CN110761538A - 一种底盘带导轨的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带导轨的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、底座导轨机构、喷涂及抹灰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。底座自调平机构下部固定所述底座导轨机构，喷涂及抹灰Z向移动机构固接在所述底座自调平机构上，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。本发明底座水平度可进行自调节，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及抹灰角度。

Description

一种底盘带导轨的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机器人。

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带导轨的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：

本发明一种底盘带导轨的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、喷涂及抹灰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、回收槽、第二电动推杆、导轨轮、地面导轨，第一电动推杆、第二电动推杆、第一万向轮安装在底盘架下方，底盘架上安装倾角传感器，回收槽安装在底盘架侧面，导轨轮安装在第二电动推杆下方，导轨轮安装在地面导轨上；

喷涂及抹灰Z向移动机构包括Z向移动导轨固定板、Z向移动导轨、连接支架、底部支撑板，支撑杆、弹簧和第二万向轮，Z向移动导轨固定板固定在Z向移动导轨的上端，底部支撑板固定在Z向移动导轨的下端，连接支架的一端固定在Z向移动导轨，另一端固定在底盘架上，底部支撑板上设置套筒，弹簧一端安装在套筒内，另一端连接支撑杆，支撑杆上端位于套筒里，支撑杆下端连接第二万向轮；

抹灰板支撑及多自由度调节机构包括多工位抹灰板、Y向移动导轨、导轨连接板、第三电动推杆，Y向移动导轨通过导轨连接板固定在Z向移动导轨上，导轨连接板固定在Y向移动导轨上，第三电动推杆固定在导轨连接板上方和下方，多工位抹灰板安装在第三电动推杆前端。

本发明一种底盘带导轨的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、喷涂及抹灰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、回收槽、第二电动推杆、导轨轮、地面导轨，第一电动推杆、第二电动推杆、第一万向轮安装在底盘架下方，底盘架上安装倾角传感器，回收槽安装在底盘架侧面，导轨轮安装在第二电动推杆下方，导轨轮安装在地面导轨上；

喷涂及抹灰Z向移动机构包括Z向移动导轨固定板、Z向移动导轨、连接支架、底部支撑板，支撑杆、弹簧和第二万向轮，Z向移动导轨固定板固定在Z向移动导轨的上端，底部支撑板固定在Z向移动导轨的下端，连接支架的一端固定在Z向移动导轨，另一端固定在底盘架上，底部支撑板上设置套筒，弹簧一端安装在套筒内，另一端连接支撑杆，支撑杆上端位于套筒里，支撑杆下端连接第二万向轮；

抹灰板支撑及多自由度调节机构包括喷嘴、Y向移动导轨、导轨连接板，Y向移动导轨通过导轨连接板固定在Z向移动导轨上，导轨连接板固定在Y向移动导轨上，喷嘴通过导轨连接板安装在Y向移动导轨上。

本发明还可以包括：

1、多工位抹灰板为平面抹灰板或曲面抹灰板。

2、多工位抹灰板为拐角抹灰板，拐角抹灰板的拐角呈直角三角形。

3、多工位抹灰板为阴角抹灰板，阴角抹灰板的拐角呈内直角三角形。

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)连接在底座架下部的底座导轨机构，采用导轨轮与地面导轨配合的方式，可以实现作业车对施工墙面的精确定位。导轨轮可沿地面导轨水平移动，在更换到下一个施工位置时无需重新对墙面定位，只需要底座重新调平即可。所设计此机构结构简单，定位精度高。

(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三连接，可调整抹灰厚度及抹灰板角度。导轨架带动抹灰板可水平移动实现一个工位抹灰面积更大，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。

(5)固定在底盘上的回收槽，可以随时收集抹灰板刮下来的材料，实现材料的循环利用，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是本发明的底座导轨机构示意图；

图7是本发明的底座回收槽示意图；

图8是本发明的喷涂及抹灰Z向移动机构示意图；

图9是本发明的喷涂及抹灰Z向移动机构底部支撑板结构示意图；

图10是本发明的喷涂机构示意图；

图11是本发明的抹灰板支撑及多自由度调节机构示意图。

图12是本发明的拐角抹灰板机构示意图；

图13是本发明的阴角抹灰板机构示意图；

图14是本发明的曲面抹灰板机构示意图之一；

图15是本发明的曲面抹灰板机构示意图之二。

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1-15，本发明采用的技术方案是：一种底盘带导轨的自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其中所述底盘带导轨的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10、底座导轨机构、喷涂及抹灰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301。所述底座自调平机构10下部固定所述底座导轨机构，所述喷涂及抹灰Z向移动机构20固接在所述底座自调平机构10上，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301可根据实际施工要求进行更换。

底座自调平机构10部分设置为包括底盘架101、电动推杆一102、万向轮103、倾角传感器104、回收槽105和底座导轨机构。所述电动推杆一102固接在所述底盘架101下，所述万向轮103固接在所述底盘架101下，所述倾角传感器104固接在所述底盘架101上，所述回收槽105连接在所述底盘架101上。所述底座导轨机构包括电动推杆二106、导轨轮107和地面导轨108，所述电动推杆二106连接在所述底盘架101下方，所述导轨轮107连接在所述电动推杆二106下方，所述导轨轮107放在所述地面导轨108上。

喷涂及抹灰Z向移动机构20部分设置为包括Z向移动导轨固定板201、Z向移动导轨202、连接支架203、底部支撑板204，支撑杆206、弹簧205、万向轮207和电机208。所述Z向移动导轨固定板201固定在所述Z向移动导轨202上端，所述连接支架203通过螺栓固接在所述Z向移动导轨202上，所述连接支架203另一端连接在所述底盘架101上。所述底部支撑板204固定在所述Z向移动导轨202下端，所述弹簧205一端连接在所述底部支撑板套筒内，另一端连接在所述支撑杆206上，且所述支撑杆206上端也插在所述所述底部支撑板套筒内，下端与所述万向轮207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设置为包括Y向移动导轨机构302、导轨连接板303、电动推杆三305、喷涂机构和多工位抹灰板301。所述Y向移动导轨302固定在所述Z向移动导轨滑块202上，所述导轨连接板303固定在所述Y向移动导轨302上，所述电动推杆三305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三305前端。所述多工位抹灰板301可以根据施工要求进行装配。

喷涂机构部分设置为包括Y向移动导轨、导轨连接板、喷嘴。所述Y向移动导轨固定在所述Z向移动导轨滑块上，所述导轨连接板固定在所述Y向移动导轨上，所述喷嘴固接在所述导轨连接板上。

如图1-15所示，为本发明各个结构示意图，整体结构包括底座自调平机构10、喷涂及抹灰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下部固定底座导轨机构(106-108)，喷涂及抹灰Z向移动机构20固接在所述底座自调平机构10上，所述Z向移动机构导轨202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1-7所示，本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，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，到工作位置时可进行锁定，操作方便。底盘101上采用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。底座自调平机构10下部固定的底座导轨机构(106-108)可实现对Z向移动导轨202相对于墙面距离的精确定位，电动推杆二106根据电动推杆一102调平过程行程进行动作，可使导轨轮107相对于地面导轨108位置固定，进而保证定位精度。导轨轮107可沿地面导轨108水平移动，在更换到下一个施工位置时无需重新对墙面定位，只需要底座重新调平即可。所设计此机构结构简单，定位精度高。同时所设计的回收槽105，可以随时收集抹灰板301刮下来的多余材料，实现材料的循环利用，节约成本。

如图1、2、3、4、8、9所示，本实施方式是对具体实施方式二作出的进一步说明，喷涂及抹灰Z向移动机构20，底座自调平机构10下部固定的底座导轨机构(106-108)可实现对固接在底盘101上的Z向移动导轨202相对于墙面距离的精确定位，保证Z向移动导轨202的垂直度。底部两个万向轮207与底部支撑板204之间采用弹簧205连接，在底座自调平机构10调平结束后，弹簧205压缩量变化保证两个万向轮207时刻接触地面，可以对Z向移动导轨202起到支撑作用，防止重心偏移影响施工时精度。电机208动作Z向移动导轨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10、11所示，本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明，抹灰板支撑及多自由度调节机构30，通过电机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10)或抹灰板301(图11)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11，抹灰板301由三个电动推杆三305连接，通过调整电动推杆三305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12、13、14、15所示，本实施方式是对具体实施方式一或具体实施方式四作出的进一步说明，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)根据施工线安放水平定位地面导轨；(4)工人将作业车移动到水平定位地面导轨处，使导轨轮放置在地面导轨上；(5)作业车自动调整小车的水平度；(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 (5)

1.一种底盘带导轨的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、喷涂及抹灰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、回收槽、第二电动推杆、导轨轮、地面导轨，第一电动推杆、第二电动推杆、第一万向轮安装在底盘架下方，底盘架上安装倾角传感器，回收槽安装在底盘架侧面，导轨轮安装在第二电动推杆下方，导轨轮安装在地面导轨上；

喷涂及抹灰Z向移动机构包括Z向移动导轨固定板、Z向移动导轨、连接支架、底部支撑板，支撑杆、弹簧和第二万向轮，Z向移动导轨固定板固定在Z向移动导轨的上端，底部支撑板固定在Z向移动导轨的下端，连接支架的一端固定在Z向移动导轨，另一端固定在底盘架上，底部支撑板上设置套筒，弹簧一端安装在套筒内，另一端连接支撑杆，支撑杆上端位于套筒里，支撑杆下端连接第二万向轮；

抹灰板支撑及多自由度调节机构包括多工位抹灰板、Y向移动导轨、导轨连接板、第三电动推杆，Y向移动导轨通过导轨连接板固定在Z向移动导轨上，导轨连接板固定在Y向移动导轨上，第三电动推杆固定在导轨连接板上方和下方，多工位抹灰板安装在第三电动推杆前端。

2.根据权利要求1所述的一种底盘带导轨的自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：多工位抹灰板为平面抹灰板或曲面抹灰板。

3.根据权利要求1所述的一种底盘带导轨的自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：多工位抹灰板为拐角抹灰板，拐角抹灰板的拐角呈直角三角形。

4.根据权利要求1所述的一种底盘带导轨的自调平式多工位墙面喷涂抹灰机器人，其特征是：多工位抹灰板为阴角抹灰板，阴角抹灰板的拐角呈内直角三角形。

5.一种底盘带导轨的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、喷涂及抹灰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、回收槽、第二电动推杆、导轨轮、地面导轨，第一电动推杆、第二电动推杆、第一万向轮安装在底盘架下方，底盘架上安装倾角传感器，回收槽安装在底盘架侧面，导轨轮安装在第二电动推杆下方，导轨轮安装在地面导轨上；

喷涂及抹灰Z向移动机构包括Z向移动导轨固定板、Z向移动导轨、连接支架、底部支撑板，支撑杆、弹簧和第二万向轮，Z向移动导轨固定板固定在Z向移动导轨的上端，底部支撑板固定在Z向移动导轨的下端，连接支架的一端固定在Z向移动导轨，另一端固定在底盘架上，底部支撑板上设置套筒，弹簧一端安装在套筒内，另一端连接支撑杆，支撑杆上端位于套筒里，支撑杆下端连接第二万向轮；

抹灰板支撑及多自由度调节机构包括喷嘴、Y向移动导轨、导轨连接板，Y向移动导轨通过导轨连接板固定在Z向移动导轨上，导轨连接板固定在Y向移动导轨上，喷嘴通过导轨连接板安装在Y向移动导轨上。

Images