CN110053171A - 一种用于建筑墙壁开槽的水刀机器人及其开槽方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于建筑墙壁开槽的水刀机器人及其开槽方法,包括机体,以及设置在机体两侧用于驱动机体运动的动力轮,所述机体上铰接有第一支撑架,所述机体上设有第一电动推杆;所述第一支撑架上铰接有第二支撑架,所述第一支撑架上设有第二电动推杆;所述第二支撑架上铰接有第一安装板,所述第二支撑架上设有第三电动推杆;所述第一安装板上安装有第一电机,所述第一电机的输出轴上安装有矩形机壳;所述矩形机壳内在靠近左端位置处设有左开槽机构、在靠近右端位置处设有右开槽机构;所述矩形机壳内在左开槽机构和右开槽机构之间设有清理机构;该用于建筑墙壁开槽的水刀机器人不仅使用简单、安全,而且能够快速实现墙壁的开槽。

Description

一种用于建筑墙壁开槽的水刀机器人及其开槽方法
技术领域
本发明涉及建筑装修机械设备技术领域,具体是指一种用于建筑墙壁开槽的水刀机器人及其开槽方法。
背景技术
目前,在办公楼和家庭住宅装璜过程中,都需要进行的电路布线、水,煤气管路铺设、电视及通信线路布线,一般采用予埋管线方式进行,由于设计不合理或者予埋管变形堵塞,导致不能正常埋管、放线,需重新开槽。传统的墙面切槽要先割出线缝后再用电锤凿出线槽,这种方法操作复杂,效率低下,对墙体损坏较大。墙壁开槽机是一种用于在墙体上开槽的电动工具,其一次操作就能开出施工需要的线槽,不用再辅助其他工具操作。但是传统的墙壁开槽机存在以下不足之处:一是在墙壁开槽过程中很难将开槽机按规定的路线进行开槽,其开出的槽会出现一定的偏差;二是大部分的墙壁开槽机会产生很多灰尘;三需要人力手动操作效率低,耗费人力。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于建筑墙壁开槽的水刀机器人,其不仅使用简单、安全,而且能够快速实现墙壁的开槽。
本发明提供如下技术方案:一种用于建筑墙壁开槽的水刀机器人,包括机体,以及设置在机体两侧用于驱动机体运动的动力轮,所述机体上铰接有第一支撑架,所述机体上设有用于驱动第一支撑架绕其与机体的铰接轴转动的第一电动推杆;所述第一支撑架上在远离机体的一端铰接有第二支撑架,所述第一支撑架上设有用于驱动第二支撑架绕其与第一支撑架的铰接轴转动的第二电动推杆;所述第二支撑架上在远离第一支撑架的一端铰接有第一安装板,所述第二支撑架上设有用于驱动第一安装板绕其与第二支撑架的铰接轴转动的第三电动推杆;所述第一安装板上安装有第一电机,所述第一电机的输出轴上安装有一端设有开口的矩形机壳;所述矩形机壳内在靠近左端位置处设有左开槽机构、在靠近右端位置处设有右开槽机构;所述矩形机壳内在左开槽机构和右开槽机构之间设有清理机构;
所述左开槽机构包括左铣刀、左一电机、左移动板;所述矩形机壳内在靠近左端位置处设有左隔板,所述矩形机壳内在其左端和左隔板之间并排设有两个左滑杆,所述左移动板上设有滑动连接在所述左滑杆上的左滑套;所述矩形机壳内设有用于驱动左移动板沿左滑杆运动的左一电动推杆;所述左移动板在靠近矩形机壳开口端的侧面上沿垂直于左滑杆方向并排设有两个左滑轨,两个左滑轨之间通过左滑块滑动连接有左安装板;所述左安装板在靠近左移动板的侧面上设有与所述左滑轨平行的左齿条;所述左移动板上安装有左二电机,所述左二电机的输出轴上设有用于与所述左齿条啮合的左齿轮;所述左安装板的左端沿垂直于矩形机壳的开口方向设有左二电动推杆,所述左一电机安装在左二电动推杆的伸缩端,所述右铣刀安装在左一电机的输出轴上;
所述左开槽机构上设有水刀机构,所述水刀机构包括高压水刀喷头,所述左安装板的右端沿垂直于矩形机壳的开口方向设有左三电动推杆,所述高压水刀喷头安装在左三电动推杆的伸缩端。
进一步的技术方案中,所述右开槽机构包括右铣刀、右一电机、右移动板;所述矩形机壳内在靠近右端位置处设有右隔板,所述矩形机壳内在其右端和右隔板之间并排设有两个右滑杆,所述右移动板上设有滑动连接在所述右滑杆上的右滑套;所述矩形机壳内设有用于驱动右移动板沿右滑杆运动的右一电动推杆;所述右移动板在靠近矩形机壳开口端的侧面上沿垂直于右滑杆方向设有一个右滑轨,所述右滑轨上通过右滑块滑动连接有右安装板;所述右安装板在靠近右移动板的侧面上设有与所述右滑轨平行的右齿条;所述右移动板上安装有右二电机,所述右二电机的输出轴上设有用于与所述右齿条啮合的右齿轮;所述右安装板的右端沿垂直于矩形机壳的开口方向设有右二电动推杆,所述右一电机安装在右二电动推杆的伸缩端,所述右铣刀安装在右一电机的输出轴上。
进一步的技术方案中,所述清洁机构包括沿垂直于矩形机壳开口方向设置在矩形机壳内的四个清洁电动推杆,所述四个清洁电动推杆位于左隔板和右隔板之间且其伸缩端之间固定安装有升降板,所述升降板的左端设有两个共线的左夹紧电动推杆,两个左夹紧电动推杆的伸缩端相向设置且均安装有左夹片;所述升降板的左端设有两个共线的右夹紧电动推杆,两个右夹紧电动推杆的伸缩端相向设置且均安装有右夹片。
进一步的技术方案中,所述第一支撑架形状为等腰三角形。
进一步的技术方案中,所述第二支撑架形状为Y形。
一种用于建筑墙壁开槽的水刀机器人的开槽方法,包括以下步骤:
步骤一:控制水刀机器人将所述矩形机壳的开口端紧贴到墙壁上;
步骤二:控制左开槽机构和右开槽机构中的铣刀在墙面上开出两个相同深度和大小的准备槽;
步骤三:控制设置在左开槽机构上的水刀机构切割出连通槽,将两个准备槽连通;
步骤四:控制清理机构将连通槽和准备槽内的混凝土块清除。
进一步的技术方案中,所述步骤一中,首先水刀机器人开机,通过动力轮运动到墙体附近,接着控制第一电机带动矩形机壳旋转,进而控制开槽机构水平或竖直,然后通过第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆的配合将矩形机壳的开口端紧贴到墙壁上。
进一步的技术方案中,所述步骤二中,首先左一电机带动左铣刀转动,右一电机带动右铣刀转动,左二电动推杆和右二电动推杆同时伸出相同的长度,使铣刀插进墙体之中,进行铣槽;通过左一电动推杆控制左铣刀水平运动,通过右一电动推杆控制右铣刀水平运动;通过左二电机带动左齿轮转动,由左齿轮和左齿条的配合,进而控制左铣刀竖直方向的运动;通过右二电机带动右齿轮转动,由右齿轮和右齿条的配合,进而控制右铣刀竖直方向的运动;从而使左铣刀和右铣刀在墙面上开出两个相同深度和大小的准备槽。
进一步的技术方案中,所述步骤三中,首先通过控制右一电动推杆和左二电机使高压水刀喷头来到左开槽机构铣出的准备槽上方,接着左三电动推杆伸出,将高压水刀喷头送入到准备槽中,开启高压水刀喷头,切割墙面混凝土,通过控制右一电动推杆、左二电机、左三电动推杆切割出连通槽,将两个准备槽连通。
进一步的技术方案中,所述步骤四中,首先控制两个左夹紧电动推杆和两个右夹紧电动推杆的伸出长度,使两个左夹片之间的距离,以及两个右夹片之间的距离为开槽的宽度,接着控制四个清洁电动推杆伸出,使两个左夹片和两个右夹片插入槽内,然后控制两个左夹紧电动推杆伸出,使得两个左夹片夹紧混凝土块,同时控制两个右夹紧电动推杆伸出,使得两个右夹片夹紧混凝土块,最后控制四个清洁电动推杆收缩,将位于两个左夹片和两个右夹片之间的混凝土块取出。
有益效果
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
(1)比起人工操作效率更高,同时节省劳动力;
(2)开槽的宽度和方向都可调节;
(3)清洁方便,能大大减少灰尘污染。
附图说明
图1-4为实施例中用于建筑墙壁开槽的水刀机器人的装配结构示意图;
图5为实施例中矩形机壳及左开槽机构、右开槽机构的结构示意图;
图6为实施例中矩形机壳及开槽机构、清理结构的剖面结构示意图;
图7-8为实施例中左开槽机构和水刀机构的结构示意图;
图9-10为实施例中右开槽机构的结构示意图;
图11为实施例中开槽墙面的主视图;
图12为图11中A-A处的剖视图;
图13为实施例中用于建筑墙壁开槽的水刀机器人开竖直槽的结构示意图;
图14为实施例中用于建筑墙壁开槽的水刀机器人墙顶开槽的结构示意图;
图15为实施例中用于建筑墙壁开槽的水刀机器人地面开槽的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1-15所示,一种用于建筑墙壁开槽的水刀机器人,包括机体2,以及设置在机体2两侧用于驱动机体2运动的动力轮5,所述机体2上铰接有形状为等腰三角形的第一支撑架7,所述机体2上并排设有两个用于驱动第一支撑架7绕其与机体2的铰接轴转动的第一电动推杆6;所述第一支撑架7上在远离机体2的一端铰接有形状为Y形的第二支撑架10,所述第一支撑架7上设有用于驱动第二支撑架10绕其与第一支撑架7的铰接轴转动的第二电动推杆8;所述第二支撑架10上在远离第一支撑架7的一端铰接有第一安装板11,所述第二支撑架10上并排设有两个用于驱动第一安装板11绕其与第二支撑架10的铰接轴转动的第三电动推杆9;所述第一安装板11上安装有第一电机3,所述第一电机3的输出轴上安装有一端设有开口的矩形机壳1;所述矩形机壳1内在靠近左端位置处设有左开槽机构1a、在靠近右端位置处设有右开槽机构1b;所述矩形机壳1内在左开槽机构1a和右开槽机构1b之间设有清理机构1c。
所述左开槽机构1a包括左铣刀28a、左一电机25、左移动板21;所述矩形机壳1内在靠近左端位置处设有左隔板21a,所述矩形机壳1内在其左端和左隔板21a之间并排设有两个左滑杆13,所述左移动板21上设有滑动连接在所述左滑杆13上的左滑套22;所述矩形机壳1内设有用于驱动左移动板21沿左滑杆13运动的左一电动推杆40;所述左移动板21在靠近矩形机壳1开口端的侧面上沿垂直于左滑杆13方向并排设有两个左滑轨12,两个左滑轨12之间通过左滑块27滑动连接有左安装板29;所述左安装板29在靠近左移动板21的侧面上设有与所述左滑轨12平行的左齿条26;所述左移动板21上安装有左二电机23,所述左二电机23的输出轴上设有用于与所述左齿条26啮合的左齿轮20;所述左安装板29的左端沿垂直于矩形机壳1的开口方向设有左二电动推杆24,所述左一电机25安装在左二电动推杆24的伸缩端,所述右铣刀安装在左一电机25的输出轴上。
所述左开槽机构1a上设有水刀机构,所述水刀机构包括高压水刀喷头18,所述左安装板29的右端沿垂直于矩形机壳1的开口方向设有左三电动推杆19,所述高压水刀喷头18安装在左三电动推杆19的伸缩端。
所述右开槽机构1b包括右铣刀28b、右一电机33、右移动板31;所述矩形机壳1内在靠近右端位置处设有右隔板31a,所述矩形机壳1内在其右端和右隔板31a之间并排设有两个右滑杆14,所述右移动板31上设有滑动连接在所述右滑杆14上的右滑套34;所述矩形机壳1内设有用于驱动右移动板31沿右滑杆14运动的右一电动推杆41;所述右移动板31在靠近矩形机壳1开口端的侧面上沿垂直于右滑杆14方向设有一个右滑轨37,所述右滑轨37上通过右滑块39滑动连接有右安装板310;所述右安装板310在靠近右移动板31的侧面上设有与所述右滑轨37平行的右齿条38;所述右移动板31上安装有右二电机35,所述右二电机35的输出轴上设有用于与所述右齿条38啮合的右齿轮36;所述右安装板310的右端沿垂直于矩形机壳1的开口方向设有右二电动推杆32,所述右一电机33安装在右二电动推杆32的伸缩端,所述右铣刀28b安装在右一电机33的输出轴上。
所述清洁机构包括沿垂直于矩形机壳1开口方向设置在矩形机壳1内的四个清洁电动推杆15,所述四个清洁电动推杆15位于左隔板21a和右隔板31a之间且其伸缩端之间固定安装有升降板16,所述升降板16的左端设有两个共线的左夹紧电动推杆14a,两个左夹紧电动推杆14a的伸缩端相向设置且均安装有左夹片14c;所述升降板16的左端设有两个共线的右夹紧电动推杆14b,两个右夹紧电动推杆14b的伸缩端相向设置且均安装有右夹片14d。
一种用于建筑墙壁开槽的水刀机器人的开槽方法,包括以下步骤:
步骤一:首先水刀机器人开机,通过动力轮5运动到墙体附近,接着控制第一电机3带动矩形机壳1旋转,进而控制开槽机构水平或竖直,然后通过第一电动推杆6、第二电动推杆8、第三电动推杆9的配合将矩形机壳1的开口端紧贴到墙壁上。
步骤二:控制左一电机25带动左铣刀28a转动,右一电机33带动右铣刀28b转动,左二电动推杆24和右二电动推杆32同时伸出相同的长度,使铣刀插进墙体之中,进行铣槽;通过左一电动推杆40控制左铣刀28a水平运动,通过右一电动推杆41控制右铣刀28b水平运动;通过左二电机23带动左齿轮20转动,由左齿轮20和左齿条26的配合,进而控制左铣刀28a竖直方向的运动;通过右二电机35带动右齿轮36转动,由右齿轮36和右齿条38的配合,进而控制右铣刀28b竖直方向的运动;从而使左铣刀28a和右铣刀28b在墙面上开出两个相同深度和大小的准备槽。这里铣出准备槽15a,一是为了便于高压水刀喷头18射穿,二是为了便于高压水刀喷头18进入操作。
步骤三:通过控制右一电动推杆41和左二电机23使高压水刀喷头18来到左开槽机构1a铣出的准备槽上方,接着左三电动推杆19伸出,将高压水刀喷头18送入到准备槽中,开启高压水刀喷头18,切割墙面混凝土,通过控制右一电动推杆41、左二电机23、左三电动推杆19带动高压水刀喷头18进行运动切割出连通槽15b,将两个准备槽15a连通。本实施例中如图12所示,高压水刀喷头18的运动轨迹为C形。
步骤四:控制两个左夹紧电动推杆14a和两个右夹紧电动推杆14b的伸出长度,使两个左夹片14c之间的距离,以及两个右夹片14d之间的距离为开槽的宽度,接着控制四个清洁电动推杆15伸出,使两个左夹片14c和两个右夹片14d插入槽内,然后控制两个左夹紧电动推杆14a伸出,使得两个左夹片14c夹紧混凝土块,同时控制两个右夹紧电动推杆14b伸出,使得两个右夹片14d夹紧混凝土块,最后控制四个清洁电动推杆15收缩,将位于两个左夹片14c和两个右夹片14d之间的混凝土块取出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于建筑墙壁开槽的水刀机器人,包括机体,以及设置在机体两侧用于驱动机体运动的动力轮,其特征在于,所述机体上铰接有第一支撑架,所述机体上设有用于驱动第一支撑架绕其与机体的铰接轴转动的第一电动推杆;所述第一支撑架上在远离机体的一端铰接有第二支撑架,所述第一支撑架上设有用于驱动第二支撑架绕其与第一支撑架的铰接轴转动的第二电动推杆;所述第二支撑架上在远离第一支撑架的一端铰接有第一安装板,所述第二支撑架上设有用于驱动第一安装板绕其与第二支撑架的铰接轴转动的第三电动推杆;所述第一安装板上安装有第一电机,所述第一电机的输出轴上安装有一端设有开口的矩形机壳;所述矩形机壳内在靠近左端位置处设有左开槽机构、在靠近右端位置处设有右开槽机构;所述矩形机壳内在左开槽机构和右开槽机构之间设有清理机构;
所述左开槽机构包括左铣刀、左一电机、左移动板;所述矩形机壳内在靠近左端位置处设有左隔板,所述矩形机壳内在其左端和左隔板之间并排设有两个左滑杆,所述左移动板上设有滑动连接在所述左滑杆上的左滑套;所述矩形机壳内设有用于驱动左移动板沿左滑杆运动的左一电动推杆;所述左移动板在靠近矩形机壳开口端的侧面上沿垂直于左滑杆方向并排设有两个左滑轨,两个左滑轨之间通过左滑块滑动连接有左安装板;所述左安装板在靠近左移动板的侧面上设有与所述左滑轨平行的左齿条;所述左移动板上安装有左二电机,所述左二电机的输出轴上设有用于与所述左齿条啮合的左齿轮;所述左安装板的左端沿垂直于矩形机壳的开口方向设有左二电动推杆,所述左一电机安装在左二电动推杆的伸缩端,所述右铣刀安装在左一电机的输出轴上;
所述左开槽机构上设有水刀机构,所述水刀机构包括高压水刀喷头,所述左安装板的右端沿垂直于矩形机壳的开口方向设有左三电动推杆,所述高压水刀喷头安装在左三电动推杆的伸缩端。
2.根据权利要求1所述的用于建筑墙壁开槽的水刀机器人,其特征在于,所述右开槽机构包括右铣刀、右一电机、右移动板;所述矩形机壳内在靠近右端位置处设有右隔板,所述矩形机壳内在其右端和右隔板之间并排设有两个右滑杆,所述右移动板上设有滑动连接在所述右滑杆上的右滑套;所述矩形机壳内设有用于驱动右移动板沿右滑杆运动的右一电动推杆;所述右移动板在靠近矩形机壳开口端的侧面上沿垂直于右滑杆方向设有一个右滑轨,所述右滑轨上通过右滑块滑动连接有右安装板;所述右安装板在靠近右移动板的侧面上设有与所述右滑轨平行的右齿条;所述右移动板上安装有右二电机,所述右二电机的输出轴上设有用于与所述右齿条啮合的右齿轮;所述右安装板的右端沿垂直于矩形机壳的开口方向设有右二电动推杆,所述右一电机安装在右二电动推杆的伸缩端,所述右铣刀安装在右一电机的输出轴上。
3.根据权利要求2所述的用于建筑墙壁开槽的水刀机器人,其特征在于,所述清洁机构包括沿垂直于矩形机壳开口方向设置在矩形机壳内的四个清洁电动推杆,所述四个清洁电动推杆位于左隔板和右隔板之间且其伸缩端之间固定安装有升降板,所述升降板的左端设有两个共线的左夹紧电动推杆,两个左夹紧电动推杆的伸缩端相向设置且均安装有左夹片;所述升降板的左端设有两个共线的右夹紧电动推杆,两个右夹紧电动推杆的伸缩端相向设置且均安装有右夹片。
4.根据权利要求1所述的用于建筑墙壁开槽的水刀机器人,其特征在于,所述第一支撑架形状为等腰三角形。
5.根据权利要求1所述的用于建筑墙壁开槽的水刀机器人,其特征在于,所述第二支撑架形状为Y形。
6.根据权利要求3所述的用于建筑墙壁开槽的水刀机器人的开槽方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:控制水刀机器人将所述矩形机壳的开口端紧贴到墙壁上;
步骤二:控制左开槽机构和右开槽机构中的铣刀在墙面上开出两个相同深度和大小的准备槽;
步骤三:控制设置在左开槽机构上的水刀机构切割出连通槽,将两个准备槽连通;
步骤四:控制清理机构将连通槽和准备槽内的混凝土块清除。
7.根据权利要求6所述的开槽方法,其特征在于,所述步骤一中,首先水刀机器人开机,通过动力轮运动到墙体附近,接着控制第一电机带动矩形机壳旋转,进而控制开槽机构水平或竖直,然后通过第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆的配合将矩形机壳的开口端紧贴到墙壁上。
8.根据权利要求6所述的开槽方法,其特征在于,所述步骤二中,首先左一电机带动左铣刀转动,右一电机带动右铣刀转动,左二电动推杆和右二电动推杆同时伸出相同的长度,使铣刀插进墙体之中,进行铣槽;通过左一电动推杆控制左铣刀水平运动,通过右一电动推杆控制右铣刀水平运动;通过左二电机带动左齿轮转动,由左齿轮和左齿条的配合,进而控制左铣刀竖直方向的运动;通过右二电机带动右齿轮转动,由右齿轮和右齿条的配合,进而控制右铣刀竖直方向的运动;从而使左铣刀和右铣刀在墙面上开出两个相同深度和大小的准备槽。
9.根据权利要求8所述的开槽方法,其特征在于,所述步骤三中,首先通过控制右一电动推杆和左二电机使高压水刀喷头来到左开槽机构铣出的准备槽上方,接着左三电动推杆伸出,将高压水刀喷头送入到准备槽中,开启高压水刀喷头,切割墙面混凝土,通过控制右一电动推杆、左二电机、左三电动推杆切割出连通槽,将两个准备槽连通。
10.根据权利要求8所述的开槽方法,其特征在于,所述步骤四中,首先控制两个左夹紧电动推杆和两个右夹紧电动推杆的伸出长度,使两个左夹片之间的距离,以及两个右夹片之间的距离为开槽的宽度,接着控制四个清洁电动推杆伸出,使两个左夹片和两个右夹片插入槽内,然后控制两个左夹紧电动推杆伸出,使得两个左夹片夹紧混凝土块,同时控制两个右夹紧电动推杆伸出,使得两个右夹片夹紧混凝土块,最后控制四个清洁电动推杆收缩,将位于两个左夹片和两个右夹片之间的混凝土块取出。
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