CN110485685A - 一种低质量长行程外墙喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低质量长行程外墙喷涂装置，包括升降系统，喷涂系统和抑振系统。升降系统由顶部框架、升降绳索、定滑轮、绳索连接器、绕线滚筒组成。升降系统通过升降绳索将喷涂系统连接。喷涂系统由动滑轮组、吊篮、弹簧被动绳索、喷枪、驱动绳索、电机、转向支座组成。动滑轮组对称的布置在吊篮的两侧，绕线滚筒转动同步收放升降绳索，实现喷涂系统的精确定位。驱动绳索和弹簧被动绳索分别连接喷枪的头部和尾部，通过电机驱动实现喷枪多自由度、大范围喷涂功能。抑振系统主要由一个旋翼机构组成，安装于喷涂系统的下方，保证机构的稳定性。本发明通过两级绳索系统实现喷涂系统在空间中的精确定位，质量轻、运动行程长，是外墙喷涂的理想装置。

Description

一种低质量长行程外墙喷涂装置

技术领域

本发明属于机器人与自动化技术领域，特别涉及一种低质量长行程外墙喷涂装置。

背景技术

高层建筑的外墙喷涂是一项量大面广的任务，涂层的防护能力三分靠漆料、七分靠工艺，喷涂过程精确的工艺和质量控制是保证涂层功能要求的最主要因素。同时，喷涂直接决定外墙的外观，影响人们的直接观感和评价。精致、完美的涂层可以有效提高客户满意度和对产品的信任度，反之则可能带来退货甚至失去客户等极大的商业风险。传统外墙喷涂依靠人工完成，施工过程需要工人搭乘高空吊篮进行危险的高空作业，并且手工喷涂中，喷枪行进速度、搭叠喷涂量、涂料喷射方向等均由操作者的技术和状态予以保证，实际上施工人员基本不可能长期稳定的达到一致要求，由此造成涂层厚度不均匀和外观问题。

发明内容

为了克服高层建筑外墙喷涂中人身安全系数低、劳动强度大、喷涂不均匀等缺点，本发明的目的在于提供一种低质量长行程外墙喷涂装置，该装置不仅能实现大范围外墙的喷涂，满足工作质量和效率的要求，而且制造成本低、质量轻、安装简单、重构性好、工作行程大、安全系数高、无需工人高空作业、适于现场操作，可以实现外墙整体喷涂、局部喷涂以及图形的绘制，模式多样化，同时喷涂过程中可以保证恒定的行进速度和喷涂量，保证了涂层厚度的一致性，且可以长时间高强度工作。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，包括：

升降系统1，为整个装置提供运动空间并传递动力；

喷涂系统2，实现喷涂功能，设置于升降系统1下方，包括吊篮22和喷枪24，吊篮22通过滑轮系统与升降绳索12同升降系统1连接；

抑振系统3，主要由一个旋翼机构组成，包括旋翼架32和固定安装于旋翼架32四周的若干旋翼31，旋翼架32安装在吊篮22下方，旋翼31用于产生竖直向下的拉力，增加升降绳索12的张紧力，减小喷涂系统2在风扰下的振动，保证装置的稳定性。

所述滑轮系统包括升降系统1的定滑轮13和喷涂系统2的动滑轮组21，所述升降系统1包括顶部框架11，在顶部框架11上安装有若干定滑轮13和绳索连接器14，升降绳索12一端通过绳索连接器14固定于顶部框架11上，另一端通过定滑轮13传递和转向，绕过动滑轮组21连接到顶部框架11内的绕线滚筒15上。

所述绳索连接器14具有调节功能，能够改变升降绳索12的张紧状态，使得喷涂系统2保持理想的位姿。所述绳索连接器14带有螺纹，具有调节功能，能够改变升降绳索12的张紧状态，使得喷涂系统2保持理想的位姿，为了防止螺纹松动的情况发生，通过螺钉或销机构将绳索连接器14固定在升降系统1的顶部框架11上。

所述定滑轮13有两组，绕线滚筒15有两个，分别对称设置在顶部框架11的内侧，两个绕线滚筒15同轴连接，两根升降绳索12分别绕在一组定滑轮13上，并分别连接在一个绕线滚筒15上，电机同时驱动两个绕线滚筒15转动，同步收放两根升降绳索12，通过控制升降绳索12的长度实现喷涂系统2在竖直方向上的运动和精确定位。

所述两根升降绳索12对称连接在喷涂系统2的外侧，以避免在工作过程中喷涂系统2发生旋转。

所述动滑轮组21有两组，对称布置在吊篮22的两侧，每侧布置四个动滑轮于吊篮22的四个角，上边两个动滑轮与下边两个动滑轮采用错位布局，每一列的动滑轮槽间距等于升降绳索12的宽度，使得动滑轮组21对升降绳索12保持夹持状态，以保证喷涂系统2的安全平稳运行，升降绳索12绕过动滑轮组21，实现吊篮22在竖直方向的提升和下放。

所述喷涂系统2采用前四索后三索的七索对拉式布局，喷枪24实现空间五自由度的运动，喷涂工作面积大于吊篮22的截面积，大大提高喷涂效率。

所述喷枪24的尾部位于吊篮22内，头部伸出吊篮22，喷枪24的尾部与三根弹簧被动绳索23的一端相连，三根弹簧被动绳索23的另一端固定在吊篮22上，为喷枪24提供一个反作用力，及时调整喷枪24的位姿；所述喷枪24的头部与四根驱动绳索25的一端相连，四根驱动绳索25的另一端与电机26的输出端相连，通过电机26驱动实现喷枪24的多自由度、大范围喷涂功能。

所述四根驱动绳索25的另一端通过转向支座27上的定滑轮实现转向，所述转向支座27底部装有轴承，通过轴连接在吊篮22上，驱动绳索25在收放过程中速度较快，方向会有所改变，具有转向的支座减少了驱动绳索25的磨损。

所述抑振系统3在风扰下系统产生晃动或者距离建筑物较近时，旋翼31发生偏转，对喷涂系统2产生水平作用力，抵消风扰振动，减小喷涂系统2在风扰下的振动。

所述升降系统1、喷涂系统2和抑振系统3密切配合可以实现高层建筑外墙的整体喷涂和局部区域的喷涂，通过合理的轨迹规划实现图形的绘制，工作模式多样化。

与现有技术相比，本发明的特点是该外墙喷涂装置的质量轻、工作行程大、效率高、适合大范围的实际工况。采用两级绳索机构，通过升降绳索实现喷涂系统的精确定位，驱动绳索带动喷枪实现高效大范围的喷涂。多个子系统密切配合，可以实现高层建筑外墙的整体喷涂、局部喷涂以及图形的绘制，工作模式高效多样化。两根升降绳索同步收放以及绳索连接器调节绳索的张紧程度，保证了喷涂装置的定位精度。动滑轮组在吊篮的每侧采用错位排列，使得升降绳索在每一列动滑轮槽之间处于夹持状态，保证了喷涂装置的安全运行。喷涂系统采用前四索后三索的七索对拉式布局，喷涂工作面积大于吊篮的截面积，大大提高喷涂效率。转向支座的使用减少了驱动绳索在运行过程中的磨损。将旋翼用于产生竖直向下的拉力，增加升降绳索的张紧力和机构的稳定性，在风扰下系统产生晃动，或者距离建筑物较近时，旋翼发生偏转，对喷涂系统2产生水平作用力，抵消风扰振动，减小喷涂系统在风扰下的振动。该装置制造和维护成本低、减少了人力、物力的使用，节约大量的成本，该装置的发明具有一定的意义。

附图说明

图1是本发明一种低质量长行程外墙喷涂装置的整体布局示意图。

图2是本发明一种低质量长行程外墙喷涂装置升降系统的示意图。

图3是本发明一种低质量长行程外墙喷涂装置喷涂系统的示意图。

图4是本发明一种低质量长行程外墙喷涂装置抑振系统示意图。

图5是本发明一种低质量长行程外墙喷涂装置的应用场合示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1所示是低质量长行程外墙喷涂装置的整体布局示意图。描述了外墙喷涂装置的组成及各个组成系统的相互关系，包括升降系统1，喷涂系统2，抑振系统3。

其中升降系统1与喷涂系统2相连，为整个装置提供工作空间和动能，喷涂系统2实现该装置的喷涂功能，抑振系统3安装在喷涂系统2上，保证整个装置的平稳运行。

如图2所示是升降系统1的一种结构形式的示意图。描述了升降系统1该结构形式的工作原理，主要说明了零件的布局原理及动力传递方式。

升降绳索12一端通过绳索连接器14固定于顶部框架11上，另一端通过定滑轮13传递和转向，绕过喷涂系统2的动滑轮组21连接到顶部框架11内的绕线滚筒15上；两根升降绳索12和两个绕线滚筒15对称布置在顶部框架11的内侧，电机同时驱动两个绕线滚筒15转动，同步收放两根升降绳索12，通过控制绳索长度实现喷涂系统2在竖直方向上的运动和精确定位；绳索连接器14具有调节功能，可以改变升降绳索12的张紧状态，使得喷涂系统2保持理想的位姿；

升降系统1亦可采用其它能够实现升降以及提供工作空间的结构形式。

如图3所示是喷涂系统2的一种结构形式的示意图。描述了喷涂系统2该结构形式的工作原理，主要说明了索驱动并联机构的工作方式及选择的原因。

动滑轮组21对称的布置在吊篮22的两侧，每侧布置四个滑轮于吊篮的四个角，上边两个滑轮与下边两个滑轮的采用错位布局，每一列的滑轮槽间距等于升降绳索12的宽度，使得动滑轮组21对升降绳索12保持夹持状态，保证了喷涂系统2安全平稳的运行。动滑轮组21与升降系统1的升降绳索12相连，实现吊篮22在竖直方向的提升和下放；

三根弹簧被动绳索23一端固定在吊篮22上，另一端与喷枪24的尾部相连，为喷枪24提供一个反作用力，及时调整喷枪24的位姿；

四根驱动绳索25一端连接到喷枪24的头部，另一端通过转向支座27上的定滑轮实现转向，与电机26相连，通过电机26驱动实现喷枪多自由度、大范围喷涂功能；

转向支座27固定在吊篮22上，驱动绳索25在收放过程中速度较快，方向会有所改变，具有转向的支座减少了驱动绳索25的磨损；

采用前四索后三索的七索对拉式布局，喷枪24实现空间五自由度的运动，喷涂工作面积大于吊篮22的截面积，大大提高喷涂效率；

喷涂系统2亦可采用其它能够实现大面积喷涂的结构形式。

如图4所示是抑振系统3的示意图。描述了抑振系统3的工作原理，主要对旋翼机构的功能进行描述。

旋翼31固定到旋翼架32上，旋翼架32安装在喷涂系统2的吊篮22的下方。旋翼31用于产生竖直向下的拉力，增加升降绳索的张紧力和机构的稳定性；

在风扰下系统产生晃动，或者距离建筑物较近时，旋翼31发生偏转，对喷涂系统2产生水平作用力，抵消风扰振动，减小喷涂系统2在风扰下的振动；

如图5所示是低质量长行程外墙喷涂装置的应用场合示意图。升降系统1、喷涂系统2和抑振系统3密切配合可以实现高层建筑外墙的整体喷涂和局部区域的喷涂，通过合理的轨迹规划实现图形的绘制，工作模式多样化。

值得注意的是，尽管上面结合附图对本发明的技术方案和优选实施例进行了详细描述，但本发明并不仅仅局限于上述的具体实施方式，上述的实施方式仅仅是示意性的，本领域的相关技术人员受本发明的启示，在不脱离本发明宗旨和权利要求保护范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，包括：

升降系统(1)，为整个装置提供运动空间并传递动力；

喷涂系统(2)，实现喷涂功能，设置于升降系统(1)下方，包括吊篮(22)和喷枪(24)，吊篮(22)通过滑轮系统与升降绳索(12)同升降系统(1)连接；

抑振系统(3)，主要由一个旋翼机构组成，包括旋翼架(32)和固定安装于旋翼架(32)四周的若干旋翼(31)，旋翼架(32)安装在吊篮(22)下方，旋翼(31)用于产生竖直向下的拉力，增加升降绳索(12)的张紧力，减小喷涂系统(2)在风扰下的振动，保证装置的稳定性。

2.根据权利要求1所述低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，所述滑轮系统包括升降系统(1)的定滑轮(13)和喷涂系统(2)的动滑轮组(21)，所述升降系统(1)包括顶部框架(11)，在顶部框架(11)上安装有若干定滑轮(13)和绳索连接器(14)，升降绳索(12)一端通过绳索连接器(14)固定于顶部框架(11)上，另一端通过定滑轮(13)传递和转向，绕过动滑轮组(21)连接到顶部框架(11)内的绕线滚筒(15)上。

3.根据权利要求2所述低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，所述绳索连接器(14)带有螺纹，具有调节功能，能够改变升降绳索(12)的张紧状态，使得喷涂系统(2)保持理想的位姿，为了防止螺纹松动的情况发生，通过螺钉或销机构将绳索连接器(14)固定在升降系统(1)的顶部框架(11)上。

4.根据权利要求2所述低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，所述定滑轮(13)有两组，绕线滚筒(15)有两个，分别对称设置在顶部框架(11)的内侧，两个绕线滚筒(15)同轴连接，两根升降绳索(12)分别绕在一组定滑轮(13)上，并分别连接在一个绕线滚筒(15)上，电机同时驱动两个绕线滚筒(15)转动，同步收放两根升降绳索(12)，通过控制升降绳索(12)的长度实现喷涂系统(2)在竖直方向上的运动和精确定位。

5.根据权利要求3所述低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，所述两根升降绳索(12)对称连接在喷涂系统(2)的外侧，以避免在工作过程中喷涂系统(2)发生旋转。

6.根据权利要求5所述低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，所述动滑轮组(21)有两组，对称布置在吊篮(22)的两侧，每侧布置四个动滑轮于吊篮(22)的四个角，上边两个动滑轮与下边两个动滑轮采用错位布局，每一列的动滑轮槽间距等于升降绳索(12)的宽度，使得动滑轮组(21)对升降绳索(12)保持夹持状态，以保证喷涂系统(2)的安全平稳运行，升降绳索(12)绕过动滑轮组(21)，实现吊篮(22)在竖直方向的提升和下放。

7.根据权利要求1所述低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，所述喷涂系统(2)采用前四索后三索的七索对拉式布局，喷枪(24)实现空间五自由度的运动，喷涂工作面积大于吊篮(22)的截面积，大大提高喷涂效率。

8.根据权利要求5或6或7所述低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，所述喷枪(24)的尾部位于吊篮(22)内，头部伸出吊篮(22)，喷枪(24)的尾部与三根弹簧被动绳索(23)的一端相连，三根弹簧被动绳索(23)的另一端固定在吊篮(22)上，为喷枪(24)提供一个反作用力，及时调整喷枪(24)的位姿；所述喷枪(24)的头部与四根驱动绳索(25)的一端相连，四根驱动绳索(25)的另一端与电机(26)的输出端相连，通过电机(26)驱动实现喷枪(24)的多自由度、大范围喷涂功能。

9.根据权利要求7所述低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，所述四根驱动绳索(25)的另一端通过转向支座(27)上的定滑轮实现转向，所述转向支座(27)底部装有轴承，通过轴连接在吊篮(22)上，驱动绳索(25)在收放过程中速度较快，方向会有所改变，具有转向功能的支座减少了驱动绳索(25)的磨损。

10.根据权利要求9所述低质量长行程外墙喷涂装置，其特征在于，所述抑振系统(3)在风扰下系统产生晃动或者距离建筑物较近时，旋翼(31)发生偏转，对喷涂系统(2)产生水平作用力，抵消风扰振动，减小喷涂系统(2)在风扰下的振动。