CN108412160B - 一种可实现建筑墙面抹灰的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可实现建筑墙面抹灰的机器人，它包括基座（1），其特征在于：在基座（1）上设有旋转盘（3），在旋转盘（3）上设有激光测距装置、机械臂装置以及控制模块，在机械臂装置一端设有抹灰刀（8），在施工墙面上还设有至少两个与激光测距装置对应配合的识别器（10）。本发明具有结构简单、使用方便、工作效率高、自动化程度高，有效的减轻了劳动强度等优点。

Description

一种可实现建筑墙面抹灰的机器人

技术领域：

本发明涉及建筑机械领域，具体地说就是一种可实现建筑墙面抹灰的机器人。

背景技术：

在建筑施工上目前抹灰这项工作主要还是手工劳动，劳动强度大，效率低，质量把控难，劳动者技能水平起决定因素，随着劳动力成本的不上升建筑成本也水涨船高，不利于行业发展。虽然行业中也出现了一些建筑用抹灰机械，但大多存在安装复杂、体积大、重量重、工作前准备时间长、拆卸搬运困难、操作人员与维护人员较多等缺点。

发明内容：

本发明就是为了克服现有技术中的不足，提供一种可实现建筑墙面抹灰的机器人。

本发明提供以下技术方案：

一种可实现建筑墙面抹灰的机器人，它包括基座，其特征在于：在基座上设有旋转盘，在旋转盘上设有激光测距装置、机械臂装置以及控制模块，在旋转盘上设有支架，在支架上设有悬锤,在悬锤下端设有激光发生器，在激光发生器的射线发出端下方的旋转盘上设有光敏矩阵板, 在基座下方均布有一组支撑脚，在基座上均布有一组与支撑脚相对应的电机，在每个支撑脚上均设有螺杆，螺杆的上端穿过基座后与对应电机输出轴连接配合；所述的激光测距装置包括，在支架上设有激光测距器，在施工墙面上设置至少两个与激光测距器对应配合的激光识别器；在所述机械臂装置上设有抹灰刀，所述的光敏矩阵板、电机、激光测距装置、机械臂装置与控制模块形成电信号连接配合。

在上述技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：

所述的机械臂装置包括设置在旋转盘的底座，在底座上铰接有大臂,在大臂上铰接有小臂，在小臂上铰接有悬臂,在悬臂上设有旋转座,在悬臂上设有与旋转座对应配合的第四伺服电机，在旋转座设有抹灰刀连接座，在抹灰刀连接座上设有抹灰刀，在抹灰刀连接座上还设有与抹灰刀对应配合的第五伺服电机。

在所述支架与激光测距器之间设有连接座，所述的连接座包括水平旋转座,在水平旋转座上设有连接架，在连接架上通过转轴连接有激光测距器。

所述的光敏矩阵板包括板体在板体上成矩阵状分布有一组光敏原件，所述的光敏矩阵板与控制模块形成电信号连接配合。

发明优点：

本发明具有结构简单、使用方便、自动化程度高，提高生产效率，提高抹灰质量，有效的减轻了劳动强度，降低了建筑成本，提高综合经济效益等优点。

附图说明：

图1是本发明结构示意图；

图2是图1中光敏矩阵板的结构示意图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明的抹灰刀在施工墙面上进行抹灰时移动轨迹示意图。

具体实施方式：

如图1-3所示，一种可实现建筑墙面抹灰的机器人，它包括三角形的基座1，在基座1的上表面上设有一个水平分布的上设有旋转盘3，以及与旋转盘3对应配合的伺服电机3a，所述的伺服电机3a控制旋转盘3转动，并与下文提到的控制模块形成电信号连接配合。

在旋转盘3上设有支架4，在支架4上设有图中未显示的控制模块。在支架4内空腔，在空腔内设有悬锤4a,在悬锤4a下端设有激光发生器，在激光发生器的射线发出端下方的空腔底面上设有光敏矩阵板4b。所述的光敏矩阵板4b包括板体，所述的板体为感光板，在板体上成矩阵状分布有一组相互并联的光敏原件4c。

在基座1的每个拐角的下方均设有一个支撑脚5，在每个支撑脚5上均设有一根竖直分布的螺杆5a，在基座1的每个拐角上分别设有一个电机6，所述的电机6为伺服电机。所述的每个螺杆5a上端穿过基座1后与对应的电机6的输出轴连接配合。通过电机带动螺杆旋转调整基座的高度。

在旋转盘3上还设有激光测距装置、机械臂装置以及控制模块，所述的激光测距装置包括，在支架4上设有激光测距器12，在施工墙面上设置至少两个与激光测距器12对应配额和激光识别器10。在所述支架4与激光测距器12之间还设有连接座13，所述的连接座13包括水平旋转座13a,在水平旋转座13a上设有连接架13b，在连接架13b上通过转轴连接有激光测距器12。所述的水平旋转座用于调节激光测距器在水平方向的左右角度，所述连接架上的转轴用于调节激光测距器上下方向的俯角与仰角。所述激光测距器12通过导线与控制模块形成电信号连接配合。

所述的机械臂装置包括在支架4一侧的旋转盘3上设有底座7，在底座7上铰接有大臂7a,在大臂7a一端铰接有小臂7b，在小臂7b一端铰接有悬臂7c。在底座7与大臂7a的铰接处设有第一伺服电机7h，在大臂7a与小臂7b的铰接处设有第二伺服电机7r，在小臂7b与悬臂7c的铰接处设有第三伺服电机7j。

在悬臂7c上设有旋转座7d,在悬臂7c上设有与旋转座7d对应配合的第四伺服电机7e，在旋转座7d设有抹灰刀连接座7f，在抹灰刀连接座7f上设有抹灰刀8，在抹灰刀连接座7f上还设有与抹灰刀8对应配合的第五伺服电机7g。所述第一、二、三、四、五伺服电机通过导线均与控制模块形成电信号连接配合。

伺服电机3a与旋转盘3对应配合提供第1自由度；第一伺服电机7h与大臂7a对应配合提供第2自由度；第二伺服电机7r与小臂7b对应配合提供第3自由度；第三伺服电机7j与悬臂7c对应配合提供第4自由度；第四伺服电机7e与旋转座7d对应配合提供第5自由度；第五伺服电机7g与抹灰刀连接座7f对应配合提供第6自由度，从而使得抹灰刀可以6个自由度进行调整。

工作过程：

第一步骤：先将机器人放置到适的位置（能够操作到施工墙面11），接通电源，按下电源开关，机器人处于待机状态，按下控制模块上的调整按钮。这时悬锤端部的激光发射器向下方的矩阵板发射激光（激光对准矩阵板中心即是垂直位置），控制模块根据激光在矩阵板上的落点与中心点的偏离度和方向，算出每个支撑脚上的螺杆需要调整的参数，而后控制对应的电机带动螺杆旋转调整，直至激光对准矩阵板的中心点，调整结束调整系统自动关闭。

第二步骤：如图1、3和4所示，首先在待施工墙面的11中部安装两个激光测距识别器，所述的两个激光测距识别器为左右设置，两者之间间隔有一定距离，两个激光测距识别器安装在同一高度，将两个激光测距识别器与墙面接触端调整至计划抹灰后的平面一致。

而后将激光测距识别器的高度a、两个激光测距识别器的间距b、施工起始点到激光测距识别器的距离c，施工起始点与激光测距识别器中心轴线的水平距离d，激光测距识别器到施工结束点的高度f，同一水平面上施工起始点到施工结束点之间的距离e, 并将上述a-e的参数输入控制模块中。

再调整激光测距器先对准左侧的激光测距识别器，按动控制模块上的按钮测量出激光测距器与左侧激光测距识别器之间的距离k、仰角g、水平面上的左右夹击角度i，并将这些参数输入控制模块中。

而后再将激光测距器对准右侧的激光测距识别器，按动控制模块上的按钮测量出激光测距器与右侧激光测距识别器之间的距离l、仰角h、水平面上的左右夹击角度j，并将这些参数输入控制模块中，而后将待施工墙面11上的两个激光测距识别器拆除。

第三步骤：用图中未显示的微型沙泵和沙浆喷枪组成的喷灰系统向施工墙面11进行喷涂沙浆作业。

第四步骤：按下工作按钮，控制模块通过事先输入的参数，再经过齐次变换矩阵运算得出抹灰刀行走轨迹（图中的虚线箭头）在笛卡尔坐标中的位置和姿态，而后控制模块控制机械臂装置带动抹灰刀进行墙面抹平工作。

Claims (1)

1.一种可实现建筑墙面抹灰的机器人，它包括基座（1），其特征在于： 在基座（1）上设有旋转盘（3），在旋转盘（3）上设有支架（4），在支架（4）上设有悬锤（4a）,在悬锤（4a）下端设有激光发生器，在激光发生器的射线发出端下方的旋转盘（3）上设有对应配合的光敏矩阵板（4b），所述的光敏矩阵板（4b）包括板体，在板体上成矩阵状分布有一组光敏原件（4c），在基座（1）下方均布有一组支撑脚（5），在基座（1）上均布有一组电机（6），在每个支撑脚（5）上均设有螺杆（5a），螺杆（5a）的上端穿过基座（1）后与对应电机（6）输出轴连接配合，在旋转盘（3）上还设有激光测距装置、机械臂装置以及控制模块；所述的激光测距装置包括，在支架（4）上设有激光测距器（12），在施工墙面上设置至少两个与激光测距器（12）对应配合的激光识别器（10）；在所述机械臂装置上设有抹灰刀（8），所述的光敏矩阵板（4b）、电机（6）、激光测距装置、机械臂装置与控制模块形成电信号连接配合；所述的机械臂装置包括设置在旋转盘（3）上的底座（7），在底座（7）上铰接有大臂（7a）,在大臂（7a）上铰接有小臂（7b），在小臂（7b）上铰接有悬臂（7c）,在悬臂（7c）上设有旋转座（7d）,在悬臂（7c）上设有与旋转座（7d）对应配合的第四伺服电机（7e），在旋转座（7d）设有抹灰刀连接座（7f）,在抹灰刀连接座（7f）上设有抹灰刀（8），在抹灰刀连接座（7f）上还设有与抹灰刀（8）对应配合的第五伺服电机（7g）；在所述支架（4）与激光测距器（12）之间设有连接座（13），所述的连接座（13）包括水平旋转座（13a）,在水平旋转座（13a）上设有连接架，在连接架上通过转轴连接有激光测距器（12）。