CN110863635A - 墙面抹灰机器人及其前端装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种墙面抹灰机器人及其前端装置，属于墙面抹灰机械技术领域。墙面抹灰机器人的前端装置，包括基座、上灰机构及抹平机构，上灰机构与抹平机构均安装于基座上，上灰机构用于将砂浆涂敷于墙面，抹平机构位于上灰机构的下方且用于抹平墙面上的砂浆。该墙面抹灰机器人及其前端装置，通过上灰机构将砂浆涂敷于墙面，以及抹平机构抹平砂浆，自动化程度高，能够有效完成墙面抹灰工作，满足墙面处理的高精度要求，降低了人工成本。

Description

墙面抹灰机器人及其前端装置

技术领域

本申请涉及墙面抹灰机械技术领域，具体而言，涉及一种墙面抹灰机器人及其前端装置。

背景技术

建筑物墙面通常由混凝土现浇筑、砖砌、预制墙板组装等形式组成，各形式墙面由于工艺、成本等原因，平面度和垂直度都存在不同大小的偏差，对于砖砌、预制墙板等形式的墙面，表面凹凸不平，难以进行后续工艺工作，因此大部分情况下墙面都需要进行抹灰操作。现有技术中，通常由人工将水泥砂浆均匀涂抹在墙面上，并通过激光水平仪、刮板等工具进行整面找平工作，抹灰质量难以保证，且劳动强度大，人力成本高。

发明内容

本申请的目的在于针对上述问题，提供一种墙面抹灰机器人及其前端装置，能够实现自动上灰、自动抹平，能够有效完成墙面抹灰工作，满足墙面处理的高精度要求，降低了人力成本。

根据本申请第一方面实施例的墙面抹灰机器人的前端装置，包括基座、上灰机构及抹平机构，上灰机构与抹平机构均安装于基座上，上灰机构用于将砂浆涂敷于墙面，抹平机构位于上灰机构的下方且用于抹平墙面上的砂浆。

根据本申请实施例的墙面抹灰机器人的前端装置，通过上灰机构将砂浆涂敷于墙面，以及抹平机构抹平砂浆，自动化程度高，能够有效完成墙面抹灰工作，满足墙面处理的高精度要求，降低了人工成本，具有很好的经济性。

另外，根据本申请实施例的墙面抹灰机器人的前端装置还具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些具体实施例中，上灰机构为第一皮带输送机，第一皮带输送机包括第一上灰辊子、第二上灰辊子、第三上灰辊子、上灰输送带、机架，第一上灰辊子与第二上灰辊子位于第三上灰辊子的前方，第一上灰辊子位于第二上灰辊子的上方，上灰输送带套设于第一上灰辊子、第二上灰辊子及第三上灰辊子，每个上灰辊子的左右两端分别与机架可转动地连接。

在上述实施方式中，通过第一上灰辊子与第三上灰辊子之间的(部分)上灰输送带实现砂浆的承载及运输，将砂浆运送至前方墙面；通过第一上灰辊子与第二上灰辊子之间的(部分)上灰输送带将砂浆涂敷于墙面上，实现自动上灰，自动化程度高。

进一步地，第一皮带输送机还包括振动组件，振动组件设置于上灰输送带内，振动组件用于驱动上灰输送带的位于第一上灰辊子和第二上灰辊子之间的部分振动。

在上述实施方式中，振动组件设置于上灰输送带内，通过振动组件带动上灰输送带的振动，能够使得砂浆被均匀挤压于墙面上，并且使得砂浆与墙面之间紧密结合。

根据本申请的一些实施例，上灰机构弹性连接于基座，以使上灰机构能够相对于基座前后移动。

在上述实施方式中，上灰机构与基座的弹性连接，便于上灰机构相对于基座浮动，以适应不同厚度的砂浆。

在本申请的一些具体实施例中，上灰机构的左右两侧分别设置有滑块，基座的左右两侧分别设置有弹性导向组件，弹性导向组件包括安装座、导向轴及弹簧，安装座固定于基座，导向轴沿前后方向延伸且一端连接于安装座，滑块可滑动地套设于导向轴，弹簧套设于导向轴且弹性支撑于滑块与安装座之间。

在上述实施方式中，位于第一皮带输送机两侧的滑块与基座上设置的弹性导向组件的配合，保证第一皮带输送机沿前后方向移动稳定，定位精度高。

进一步地，基座包括背板和两个侧板，背板位于两个侧板之间，背板的左右两端分别与一个侧板相连，弹性导向组件设置于侧板的外壁，每个侧板上开设有与滑块配合的滑槽，滑块穿过滑槽且与弹性导向组件配合。

在上述实施方式中，滑槽的设置对滑块起到限位的作用，保证滑块与导向轴的配合，防止滑块与导向轴脱离。

根据本申请的一些实施例，前端装置还包括砂浆回收槽，抹平机构为第二皮带输送机，抹平机构还用于将多余的砂浆输送至砂浆回收槽。

在上述实施方式中，砂浆回收槽的设置，便于实现多余砂浆的回收，避免砂浆的浪费。

在本申请的一些具体实施例中，第二皮带输送机包括第一抹平辊子、第二抹平辊子和抹平输送带，每个抹平辊子的左右两端分别与基座可转动地连接，抹平输送带套设于第一抹平辊子和第二抹平辊子，第一抹平辊子位于第二抹平辊子的前方，第一抹平辊子用于抹平墙面上的砂浆。

在上述实施方式中，通过第一抹平辊子的转动实现墙面上的砂浆的抹平；通过第一抹平辊子与第二抹平辊子支撑(张紧)抹平输送带，能够实现多余的砂浆的舒适。

根据本申请的一些实施例，前端装置还包括砂浆槽机构，砂浆槽机构包括砂浆槽、上料辊子、上料驱动装置，砂浆槽位于上灰机构的上方，砂浆槽的底部开设有下料口，上料辊子设置于下料口，上料辊子上设置有叶片，上料驱动装置用于驱动上料辊子相对于砂浆槽转动。

在上述实施方式中，砂浆槽机构能够实现砂浆的存储及上料，为上灰机构提供砂浆。当上料辊子静止时，下料口封闭；当上料辊子转动时，下料口打开，砂浆能够经由下料口落至上灰机构。

在本申请的一些具体实施例中，前端装置还包括砂浆回收槽，抹平机构为第二皮带输送机，基座上设置有回收导轨，砂浆回收槽能够沿回收导轨在回收位置和上料位置之间移动，当砂浆回收槽位于回收位置时，砂浆回收槽能够回收第二皮带输送机输送的砂浆；当砂浆回收槽位于上料位置时，砂浆回收槽能够将砂浆倾倒入砂浆槽内。

在上述实施方式中，通过在基座上设置回收导轨，实现砂浆回收槽相对于基座在回收装置和上料位置之间移动，以使砂浆回收槽能够收集多余的砂浆并且能够将收集到的砂浆运输到砂浆槽回收利用。

根据本申请第二方面实施例的墙面抹灰机器人，包括自动导引运输车、支撑架、提升机构及根据本申请第一方面实施例的前端装置，支撑架安装于自动导引运输车上，支撑架上设置有垂直导轨，前端装置与垂直导轨滑动配合，提升机构用于驱动前端装置沿垂直导轨上下移动。

根据本申请实施例的墙面抹灰机器人，通过自动导引运输车实现前端装置的精确定位，实现房间内的不同墙面位置的定位；通过提升机构驱动前端装置沿垂直导轨上行移动，实现墙面的不同高度的抹灰。该墙面抹灰机器人，能够实现自动抹灰，自动化精度高，能够满足高精度的抹灰需求，抹灰厚度控制高，具有很好的经济性。

根据本申请的一些实施例，垂直导轨活动安装于支撑架，墙面抹灰机器人还包括位姿调节装置，位姿调节装置用于调节垂直导轨的位置以及姿态。

在上述实施方式中，垂直导轨能够在位姿调节装置的作用下，实现对应的位姿调整，以使前端装置能够更好地与墙面配合。

在本申请的一些具体实施例中，位姿调节装置包括上端滑轨组件和下端调节组件，上端滑轨组件包括滑杆和两个滑轨，滑杆沿左右方向延伸，滑轨沿前后方向延伸，滑杆的两端分别与两个滑轨滑动配合，垂直导轨的上端通过关节轴承滑动连接于滑杆，下端调节组件包括第一驱动件、第二驱动件及第三驱动件，第一驱动件与垂直导轨的下端相连且用于驱动垂直导轨沿滑杆移动，第二驱动件与垂直导轨的下端相连且用于驱动垂直导轨沿滑轨移动，第三驱动件与垂直导轨的下端相连且用于驱动垂直导轨绕关节轴承转动。

在上述实施方式中，通过第一驱动件及滑杆的配合，实现垂直导轨沿左右方向的移动；通过第二驱动件及滑轨的配合，实现垂直导轨沿前后方向的移动；通过第三驱动件及关节轴承，实现垂直导轨绕关节轴承的转动；上述动作的实现，使得垂直导轨带动前端装置进行五个自由度的动作调节，满足不同的墙面精度的抹平需求。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请第一方面实施例提供的墙面抹灰机器人的前端装置的结构示意图；

图2为本申请第一方面实施例提供的墙面抹灰机器人的前端装置的基座的结构示意图；

图3为本申请第一方面实施例提供的墙面抹灰机器人的前端装置的上灰机构的结构示意图；

图4为本申请第一方面实施例提供的墙面抹灰机器人的前端装置的抹平机构的结构示意图；

图5为本申请第一方面实施例提供的墙面抹灰机器人的前端装置的砂浆槽机构的部分剖视图；

图6为本申请第一方面实施例提供的墙面抹灰机器人的前端装置的左视图；

图7为本申请第一方面实施例提供的墙面抹灰机器人的前端装置的上灰机构(隐藏上灰输送带)的结构示意图；

图8为本申请第一方面实施例提供的墙面抹灰机器人的前端装置的砂浆回收槽的上料位置的示意图；

图9为本申请第二方面实施例提供的墙面抹灰机器人的结构示意图；

图10为本申请第二方面实施例提供的墙面抹灰机器人的垂直导轨的结构示意图；

图11为本申请第二方面实施例提供的墙面抹灰机器人的承载板的结构示意图；

图12为本申请第二方面实施例提供的墙面抹灰机器人的位姿调节装置的上方部分的结构示意图；

图13为本申请第二方面实施例提供的墙面抹灰机器人的位姿调节装置的上方部分的结构示意图。

图标：100-前端装置；110-基座；111-背板；112-侧板；1121-滑槽；113-底板；114-安装座；115-导向轴；116-弹簧；117-导向槽；120-上灰机构；121-第一上灰辊子；122-第二上灰辊子；123-第三上灰辊子；124-上灰输送带；125-侧向支撑板；126-振动板；127-滑块；130-抹平机构；131-第一抹平辊子；132-第二抹平辊子；133-抹平输送带；140-砂浆回收槽；141-导向块；150-砂浆槽机构；151-砂浆槽；1511-下料口；152-上料辊子；1522-叶片；200-墙面抹灰机器人；210-自动导引运输车；220-支撑架；230-位置测量传感器；240-控制系统；250-承载板；251-第一板；252-第二板；260-砂浆储料桶；310-垂直导轨；311-第一支撑件；312-第一导轨模组；313-第二支撑件；314-第二导轨模组；320-位姿调节装置；321-滑杆；322-滑轨；323-第一驱动件；324-第二驱动件；325-第三驱动件；326-倾角传感器；330-关节轴承；331-第一连接件；332-扭转连接件；333-滑杆座；334-第二连接件。

具体实施方式

以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参考图描述根据本申请第一方面实施例的墙面抹灰机器人的前端装置100。

如图1所示，根据本申请实施例的墙面抹灰机器人的前端装置100，包括：基座110、上灰机构120及抹平机构130。

具体而言，基座110起到定位支撑的作用，用于作为上灰机构120和抹平机构130的安装基础；上灰机构120及抹平机构130安装于基座110上，上灰机构120能够将砂浆输送至墙面并涂敷于墙面，实现上灰(即，砂浆上料)动作；抹平机构130位于上灰机构120的下方，用于抹平墙面上的砂浆，实现砂浆抹平动作。

根据本申请实施例的墙面抹灰机器人的前端装置100，通过上灰机构120将砂浆输送至墙面，并涂敷于墙面，以及抹平机构130对墙面上的砂浆的抹平，实现墙面抹平的自动化操作，能够有效完成墙面抹灰工作，满足墙面处理的高精度要求，降低了人工成本，具有很好的经济性。

下面结合附图描述根据本申请实施例的墙面抹灰机器人的前端装置100的各部件的结构。

如图2所示，基座110包括背板111、两个侧板112及底板113；背板111位于两个侧板112之间，背板111的左右两端分别与两个侧板112相连，背板111与两个侧板112形成容置空间，底板113的左右两端分别与两个侧板112相连，底板113用于保证背板111与两个侧板112的连接强度。

上灰机构120安装于容置空间内，作为本申请的可选实施方式，上灰机构120为第一皮带输送机，如图3所示，第一皮带输送机包括第一上灰辊子121、第二上灰辊子122、第三上灰辊子123、上灰输送带124、机架(本申请的实施例中，机架包括两个侧向支撑板125)；第一上灰辊子121与第二上灰辊子122位于第三上灰辊子123的前方，第一上灰辊子121位于第二上灰辊子122的上方，上灰输送带124套设于第一上灰辊子121、第二上灰辊子122及第三上灰辊子123并张紧，每个上灰辊子(第一上灰辊子121、第二上灰辊子122和第三上灰辊子123的统称，下同)的左右两端分别与两个侧向支撑板125可转动地连接，侧向支撑板125与侧板112相连。

抹平机构130安装于容置空间内，作为本申请的可选实施方式，抹平机构130为第二皮带输送机，如图4所示，第二皮带输送机包括第一抹平辊子131、第二抹平辊子132及抹平输送带133，第一抹平辊子131位于第二抹平辊子132的前方，抹平输送带133套设于第一抹平辊子131和第二抹平辊子132并张紧，每个抹平辊子(第一抹平辊子131和第二抹平辊子132的统称)的左右两端分别与两个侧板112可转动地连接。

砂浆回收槽140安装于容置空间内，且位于抹平机构130的后方，砂浆回收槽140的左右两侧设置有导向块141，导向块141与侧板112相连，砂浆回收槽140用于收集抹平机构130输送的多余的砂浆。

砂浆槽机构150安装于容置空间内，且位于上灰机构120的上方，如图5所示，砂浆槽机构150包括砂浆槽151、上料辊子152、上料驱动装置(图中未标出)，砂浆槽151的底部开设有下料口1511，上料辊子152设置于下料口1511，上料辊子的周面上设置有多个叶片1522，上料驱动装置用于驱动上料辊子152相对于砂浆槽151转动。

需要指出的是，第一上灰辊子121与第三上灰辊子123之间的部分上灰输送带124用于承载下料口1511流出的砂浆，并对砂浆向前进行运输至墙面；第一上灰辊子121与第二上灰辊子122之间的部分上灰输送带124竖向设置，且与墙面平行，用于将砂浆涂敷于墙面。

进一步地，多个叶片1522沿上料辊子152的周向旋转对称分布。叶片1522的长度与下料口1511的长度匹配，叶片1522具有一定的宽度，当上料辊子152静止时，上料辊子152和部分叶片1522能够封堵下料口1511，使得砂浆无法经由下料口1511流出。当上料辊子152相对于砂浆槽151转动时，砂浆能够在叶片1522的带动下从下料口1511流出砂浆槽151。上料驱动装置可以包括电机，通过传动件将电机的转动传递至上料辊子152，从而使得上料辊子152相对于砂浆槽151转动，实现砂浆上料(也即砂浆从下料口1511落至上灰机构120)。多个叶片1522的设置，能够保证砂浆的上料均匀，即保证下料口1511的处流出的砂浆均匀落至上灰输送带124上。

需要指出的是，本申请实施例中的前、后、左、右、上、下方向是指图1中的对应的方向坐标。

根据本申请的一些实施例，上灰机构120弹性连接于基座110，以使上灰机构120能够相对于基座110前后移动。相当于，上灰机构120能够相对于基座110浮动，以适应不同厚度的砂浆。

如图6所示，每个侧向支撑板125上设置有滑块127，每个侧板112上设置有弹性导向组件。弹性导向组件包括安装座114、导向轴115及弹簧116，安装座114固定于侧板112；导向轴115沿前后方向延伸，并且一端连接于安装座114；滑块127可滑动地套设于导向轴115，弹簧116套设于导向轴115，并且弹性支撑于滑块127与安装座114之间。安装座114位于滑块127的后方，当上灰输送带124与墙面之间的砂浆过多时，砂浆挤压上灰输送带124，从而使得上灰机构120向后移动，滑块127挤压弹簧116以缓冲向后的作用力。

进一步地，为了便于安装于拆卸、保证滑块127与导向轴115的配合，防止滑块127与导向轴115脱离，弹性导向组件设置于侧板112的外壁(容置空间外)，侧板112上开设有与滑块127配合的滑槽1121，滑槽1121为长条形结构，滑块127穿过滑槽1121且与弹性导向组件配合。通过滑槽1121的设置，将滑块127限位于滑槽1121内，使得滑块127能够沿滑槽1121内移动，防止滑块127移动至与导向轴115脱离，保证前端装置100的上灰稳定。

在本申请的一些具体实施例中，上灰机构120还包括振动组件，振动组件设置于上灰输送带124内，如图7所示，振动组件用于驱动位于第一上灰辊子121和第二上灰辊子122之间的部分上灰输送带124振动，能够使得砂浆被均匀挤压于墙面上，并且保证砂浆与墙面件紧密贴合。振动组件包括振动板126和振动电机(图中未标出)，振动板126的两端分别与两个侧向支撑板125弹性连接，以进行隔振；振动板126与位于第一上灰辊子121和第二上灰辊子122之间的部分上灰输送带124贴合，振动电机用于带动振动板126振动，从而使得上灰输送带124振动，以作用于砂浆，使得砂浆与墙面之间紧密结合。振动电机与振动板126的连接为常规的振动器的传动连接方式，本申请的实施例不作详细介绍。

在本申请的一些具体实施例中，侧板112上设置有回收导轨，如图6所示，回收导轨为导向槽117，导向槽117从侧板112的下端延伸至上端，并在侧板112的上端向前延伸，导向槽117被构造成L形结构；砂浆回收槽140的左右两侧的导向块141与导向槽117滑动配合(如图6所示)，导向块141能够沿导向槽117移动，以使砂浆回收槽140在回收位置和上料位置之间移动。如图1所示，当砂浆回收槽140位于回收位置时，砂浆回收槽140能够回收第二皮带输送机(抹平机构130)输送的砂浆；如图8所示，当砂浆回收槽140位于上料位置时，砂浆回收槽140位于侧板112的上端(砂浆槽151的上方)，且砂浆回收槽140相对于侧板112倾斜，砂浆回收槽140能够将砂浆倾倒入砂浆槽151内，实现砂浆的回收利用。

进一步地，为了便于多余的砂浆的回收运输及合理利用容置空间，第二抹平辊子132位于砂浆回收槽140的上方，第二抹平辊子132位于第一抹平辊子131的上方，也即第一抹平辊子131与第二抹平辊子132上下倾斜设置，从而使得砂浆能够被抹平输送带133从前方的低处(第一抹平辊子131处)向后方的高处的砂浆回收槽140内运输。

在本申请的一些具体实施例中，由于第一抹平辊子131相对于侧板112的位置固定，第一抹平辊子131与墙面之间的间距决定了墙面抹灰的厚度，在满足墙面处理高精度要求的同时，可以通过控制前端装置100与墙面的间距，实现厚度小的抹灰，具有良好的经济性。

可选地，该前端装置100(为了简化，本文中的前端装置即墙面抹灰机器人的前端装置)还包括卷扬组件(图中未标出)，卷扬组件用于带动导向块141沿导向槽移动，以实现砂浆回收槽140在回收位置和上料位置的切换。卷扬组件包括绳索和卷扬机，绳索的一端与导向块141相连，另一端与卷扬机相连。卷扬机工作，绳索收卷，砂浆回收槽140能够在绳索的拉动下从回收位置拉动至上料位置；绳索放卷，砂浆回收槽140能够在重力的作用下回落至回收位置。

需要指出的是，本申请的前端装置100的驱动部件(第一皮带输送机、第二皮带输送机、上料驱动装置、卷扬机等)的控制均与外部控制系统电连接，通过外部控制系统控制对应的驱动部件动作，以实现上灰辊子、抹平辊子及上料辊子的转动、砂浆回收槽140的移动。

根据本申请第一方面实施例的前面抹灰机器人的前端装置100的工作原理为：

前端装置100工作，上料驱动装置工作，带动上料辊子152相对于砂浆槽151转动，砂浆槽151内的砂浆经下料口1511落至上灰机构120的上灰输送带124上，实现砂浆上料(这里的上料是指将砂浆输送至上灰机构120)；第一皮带输送机工作，三个上灰辊子转动，带动上灰输送带124移动，上灰输送带124带动砂浆向前(墙面方向)移动至墙面，砂浆在上灰输送带124的带动下涂敷于墙面；第二皮带输送机工作，两个抹平辊子转动，带动抹平输送带133移动，第一抹平辊子131的转动抹平墙面上的砂浆，并通过抹平输送带133将多余的砂浆输送至砂浆回收槽140内。在完成自下而上的一次抹灰后，通过卷扬机将砂浆回收槽140沿导向槽117拉到侧板112的上方，以将砂浆回收槽140内的砂浆倾倒入砂浆槽151内回收利用。

需要指出的是，由于上灰机构120为第一皮带输送机、抹平机构130为第二皮带输送机，上灰辊子和抹平辊子的动力均由对应的驱动组件来带动，而该驱动组件为常规的动力驱动件，故而本申请的实施例未作详细的介绍，可以参照现有的电机驱动及传动机构。

根据本申请第一方面实施例的墙面抹灰机器人的前端装置100的有益效果为：

通过上灰机构120实现砂浆的自动输送及涂敷于墙面，保证砂浆与墙面紧密贴合；通过抹平机构130实现砂浆的抹平，满足墙面处理的高精度要求，降低了人工成本，具有很好的经济性；通过抹平机构130还可以实现多余的砂浆送至砂浆回收槽140回收，多余的砂浆能够经由砂浆回收槽140送至砂浆槽151，实现多余的砂浆的回收利用，减少砂浆的浪费。

下面参考附图描述根据本申请第二方面实施例的墙面抹灰机器人200。

如图9所示，根据本申请第二方面实施例的墙面抹灰机器人200，包括：自动导引运输车210、支撑架220、提升机构及根据本申请第一方面实施例的墙面抹灰机器人的前端装置100。

具体而言，自动导引运输车210(Automated Guided Vehicle，简称AGV)用于实现导引移动；支撑架220安装于自动导引运输车210上，能够跟随自动导引运输车210移动至房间的指定位置；支撑架220上设有垂直导轨310，前端装置100与垂直导轨310滑动配合，前端装置100能够沿垂直导轨310上下移动，以满足不同高度的墙面的抹灰动作；提升机构(图中未标出)用于驱动前端装置100沿垂直导轨310上下移动。

根据本申请实施例的墙面抹灰机器人200，通过自动导引运输车210实现前端装置100的精确定位，实现房间内的不同墙面位置的定位；通过提升机构驱动前端装置100沿垂直导轨310上行移动，实现墙面的不同高度的抹灰。该墙面抹灰机器人200，能够实现自动抹灰，自动化精度高，能够满足高精度的抹灰需求，具有很好的经济性。

下面参考附图描述根据本申请实施例的墙面抹灰机器人的各部件。

如图9所示，自动导引运输车210的前端设置有位置测量传感器230，自动导引运输车210包括即时定位与构建地图(simultaneous localization and mapping，SLAM)系统，结合位置测量传感器230，能够对房间进行建图、定位，构建整个房间的运动控制策略，然后依次控制自动导引运输车210的移动至指定的工作位置。需要指出的是，即时定位与构建地图技术是移动机器人实现自主导航的关键，在未知环境中，通过传感器对周围进行探测，构建出环境地图，对机器人进行定位，从而结合传感器生成的实时地图进行导航。

支撑架220为框架结构，下端安装于自动导引运输车210上。

如图10所示，垂直导轨310包括第一支撑件311、第一导轨模组312、第二支撑件313、第二导轨模组314；第一支撑件311为U字形结构，第一导轨模组312安装于第一支撑件311的相对的两个侧壁上，第一导轨模组312沿上下方向设置；第二支撑件313为U字形结构，第二支撑件313与第一支撑件311相对设置，第二支撑件313位于第一支撑件311内，第二支撑件313与第一导轨模组312滑动配合；第二导轨模组314安装于第二支撑件313的封闭端，且与第一导轨模组312平行设置。

如图11所示，承载板250为L字形结构，承载板250包括第一板251和第二板252，第一板251用于与第二导轨模组314滑动配合，第二板252用于承载前端装置100。

位姿调节装置320包括上端滑轨组件和下端调节组件；如图12所示，上端滑轨组件包括滑杆321和两个滑轨322，滑杆321沿左右方向延伸，滑轨322沿前后方向延伸，滑杆321的两端分别设置有滑杆座333，滑杆座333与滑轨322滑动配合；如图13所示，下端调节组件包括第一驱动件323、第二驱动件324、第三驱动件325、倾角传感器326，三个驱动件均为电动缸，倾角传感器326用于检测垂直导轨310的位置及姿态，并将对应的角度信号发送至控制系统240。

如图12所示，第一连接件331开设有通孔，通孔内设置有关节轴承330，第一连接件331用于第一支撑件311与滑杆321滑动配合。

控制系统240为PLC控制系统，用于控制电动部件工作，以实现垂直导轨310的位置调整、砂浆的上料、上灰、抹平、回收等动作。

砂浆储料桶260，砂浆储料桶260内设置有泵送组件，用于将砂浆储料桶260内的砂浆泵送至砂浆槽151内。

需要指出的是，提升机构为常规的动力驱动机构，可以采用电机驱动和丝杠传动结合的方式，实现前端装置100(放置于承载板250)沿垂直导轨310的移动，本申请对于提升机构的具体结构不作详细介绍。

下面介绍墙面抹灰机器人200的各部件的连接关系。

支撑架220的下端安装于自动导引运输车210上；两个滑轨322安装于支撑架220的上端，滑杆321的两端通过滑杆座333与滑轨322滑动配合；第一连接件331套设于滑杆321，第一连接件331与第一支撑件311的上端螺纹连接；第一支撑件311的下端分别与第一驱动件323、第二驱动件324及第三驱动件325相连，第一驱动件323和第一支撑件311的铰接点与第二驱动件324和第一支撑件311的铰接点为同一位置(即第二连接件334，如图13所示，第二连接件334设置于第一支撑件311的下端，第二驱动件324和第一驱动件323均与第二连接件334铰接)，第一支撑件311的下端与第三驱动件325通过扭转连接件332铰接(如图13所示，扭转连接件332沿左右方向延伸，一端与第一支撑件311铰接，另一端与第三驱动件325铰接)；承载板250的第一板251与第二导轨模组314滑动配合，前端装置100放置于第二板252上，提升机构与第一板251相连，提升机构能够带动第一板251沿第二导轨模组314上下移动；砂浆储料桶260与砂浆槽151通过泵送组件相连。

当前端装置100跟随承载板250沿第二导轨模组314往上移动至第二导轨模组314的极限位置时，如还需增加高度，则此时提升机构带动第二支撑件313沿第一导轨模组312往上移动。两个导轨模组(第一导轨模组312和第二导轨模组314的统称)的设置，能够满足墙面的不同高度的抹灰需求。

根据本申请实施例的墙面抹灰机器人200的抹灰工作原理为：

通过即时定位与构建地图系统对房间进行建图、定位，构建整个房间的运动控制策略，然后依次控制自动导引运输车210到达指定的工作位置，由位置测量传感器230和倾角传感器326(位置测量传感器230和倾角传感器326将对应的位置或角度信号发送至控制系统240，并由控制系统240处理)共同确定垂直导轨310的姿态和与墙面的间的距离，墙面底部需由人工事先完成抹灰工作。控制系统240控制位姿调节装置320进行垂直导轨310的位姿调节，位姿调节装置320对垂直导轨310的位姿调节为：通过滑杆321和第一驱动件323的共同作用，能够有效控制垂直导轨310的左右位移和侧滚角度；通过滑轨322和第二驱动件324的共同作用，能够有效控制垂直导轨310的前后位移和俯仰角度；通过第三驱动件325能够有效调节绕垂直方向(关节轴承330)的扭转角度；通过上述调节，位姿调节装置320同时对垂直导轨310五个自由度进行高精度调节。通过提升机构实现承载板250带动前端装置100沿垂直导轨310上下移动，调节前端装置100对应墙面的不同高度位置。

在前端装置100到达目标位置时，砂浆槽机构150的上料驱动装置驱动上料辊子152转动，均匀地将砂浆输出到上灰机构120的上灰输送带124上；而上灰输送带124通过上灰辊子的旋转，将砂浆输送到前端与墙面接触，砂浆的厚度由上料量和上料速度(上灰辊子转动的速度)决定，滑块127和固定于侧板112的弹性导向组件配合，可以应对不同厚度的砂浆。上灰输送带124与墙面之间的砂浆由振动板126进行高频振动，使得砂浆与墙面之间紧密结合。抹平机构130抹平墙面上的砂浆，将多余的砂浆输送到砂浆回收槽140内，保证墙面上砂浆的平整、光滑。在自下而上完成一道抹灰工作后，砂浆回收槽140通过绳索拉动到侧板112的上端，将砂浆倒入砂浆槽151内实现重复利用。同时，砂浆储料桶260的砂浆由泵压入前端的砂浆槽151中，实现自动补浆。

自下而上一道抹灰工作完成后，由自动导引运输车210控制，自动导航到下一位置点，实现全屋全自动抹灰工作。

根据本申请第二方面实施例的墙面抹灰机器人200的有益效果为：

该墙面抹灰机器人200，能够实现全屋全自动抹灰工作，满足墙面处理高精度要求，能够控制砂浆厚度，降低了人工成本，具有很好的经济性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种墙面抹灰机器人的前端装置，其特征在于，所述前端装置包括基座、上灰机构及抹平机构，所述上灰机构与所述抹平机构均安装于所述基座上，所述上灰机构用于将砂浆涂敷于墙面，所述抹平机构位于所述上灰机构的下方且用于抹平墙面上的砂浆。

2.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人的前端装置，其特征在于，所述上灰机构为第一皮带输送机，所述第一皮带输送机包括第一上灰辊子、第二上灰辊子、第三上灰辊子、上灰输送带、机架，所述第一上灰辊子与所述第二上灰辊子位于所述第三上灰辊子的前方，所述第一上灰辊子位于所述第二上灰辊子的上方，所述上灰输送带套设于所述第一上灰辊子、所述第二上灰辊子及所述第三上灰辊子，每个上灰辊子的左右两端分别与所述机架可转动地连接。

3.根据权利要求2所述的墙面抹灰机器人的前端装置，其特征在于，所述第一皮带输送机还包括振动组件，所述振动组件设置于所述上灰输送带内，所述振动组件用于驱动所述上灰输送带的位于所述第一上灰辊子和所述第二上灰辊子之间的部分振动。

4.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人的前端装置，其特征在于，所述上灰机构弹性连接于所述基座，以使所述上灰机构能够相对于所述基座前后移动。

5.根据权利要求4所述的墙面抹灰机器人的前端装置，其特征在于，所述上灰机构的左右两侧分别设置有滑块，所述基座的左右两侧分别设置有弹性导向组件，所述弹性导向组件包括安装座、导向轴及弹簧，所述安装座固定于所述基座，所述导向轴沿前后方向延伸且一端连接于所述安装座，所述滑块可滑动地套设于所述导向轴，所述弹簧套设于所述导向轴且弹性支撑于所述滑块与所述安装座之间。

6.根据权利要求5所述的墙面抹灰机器人的前端装置，其特征在于，所述基座包括背板和两个侧板，所述背板位于所述两个侧板之间，所述背板的左右两端分别与一个侧板相连，所述弹性导向组件设置于所述侧板的外壁，每个侧板上开设有与所述滑块配合的滑槽，所述滑块穿过所述滑槽且与所述弹性导向组件配合。

7.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人的前端装置，其特征在于，所述前端装置还包括砂浆回收槽，所述抹平机构为第二皮带输送机，所述抹平机构还用于将多余的砂浆输送至所述砂浆回收槽。

8.根据权利要求7所述的墙面抹灰机器人的前端装置，其特征在于，所述第二皮带输送机包括第一抹平辊子、第二抹平辊子和抹平输送带，每个抹平辊子的左右两端分别与所述基座可转动地连接，所述抹平输送带套设于所述第一抹平辊子和所述第二抹平辊子，所述第一抹平辊子位于所述第二抹平辊子的前方，所述第一抹平辊子用于抹平墙面上的砂浆。

9.根据权利要求1所述的墙面抹灰机器人的前端装置，其特征在于，所述前端装置还包括砂浆槽机构，所述砂浆槽机构包括砂浆槽、上料辊子、上料驱动装置，所述砂浆槽位于所述上灰机构的上方，所述砂浆槽的底部开设有下料口，所述上料辊子设置于所述下料口，所述上料辊子上设置有叶片，所述上料驱动装置用于驱动所述上料辊子相对于所述砂浆槽转动。

10.根据权利要求9所述的墙面抹灰机器人的前端装置，其特征在于，所述前端装置还包括砂浆回收槽，所述抹平机构为第二皮带输送机，所述基座上设置有回收导轨，所述砂浆回收槽能够沿所述回收导轨在回收位置和上料位置之间移动，当所述砂浆回收槽位于所述回收位置时，所述砂浆回收槽能够回收所述第二皮带输送机输送的砂浆；当所述砂浆回收槽位于所述上料位置时，所述砂浆回收槽能够将砂浆倾倒入所述砂浆槽内。

11.一种墙面抹灰机器人，其特征在于，包括自动导引运输车、支撑架、提升机构及权利要求1-10任一项所述的前端装置，所述支撑架安装于所述自动导引运输车上，所述支撑架上设置有垂直导轨，所述前端装置与所述垂直导轨滑动配合，所述提升机构用于驱动所述前端装置沿所述垂直导轨上下移动。

12.根据权利要求11所述的墙面抹灰机器人，其特征在于，所述垂直导轨活动安装于所述支撑架，所述墙面抹灰机器人还包括位姿调节装置，所述位姿调节装置用于调节所述垂直导轨的位置以及姿态。

13.根据权利要求12所述的墙面抹灰机器人，其特征在于，所述位姿调节装置包括上端滑轨组件和下端调节组件，所述上端滑轨组件包括滑杆和两个滑轨，所述滑杆沿左右方向延伸，所述滑轨沿前后方向延伸，所述滑杆的两端分别与所述两个滑轨滑动配合，所述垂直导轨的上端通过关节轴承滑动连接于所述滑杆，所述下端调节组件包括第一驱动件、第二驱动件及第三驱动件，所述第一驱动件与所述垂直导轨的下端相连且用于驱动所述垂直导轨沿滑杆移动，所述第二驱动件与所述垂直导轨的下端相连且用于驱动所述垂直导轨沿所述滑轨移动，所述第三驱动件与所述垂直导轨的下端相连且用于驱动所述垂直导轨绕所述关节轴承转动。

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