CN110761537A - 一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人,包括底座自调平机构、喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构、抹灰板支撑及多自由度调节机构、喷涂机构、多工位抹灰板。底座自调平机构上固定喷涂抹灰主体垂直度自调节机构，喷涂抹灰主体垂直度自调节机构上连接有Z向移动机构，Z向移动机构导轨上连接有抹灰板支撑及多自由度调节机构，喷涂机构与多工位抹灰板可根据实际施工要求进行更换。本发明同时可以对平面、曲面、拐角和阴角进行喷涂抹灰作业，可满足不同类型墙面的抹灰需求，使得该喷涂抹灰机器人的适用性能更强，抹灰机构能根据实际需要随时调整抹灰厚度。

Description

一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人

技术领域

本发明涉及的是一种建筑机械设备，具体地说是墙面喷涂抹灰设备。

背景技术

墙面的粉刷抹灰作业工作量繁重，占有的人力劳力巨大，给按时完成工程实施造成了严峻的影响。目前，随着建筑行业对施工效率要求的不断提高，建筑机械的自动化及适用性也不断提高。其中，抹灰机(粉墙机)作为建筑施工过程中的主要部分之一，也对其结构性能等提出了更高的要求，但是，现有的抹灰机自动化程度和智能程度低，不能满足复杂墙面抹灰的需要，且其抹灰厚度调节过程复杂。同时，现有抹灰机器人调节水平度及垂直度不精确，需人工调节，导致施工精度低。因此，为提高现有抹灰机在建筑施工过程中的适用性能，需对其结构性能不断改进。

申请公布号CN108468421A，申请公布日2018年8月31日，名称为《一种具有多工位的建筑用新型墙面抹灰机》的发明专利，该发明提供一种具有多工位的建筑用新型墙面抹灰机，包括抹灰机底座、抹灰主体Z向移动机构、抹灰主体进料机构、抹灰板支撑及厚度调节机构和多工位抹灰板选择机构。该发明采用的墙面抹灰机，能够集平面、曲面和拐角抹灰性能于一体，可满足不同类型墙面的抹灰需求，且能根据实际需要调整抹灰厚度。但是该机构采用单排导轮机构使得机构不稳定，无法精确控制精度。同时，整体机构没有自调节机构，需人工定位对施工墙面定位准确度差。上料机构采用传统人工上料，大大增加劳动成本。

发明内容

本发明的目的在于提供同时可以对平面、曲面、拐角和阴角进行喷涂抹灰作业的一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：包括底座自调平机构、喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构、抹灰板支撑及多自由度调节机构；

所述底座自调平机构包括底盘架、第一电动推杆、第一万向轮和第一倾角传感器，第一电动推杆固接在底盘架下方，第一万向轮安装在底盘架下，第一倾角传感器固定在底盘架上；

所述喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构为包括转盘、转盘平台、水平直线导轨机构、导轨连接架、第二电动推杆、水平调节连接板、距离传感器、角度调节连接板、倾角传感器、Z向移动导轨固定板、Z向移动导轨机构、第三电动推杆固定板，第三电动推杆、第二万向轮；转盘固定在底盘架上，转盘上部连接有转盘平台，水平直线导轨固定在转盘平台上，导轨连接架连接水平直线导轨，第二电动推杆一端连接导轨连接架，另一端连接角度调节连接板，第三电动推杆固定板、水平调节连接板、角度调节连接板自下而上固定在Z向移动导轨上，第二倾角传感器安装在Z向移动导轨上，距离传感器固定在水平调节连接板前端，第三电动推杆固定在第三电动推杆固定板上，其下端与第二万向轮相连；

所述抹灰板支撑及多自由度调节机构包括Y向移动导轨机构、导轨连接板、第四电动推杆四、抹灰板；Y向移动导轨固定在Z向移动导轨滑块上，Z向移动导轨滑块与Z向移动导轨机构相配合，导轨连接板固定在Y向移动导轨上，第四电动推杆固定在导轨连接板上下两侧，抹灰板安装在第四电动推杆前端。

一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：包括底座自调平机构、喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构、抹灰板支撑及多自由度调节机构；

所述底座自调平机构包括底盘架、第一电动推杆、第一万向轮和第一倾角传感器，第一电动推杆固接在底盘架下方，第一万向轮安装在底盘架下，第一倾角传感器固定在底盘架上；

所述喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构为包括转盘、转盘平台、水平直线导轨机构、导轨连接架、第二电动推杆、水平调节连接板、距离传感器、角度调节连接板、倾角传感器、Z向移动导轨固定板、Z向移动导轨机构、第三电动推杆固定板，第三电动推杆、第二万向轮；转盘固定在底盘架上，转盘上部连接有转盘平台，水平直线导轨固定在转盘平台上，导轨连接架连接水平直线导轨，第二电动推杆一端连接导轨连接架，另一端连接角度调节连接板，第三电动推杆固定板、水平调节连接板、角度调节连接板自下而上固定在Z向移动导轨上，第二倾角传感器安装在Z向移动导轨上，距离传感器固定在水平调节连接板前端，第三电动推杆固定在第三电动推杆固定板上，其下端与第二万向轮相连；

所述抹灰板支撑及多自由度调节机构为包括Y向移动导轨、导轨连接板、喷嘴，Y向移动导轨固定在Z向移动导轨滑块上，Z向移动导轨滑块与Z向移动导轨机构相配合，导轨连接板固定在所述Y向移动导轨上，喷嘴固定在导轨连接板上。

本发明还可以包括：

1、所述抹灰板为平面抹灰板。

2、所述抹灰板为曲面抹灰板。

3、抹灰板为拐角抹灰板，所述拐角抹灰板的拐角部分呈直角三角形。

4、抹灰板为阴角抹灰板，所述阴角抹灰板的阴角呈内直角三角形。

本发明的优势在于：

(1)底座自调平机构的底座架上采用两个带电磁开关的倾角传感器配合四个带编码器电动推杆可实时调节平台水平度，调节精度为0.1mm，可大大提高整体机构抹灰精度。单个电动推杆推力可达1000N，使整体机构更加稳定。

(2)喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构，可实现导轨的垂直度、对施工面平行度及距离调节。通过两个距离传感器配合转盘、丝杠机构及水平机构可调节导轨与待施工墙面之间的平行度及距离。倾角传感器配合电动推杆二可以实现对导轨垂直度的调节，同时对导轨起到支撑作用。所设计的整体机构具有更高精度。

(3)抹灰板支撑及多自由度调节机构，抹灰板由三个电动推杆连接，可调整抹灰厚度及抹灰板角度。同时导轨架带动抹灰板可水平移动实现一个工位可以抹灰面积更大，节约大量时间。同时，抹灰板及导轨连接板采用模块化设计，可以随时更换抹灰板以适用多种复杂墙面的抹灰作业，通用性更强。

(4)通过更换不同导轨连接板可以实现喷涂及抹灰两种工作模式，实现一机多用，大大节约成本。

附图说明

图1是本发明的轴测图；

图2是本发明的主视结构示意图；

图3是本发明的侧视结构示意图；

图4是本发明的后视结构示意图；

图5是本发明的底座自调平机构示意图；

图6是本发明的喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构示意图；

图7是本发明的喷涂机构示意图；

图8是本发明的抹灰板支撑及多自由度调节机构示意图。

图9是本发明的拐角抹灰板机构示意图；

图10是本发明的阴角抹灰板机构示意图；

图11是本发明的曲面抹灰板机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1-11，本发明包括底座自调平机构10、喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构20、抹灰板支撑及多自由度调节机构30、喷涂机构、多工位抹灰板。所述底座自调平机构10上固定喷涂抹灰主体垂直度自调节机构，所述喷涂抹灰主体垂直度自调节机构上连接有所述Z向移动机构，所述Z向移动机构导轨上连接有抹灰板支撑及多自由度调节机构30，所述喷涂机构与多工位抹灰板可根据实际施工要求进行更换。

底座自调平机构部分10设置为包括底盘架101、电动推杆一102、万向轮103和倾角传感器104。所述电动推杆一102通过螺栓固接在所述底盘架101上，所述万向轮103固接在底盘架101下，所述倾角传感器104固接在所述底盘架101上。

喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构部分20设置为包括转盘210、转盘平台209、水平直线导轨机构208、导轨连接架207、电动推杆二205、水平调节连接板206、距离传感器215、角度调节连接板203、倾角传感器204、Z向移动导轨固定板201、Z向移动导轨机构202、电动推杆三固定板211，电动推杆三212、万向轮213。所述转盘210通过螺栓固定在所述底盘架101上，所述转盘210上部连接有转盘平台209，所述水平直线导轨208固定在所述转盘平台209上，所述导轨连接架207连接在所述水平直线导轨208上，所述电动推杆二205一端连接在所述导轨连接架207上，另一端连接在所述角度调节连接板203上。所述水平调节连接板206、所述角度调节连接板203及所述电动推杆三固定板211均固定在所述Z向移动导轨202上，所述倾角传感器204垂直放置在所述Z向移动导轨202上，所述距离传感器215固定在所述水平调节连接板206前端。所述电动推杆三212固定在所述电动推杆三固定板211上，下端与所述万向轮213固接。

多工位抹灰板平面抹灰板部分设置为平面抹灰板。

多工位抹灰板曲面抹灰板部分设置为曲面抹灰板。

多工位抹灰板拐角抹灰板部分设置为拐角抹灰板，所述拐角抹灰板的呈直角三角形。

多工位抹灰板阴角抹灰板部分设置为阴角抹灰板，所述阴角抹灰板的呈内直角三角形。

抹灰板支撑及厚度调节机构30设置为包括Y向移动导轨机构302、导轨连接板303、电动推杆四305、抹灰板301。所述Y向移动导轨202固定在所述Z向移动导轨滑块上，所述导轨连接板303固定在所述Y向移动导轨302上，所述电动推杆四305固定在所述导轨连接板303上下，所述抹灰板301连接在所述电动推杆四305前端。

喷涂机构部分设置为包括Y向移动导轨302、导轨连接板303、喷嘴306。所述Y向移动导轨302固定在所述Z向移动导轨滑块上，所述导轨连接板303固定在所述Y向移动导轨302上，所述喷嘴306固接在所述导轨连接板303上。

如图1-11所示，为本发明结构示意图，整体结构包括底座自调平机构10、喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构20、抹灰板支撑及多自由度调节机构30。底座自调平机构10上固定喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构20，Z向移动导轨机构202上连接有抹灰板支撑及多自由度调节机构30，喷涂机构306与多工位抹灰板301可根据实际施工要求进行更换，以适用多种复杂墙面的抹灰作业。

如图1、5所示，底座自调平机构10，可以实现底座水平度的自动调节。底盘101底部采用四个带锁万向轮103可实现整体机构全方向移动，到施工位置时可进行锁定，操作方便。底盘101上采用两个带电磁开关的倾角传感器104配合四个带编码器电动推杆一102可实时调节平台水平度，精度为0.1mm，可满足整体机构mm级精度要求。单个电动推杆推力可达1000N，满足强度要求。

如图1、2、3、6所示，喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构20，可实现Z向移动导轨机构202的垂直度、平行度及距离调节。底座自调平机构10工作结束后，喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构20开始工作。根据电动推杆一102移动距离，两个电动推杆三212自动下降同样距离，实现对Z向移动导轨机构202的支撑。通过距离传感器215配合转盘210、水平直线导轨机构208可调节Z向移动导轨机构202与待施工墙面之间的平行度及距离。倾角传感器204配合电动推杆二205可以实现对Z向移动导轨机构202垂直度的调节，同时对Z向移动导轨机构202起到支撑作用。整体机构具有更高精度。

自调整结束后，通过电机一214动作Z向移动导轨机构202带动固定在其滑块上的抹灰板支撑及多自由度调节机构30进行Z向往复移动，实现喷涂及抹平作业。

如图7、8所示，抹灰板支撑及多自由度调节机构30，通过电机二304驱动可以实现导轨连接板303的Y向移动，同时导轨连接板303带动喷嘴306(图7)或抹灰板301(图8)进行Y向移动，大大增加喷涂及抹平面积，实现一个工位大面积施工。进行抹灰作业时，如图8，抹灰板301由三个电动推杆四305连接，通过调整电动推杆四305可实现对抹灰板301的多自由度控制，进而可以调整抹灰厚度及抹灰板角度。

如图9、10、11所示，通过应用不同形状的抹灰板301，如平面抹灰板、曲面抹灰板、拐角抹灰板、阴角抹灰板，可以适用多种复杂墙面的抹灰作业，通用性更强。

在使用本发明时，具体施工步骤：(1)工人推动作业车进场，并进行组装；(2)工人使用水平仪，在目标墙体上投影出施工线；(3)工人将作业车移动到施工面附近；(4)作业车自动测量与墙体位置，并自动调整与墙的相对位置和角度；(5)作业车自动调整小车的水平度和竖杆的垂直度；(6)工人通过遥控装置对小车位置微调，使作业线与参考线重合；(7)作业车对墙面进行喷浆及抹灰作业；(8)作业车对墙面做抛光处理。(9)切换到下一施工面，重复(2)到(8)步。

Claims (6)

1.一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：包括底座自调平机构、喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构、抹灰板支撑及多自由度调节机构；

所述底座自调平机构包括底盘架、第一电动推杆、第一万向轮和第一倾角传感器，第一电动推杆固接在底盘架下方，第一万向轮安装在底盘架下，第一倾角传感器固定在底盘架上；

所述喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构为包括转盘、转盘平台、水平直线导轨机构、导轨连接架、第二电动推杆、水平调节连接板、距离传感器、角度调节连接板、倾角传感器、Z向移动导轨固定板、Z向移动导轨机构、第三电动推杆固定板，第三电动推杆、第二万向轮；转盘固定在底盘架上，转盘上部连接有转盘平台，水平直线导轨固定在转盘平台上，导轨连接架连接水平直线导轨，第二电动推杆一端连接导轨连接架，另一端连接角度调节连接板，第三电动推杆固定板、水平调节连接板、角度调节连接板自下而上固定在Z向移动导轨上，第二倾角传感器安装在Z向移动导轨上，距离传感器固定在水平调节连接板前端，第三电动推杆固定在第三电动推杆固定板上，其下端与第二万向轮相连；

所述抹灰板支撑及多自由度调节机构包括Y向移动导轨机构、导轨连接板、第四电动推杆四、抹灰板；Y向移动导轨固定在Z向移动导轨滑块上，Z向移动导轨滑块与Z向移动导轨机构相配合，导轨连接板固定在Y向移动导轨上，第四电动推杆固定在导轨连接板上下两侧，抹灰板安装在第四电动推杆前端。

2.根据权利要求1所述的一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：所述抹灰板为平面抹灰板。

3.根据权利要求1所述的一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：所述抹灰板为曲面抹灰板。

4.根据权利要求1所述的一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：抹灰板为拐角抹灰板，所述拐角抹灰板的拐角部分呈直角三角形。

5.根据权利要求1所述的一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：抹灰板为阴角抹灰板，所述阴角抹灰板的阴角呈内直角三角形。

6.一种底盘自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：包括底座自调平机构、喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构、抹灰板支撑及多自由度调节机构；

所述底座自调平机构包括底盘架、第一电动推杆、第一万向轮和第一倾角传感器，第一电动推杆固接在底盘架下方，第一万向轮安装在底盘架下，第一倾角传感器固定在底盘架上；

所述喷涂抹灰主体垂直度自调节及Z向移动机构为包括转盘、转盘平台、水平直线导轨机构、导轨连接架、第二电动推杆、水平调节连接板、距离传感器、角度调节连接板、倾角传感器、Z向移动导轨固定板、Z向移动导轨机构、第三电动推杆固定板，第三电动推杆、第二万向轮；转盘固定在底盘架上，转盘上部连接有转盘平台，水平直线导轨固定在转盘平台上，导轨连接架连接水平直线导轨，第二电动推杆一端连接导轨连接架，另一端连接角度调节连接板，第三电动推杆固定板、水平调节连接板、角度调节连接板自下而上固定在Z向移动导轨上，第二倾角传感器安装在Z向移动导轨上，距离传感器固定在水平调节连接板前端，第三电动推杆固定在第三电动推杆固定板上，其下端与第二万向轮相连；

所述抹灰板支撑及多自由度调节机构为包括Y向移动导轨、导轨连接板、喷嘴，Y向移动导轨固定在Z向移动导轨滑块上，Z向移动导轨滑块与Z向移动导轨机构相配合，导轨连接板固定在所述Y向移动导轨上，喷嘴固定在导轨连接板上。

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