述轴支架507的两端均通过螺栓506与主架体514固定连接，所述传动齿轮503和齿轮轴502的数量为两个，且两个传动齿轮503和齿轮轴502对称分布在主架体514内的左右两侧，所述左端的齿轮轴502的轴向端还连接有旋转主体509，所述旋转主体509的四周通过平面轴承510与主架体514内壁相连接，所述旋转主体509的轴向端轴向连接有转动轴511，所述转动轴511的顶端设置有连接轴承座512，所述连接轴承座512的两端均设置有轴承挡片513，所述多自由度机械臂6安装固定在机械臂旋转装置5右部，多自由度机械臂6肩关节电机固定于旋转主体上部的台肩处。机械臂旋转装置5可进行360°旋转，实际工作中可以完全满足机械臂的工作需要，通过改变电机的正反转可以改变机械臂的旋转方向。

所述机械臂旋转装置5为了保证喷涂机安全有效的完成粉刷作业，选用了电机减速器，通过齿轮传动系统带动机械臂旋转主体转动，从而完成机械臂整体旋转的动作。这样既使得喷涂机结构更加紧凑合理，同时降低了喷涂机整体的重心，使其工作时更加平稳可靠。

如图7所示，所述多自由度机械臂6包括旋转电机600和末端执行器601，所述旋转电机600的输出端通过减速器与滚子轴承606相连接，所述滚子轴承606的外表面设置有肩部端盖605，所述肩部端盖605的垂直端焊接有机械大臂602，所述机械大臂602的下端通过联轴器607与关节端盖603相连接，所述关节端盖603的下端轴向连接有机械小臂604，所述机械小臂604的内壁与关节端盖603之间还设置有调整垫609，所述机械小臂604的末端固定安装有驱动电机610，所述驱动电机610的驱动端与末端执行器601相连接，所述末端执行器601的内部设置有蜗轮轴611，所述蜗轮轴611的垂直端轴向连接有蜗杆轴612，所述蜗杆轴612的两端均通过转轴613与末端执行器601内壁相连接，所述肩部端盖605关节直接通过主电机与减速器直连，由力矩电机直接带动机械大臂602的旋转。同时机械臂肘部及腕部关节由内置蜗轮蜗杆结构带动旋转。例如肘关节通过驱动电机610驱动蜗杆轴612带动蜗轮轴611转动，因蜗轮轴611与机械小臂604固定连接，所以带动机械小臂604转动，稳定了机械臂重心，缩减空间体积。

如图8所示，所述末端执行器601采用斜楔杠杆结构设计，所述末端执行器601的下端固定安装有斜楔驱动块614，所述斜楔驱动块614固定安装在镂空外壳615内部，所述斜楔驱动块614的下表面通过滚珠丝杠螺母617与滚子616相连接，所述滚子616的下端滑动连接有铰销轴618，所述铰销轴618的内壁上固定安装有组合拉簧619，所述铰销轴618的下端固定安装有手指轴620，所述末端执行器601采用斜楔杠杆结构设计，当斜楔向下运动时带动杠杆在水平方向产生相对运动，并通过杠杆使手抓闭合，斜楔向上运动时，通过组合拉簧619恢复力使手抓张开，杠杆与斜楔之间安装滚子616，以实现高副低代减小摩擦，提高效率，为精确控制抓取力，斜楔驱动块614的上下运动通过丝杠螺母实现，铰销轴618由驱动电机610驱动，具有响应速度快、运动的精度高和运动灵活的优点。

如图9所示，本申请在太阳能电池板103之后还设置有电能处理装置104，所述电能处理装置104包括数字信号处理器121和降压变换器114，所述电能处理装置104接收太阳能电池板103的太阳能能量，所述太阳能电池板103在光照恒定的情况下会产生一个恒流源，它的作用主要由两部分：其中一部分是用来抵消内部P-N结的固有结电流，另一部分用来电能处理装置104内部供电，所述太阳能电池板103输出端电流为直流电，所述太阳能电池板103的输出端通过逆变器122与降压变换器114相连接，通过逆变器122实现交直流的转换，所述降压变换器114的输出端分别连接有负载120和双向升降压变换器115，所述双向升降压变换器115的输出端与蓄电池组308相连接，所述太阳能电池板103的输出端还通过电荷连接线路与检测电路118相连接，所述检测电路118的输出端与数字信号处理器121相连接，所述数字信号处理器121的输出端通过驱动电路117分别与降压变换器114和双向升降压变换器115相连接，所述数字信号处理器121的信号端端还通过拓展接口与PC机119和电动控制箱2相连接，所述电能处理装置104运行原理如下：

(1)当日照较强，太阳能电池板103输出功率大于负载功率时，太阳能电池板103输出的电能经降压变换器114给负载120供电，多余的电能通过双向升降压变换器115传输给蓄电池组308将能量储存起来；

(2)当日照较弱，太阳能电池板103输出功率小于负载功率时，由太阳能电池板103和蓄电池组308共同给负载供电，太阳能电池板103输出的电能经降压变换器114给负载120供电，不足的电能由蓄电池组308通过双向升降压变换器115给负载120供电。当无日照，太阳能电池板103输出功率为零时，由蓄电池组308单独给负载120供电；

(3)当有日照，太阳能电池板103输出功率大于零且负载断开时，太阳能电池板103输出的电能经降压变换器和双向升降压变换器115后给蓄电池组308充电以将能量储存起来。

另外，如果蓄电池组308放电至低于过放电压，或者蓄电池组308充电至超过过充电压时，双向升降压变换器115将被强行控制关断，以保护蓄电池组308不被损坏，延长蓄电池的使用寿命。

该独立电能处理装置104所有控制功能的实现均由控制电路完成，控制电路采用TMS32系列的数字信号处理器121，由数字信号处理器121采样所需要的电流电压信号并对信号进行处理，输出波控制主电路功率开关管的通断。

本发明采用太阳能供电方式，给喷涂装置以及驱动装置供电，使其正常运作，并且利用多自由度机械臂实现协调工作，不会出现冲突和机械障碍，能够可靠、有效的完成喷涂作业，同时利用利用悬挂装置结合吸附装置使得整个喷涂机整体处于安全状态，使得喷涂机在工作状态时，可在建筑表面进行平稳有效的移动，同时轨迹平滑，均匀、牢固，选用了电机减速器通过齿轮传动系统带动机械臂旋转主体转动，从而完成机械臂整体旋转的动作。这样既使得喷涂机结构更加紧凑合理，同时降低了喷涂机整体的重心，使其工作时更加平稳可靠。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，包括悬挂装置架体(1)和喷涂机本体(3)，所述喷涂机本体(3)的两端通过牵引钢丝绳(113)与悬挂装置架体(1)相连接，在悬挂装置架体(1)上安装有配重块(100)和三角支撑架(101)，在三角支撑架(101)内设置有电动控制箱(2)和支撑立柱(105)，支撑立柱(105)的底端固定安装在悬挂装置架体(1)上，在支撑立柱(105)上设置有组合齿轮(102)，在组合齿轮(102)的外表面缠绕有牵引钢丝绳(113)，喷涂机本体(3)包括喷涂机架体(300)，在喷涂机架体(300)上通过限位块(303)安装有喷涂装置(304)，在喷涂机架体(300)的两端固定安装有悬吊滑轮(306)，在悬吊滑轮(306)上设置有绕线卡槽(307)，在喷涂机架体(300)内还安装有驱动器(309)；其特征在于：悬挂装置架体(1)包括架体前支撑梁(109)和架体后支撑梁(108)，架体前支撑梁(109)和架体后支撑梁(108)之间轴向连接有支柱连接件(116)，支柱连接件(116)的内部贯穿连接支撑立柱(105)，支撑立柱(105)的顶端设置有牵引钢丝绳通孔(112)，架体后支撑梁(108)的左端设置有轴向绕线轴(107)，轴向绕线轴(107)输出牵引钢丝绳并穿过牵引钢丝绳通孔(112)与架体前支撑梁(109)的右端相连接，在架体后支撑梁(108)上固定安装有提升机(310)；

在喷涂机架体(300)上安装有机械臂旋转装置(5)，在机械臂旋转装置(5)的轴向端连接有多自由度机械臂(6)，所述机械臂旋转装置(5)包括主架体(514)，在主架体(514)上安装有减速器(501)，在减速器(501)的驱动轴上连接有主电机(500)，所述减速器(501)的轴向端与齿轮轴(502)相连接，所述齿轮轴(502)滑动连接有传动齿轮(503)，在传动齿轮(503)的下表面设置有齿轮定位套筒(505)。

2.根据权利要求1所述的一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，其特征在于：齿轮定位套筒(505)通过调节螺钉(504)与齿轮轴(502)固定连接，所述齿轮轴(502)的下端设置有轴支架(507)，所述齿轮轴(502)的下端穿过轴支架(507)的内壁与设置在轴支架(507)内部的滑动轴承(508)相连接，所述轴支架(507)的两端均通过螺栓(506)与主架体(514)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，其特征在于，所述传动齿轮(503)和齿轮轴(502)的数量均为两个，且两个传动齿轮(503)和齿轮轴(502)对称分布在主架体(514)内的两侧，左端的齿轮轴(502)的轴向端还连接有旋转主体(509)，旋转主体(509)的四周通过平面轴承(510)与主架体(514)内壁相连接，旋转主体(509)的轴向端轴向连接有转动轴(511)，所述转动轴(511)的顶端设置有连接轴承座(512)，连接轴承座(512)的两端均设置有轴承挡片(513)。

4.根据权利要求1所述的一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，其特征在于，所述多自由度机械臂(6)包括旋转电机(600)和末端执行器(601)，所述旋转电机(600)的输出端通过减速器连接有滚子轴承(606)，滚子轴承(606)的外表面设置有肩部端盖(605)，所述肩部端盖(605)的垂直端焊接有机械大臂(602)，所述机械大臂(602)的下端通过联轴器(607)与关节端盖(603)相连接，关节端盖(603)的下端轴向连接有机械小臂(604)，机械小臂(604)的内壁与关节端盖(603)之间还设置有调整垫(609)，所述机械小臂(604)的末端安装有驱动电机(610)，所述驱动电机(610)的驱动端与末端执行器(601)相连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，其特征在于，所述末端执行器(601)的内部设置有蜗轮轴(611)，蜗轮轴(611)的垂直端轴向连接有蜗杆轴(612)，所述蜗杆轴(612)的两端均通过转轴(613)与末端执行器(601)内壁相连接。

6.根据权利要求4所述的一种具有多自由度的建筑外墙喷涂机，其特征在于，所述末端执行器(601)采用斜楔杠杆结构，末端执行器(601)的下端固定安装有斜楔驱动块(614)，斜楔驱动块(614)安装在镂空外壳(615)内，所述斜楔驱动块(614)的下端通过滚珠丝杠螺母(617)与滚子(616)连接，所述滚子(616)的下端滑动连接有铰销轴(618)，所述铰销轴(618)的内壁上安装有组合拉簧(619)，所述铰销轴(618)的下端设置有手指轴(620)。