CN111203773B - 打磨执行装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种打磨执行装置，属于建筑机械自动化技术领域。本申请提出一种打磨执行装置，包括支撑架，支撑架包括支撑架本体和多个支腿，每个支腿的一端可转动地安装于支撑架本体，另一端用于与待打磨的墙面抵接；打磨单元，打磨单元安装于支撑架本体，并用于打磨墙面；以及转动驱动机构，转动驱动机构用于驱动支腿相对于支撑架本体转动，以改变支撑架的整体宽度。当需要打磨较窄的墙面时，多个支腿能够相对于支撑架本体转动，在确保多个支腿仍能抵接于墙面的同时，使得支撑架的整体宽度变窄，以便于伸入狭小的空间实现打磨。

Description

打磨执行装置

技术领域

本申请涉及建筑机械自动化技术领域，具体而言，涉及一种打磨执行装置。

背景技术

在建筑施工领域，需要将砂浆抹平到墙体表面上，以实现美观、厚度均匀的抹灰层。目前，现有的自动打磨机器人能够实现机械化地抹平作业。其中一种方法为，在对墙面打磨时通过激光和传感器测量来保证打磨效果，通过测量墙面的绝对水平度和绝对垂直度来确定打磨精度。该种打磨方法不仅控制复杂，对墙面的预先处理要求较高，且精度难以保证。另一种方法为，在对墙面打磨时使用多个伸缩支腿抵接于墙面，通过多个伸缩支腿来找平，以使打磨机械手的基准作业面相对于墙面水平，来保证打磨精度。但是，该种打磨方法需要占据较大的墙面空间，仅适用于广阔的墙面打磨。

发明内容

为此，本申请提出一种打磨执行装置，能够适应不同宽度的墙面，对窄墙也能进行打磨。

本申请的一些实施例提出一种打磨执行装置，包括支撑架，支撑架包括支撑架本体和多个支腿，每个支腿的一端可转动地安装于支撑架本体，另一端用于与待打磨的墙面抵接；打磨单元，打磨单元安装于支撑架本体，并用于打磨墙面；以及转动驱动机构，转动驱动机构用于驱动支腿相对于支撑架本体转动，以改变支撑架的整体宽度。

多个支腿抵接于待打磨的墙面，从而使得打磨单元打磨多个支腿与墙面的抵接点之间的墙面。当需要打磨较窄的墙面时，多个支腿能够相对于支撑架本体转动，在确保多个支腿仍能抵接于墙面的同时，使得支撑架的整体宽度变窄，以便于伸入狭小的空间实现打磨。

另外，根据本申请的一些实施例的打磨执行装置还具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一些实施例，每个支腿包括腿杆、抵墙件和找平驱动机构，腿杆的一端与支撑架可转动地连接，另一端通过找平驱动机构与抵墙件相连，找平驱动机构能够驱动抵墙件伸缩以实现支撑架的找平。在墙面凹凸不平的情况下，通过找平驱动机构，能够驱动抵墙件伸缩，来使支撑架进行找平，以保证打磨单元的作业基准面维持不变，进而保证打磨精度。

根据本申请的一些实施例，找平驱动机构为步进丝杆电机。该种布置形式易于安装，成本低廉，且能够高精度地实现抵墙件伸缩。

根据本申请的一些实施例，抵墙件为滚轮。支撑架本体能够沿着墙面移动，以带动打磨单元移动至墙面的下一个分区，以连续打磨墙面。该种布置形式简化了打磨执行装置的移动过程，还不会损伤已打磨好的墙面。

根据本申请的一些实施例，腿杆呈L形并包括转动段和支撑段，转动段的一端可转动地安装于支撑架，另一端与支撑段相连，支撑段的远离转动段的一端安装有找平驱动机构。

根据本申请的一些实施例，支腿的数量为四个。通过四个支腿抵接于墙面，能够均匀地支撑起支撑架本体。

根据本申请的一些实施例，支撑架包括直线驱动机构，直线驱动机构安装于支撑架本体并能够带动打磨单元沿支撑架整体的长度方向移动。直线驱动机构能够带动打磨单元在其行程上往复移动，以对墙面的一个分区进行打磨。在支撑架上设置直线驱动机构，使用直线驱动机构来驱动打磨单元沿支撑架整体的长度方向移动，便于对整个墙面进行分区打磨作业。

根据本申请的一些实施例，打磨单元包括打磨机械手和打磨头，打磨机械手安装于直线驱动机构，打磨机械手的执行端安装有打磨头，打磨头用于打磨墙面。通过打磨机械手，能够带动打磨头进一步地移动，以完整地打磨墙面的一个分区。

根据本申请的一些实施例，直线驱动机构包括第一电机、主动轴、从动轴和皮带，第一电机、主动轴和从动轴均安装于支撑架本体，皮带安装于主动轴和从动轴，皮带上安装有打磨单元，第一电机能够通过主动轴驱动皮带转动，以通过皮带带动打磨单元同步移动。该种形式的直线驱动机构构造简单，易于组装，成本低廉。

根据本申请的一些实施例，支撑架本体包括第一支架和第二支架，主动轴设置于第一支架，从动轴设置于第二支架，其中两个支腿安装于第一支架，另外两个支腿安装于第二支架。第一支架和第二支架相互分离，且均固定安装于打磨机器人的执行端。通过该种布置形式，既能够固定第一支架和第二支架，还能够灵活地调节直线驱动机构的直线行程。

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为本申请第一实施例提供的打磨执行装置的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本申请第一实施例提供的打磨执行装置中第一支腿的结构示意图；

图4为本申请第一实施例提供的打磨执行装置进行常规墙面打磨时四个支腿所具有的状态图；

图5为本申请第一实施例提供的打磨执行装置进行窄墙打磨时四个支腿所具有的状态图。

图标：100-打磨执行装置；10-支撑架；11-支撑架本体；111-第一支架；1111-第一安装座；112-第二支架；12-支腿；121-腿杆；1211-转动段；1212-支撑段；1213-第一端；1214-第二端；1215-第三端；1216-第四端；122-抵墙件；123-找平驱动机构；13-直线驱动机构；131-第一电机；132-主动轴；134-皮带；141-第一支腿；142-第二支腿；143-第三支腿；144-第四支腿；20-打磨单元；21-打磨机械手；211-打磨执行端；212-第二安装座；213-移动机构；22-打磨头；30-转动驱动机构；31-第二电机；32-换向减速器；200-墙面。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，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。

请参照图1和图2，本申请第一实施例的打磨执行装置100，包括支撑架10、打磨单元20和转动驱动机构30。

支撑架10包括支撑架本体11和多个支腿12，每个支腿12的一端可转动地安装于支撑架本体11，另一端用于与待打磨的墙面200抵接。打磨单元20安装于支撑架本体11，并用于打磨墙面200。转动驱动机构30用于驱动支腿12相对于支撑架本体11转动，以改变支撑架10的整体宽度。

支撑架10用于安装于打磨机器人的执行端，多个支腿12抵接于待打磨的墙面200，从而使得打磨单元20打磨多个支腿12与墙面200的抵接点之间的墙面部分。容易理解的，当需要打磨较窄的墙面200时，多个支腿12能够相对于支撑架本体11转动，一方面，使得多个支腿12仍能抵接于墙面200；另一方面，使得支撑架10的整体宽度变窄，以便于伸入狭小的空间实现打磨。

本申请第一实施例的打磨执行装置100能够适应不同宽度的墙面，对窄墙也能进行打磨。

下述本申请第一实施例的打磨执行机构的各部件的结构与相互传动关系。

请参照图1，支撑架10包括支撑架本体11和多个支腿12，支撑架10与打磨机器人的执行端固定连接，能够抵接于待打磨的墙面200，还用于安装打磨单元20。

请参照图5，在本申请的描述中，支撑架10的整体长度指的是支撑架10在x方向上的总长度，支撑架10的整体宽度指的是支撑架10在y方向上的总长度。

下述支撑架10的各部件的具体构造。

支撑架本体11用于与打磨机器人的执行端固定相连，且用于安装打磨单元20、多个支腿12以及用于驱动支腿12转动的转动驱动机构30。

请参照图1，在本申请的一些实施例中，支撑架本体11包括相互分离的第一支架111和第二支架112，第一支架111和第二支架112在支撑架10的整体长度方向上间隔布置，且均固定安装于打磨机器人的执行端。容易理解的，通过该种布置形式，既能够固定第一支架111和第二支架112，还能够灵活地调节下述的直线驱动机构13的直线行程。

在其他实施例中，支撑架本体11也可以为一体式结构，既易于安装于打磨机器人的执行端，又能够保证安装精度。

在本申请的一些实施例中，支腿12的数量为四个。容易理解的，通过四个支腿12抵接于墙面200，能够均匀地支撑起支撑架本体11。

请参照图1，其中两个支腿12安装于第一支架111，另外两个支腿12安装于第二支架112。为了便于描述，安装于第一支架111的两个支腿12分别为第一支腿141和第二支腿142，安装于第二支架112的两个支腿12分别为第三支腿143和第四支腿144。

优选地，第一支腿141、第二支腿142、第三支腿143和第四支腿144分别布置于整个支撑架本体11的四个角，以稳定地抵接于墙面200。

在本申请的一些实施例中，四个支腿12具有相同的构造，且相对于支撑架本体11的中心对称布置。

请参照图3，以第一支腿141为例，第一支腿141包括腿杆121、抵墙件122和找平驱动机构123，腿杆121的一端与第一支架111可转动地连接，另一端通过找平驱动机构123与抵墙件122相连。

请参照图3，其中，腿杆121呈L形，包括转动段1211和支撑段1212。转动段1211包括第一端1213和第二端1214，第一端1213可转动地安装于第一支架111，第二端1214与支撑段1212相连。支撑段1212包括第三端1215和第四端1216，第三端1215与转动段1211的第二端1214固定连接，第四端1216安装有找平驱动机构123，找平驱动机构123的输出端安装有抵墙件122，抵墙件122用于与墙面200抵接。

在本申请的一些实施例中，支撑段1212垂直抵接于墙面200，转动段1211和支撑段1212相互垂直。该种布置形式使转动段1211具有较大的转动半径，当四个支腿12相对于支撑架本体11转动时，能够较明显的改变支撑架10整体的宽度。在其他实施例中，转动段1211也可以与支撑段1212呈钝角布置，以增加支撑架本体11与墙面200之间的间距，便于布置其他部件。

作为转动段1211的第一端1213与第一支架111转动连接的一种示例形式，第一支架111上可拆卸地安装有第一安装座1111，第一端1213铰接于第一安装座1111，以能够相对于第一支架111转动。

进一步地，转动驱动机构30包括四个第二电机31，四个第二电机31与四个支腿12一一对应。

其中，第一支腿141和第二支腿142的转动方向相反且同步，第三支腿143和第四支腿144的转动方向相反且同步，以使第一支腿141和第二支腿142相互靠拢或张开，第三支腿143和第四支腿144相互靠拢或张开。

请参照图2和图3，以与第一支腿141对应的第二电机31为例，第二电机31通过换向减速器32安装于第一支架111，换向减速器32与第一支腿141的第一端1213传动连接。

作为一种示例形式，第一端1213固定安装有转轴，转轴可转动地安装于第一安装座1111，换向减速器32的输出端与转轴传动连接。当第二电机31运行时，能够带动转轴转动，以驱动第一支腿141转动。在其他实施例中，换向减速器32的输出端与转轴也可以以齿轮啮合传的形式传动连接。

请参照图3，在本申请的一些实施例中，抵墙件122为滚轮。容易理解的，在打磨机器人的驱动下，打磨执行装置100的支撑架本体11能够沿着墙面200移动，以带动打磨单元20移动至墙面200的下一个分区，以连续打磨墙面200。将抵墙件122设置为滚轮，在打磨执行装置100移动的同时，滚轮发生转动且抵接于墙面200。该种布置形式简化了打磨执行装置100的移动过程，还不会损伤已打磨好的墙面200。

在其他实施例中，抵墙件122也可以为具有较大面积的柔性圆盘，能够稳定地抵接于墙面200。

请参照图3，找平驱动机构123能够驱动抵墙件122伸缩，以实现支撑架10的找平。容易理解的，在墙面200凹凸不平的情况下，通过找平驱动机构123，能够驱动抵墙件122伸缩，来使支撑架10进行找平，以保证打磨单元20的作业基准面维持不变，进而保证打磨精度。

在本申请的一些实施例中，找平驱动机构123为步进丝杆电机，步进丝杆电机安装于支撑段1212的第四端1216，输出端与抵墙件122相连。在其他实施例中，找平驱动机构123也可以为液压装置或者其他伸缩机构。

请参照图1，支撑架10还包括直线驱动机构13，直线驱动机构13安装于支撑架本体11，并能够带动打磨单元20沿支撑架10整体的长度方向移动，即沿x方向移动。容易理解的，直线驱动机构13能够带动打磨单元20在其行程上往复移动，以对墙面200的一个分区进行打磨。当一个分区打磨工作结束后，在打磨机器人的驱动下，支撑架10移动至下一个分区，再进行下一个分区的打磨，实现对整个墙面200进行分区打磨作业。

请参照图3，在本申请的一些实施例中，直线驱动机构13包括第一电机131、主动轴132(图中没有示出内部结构，此处仅示意布置位置)、从动轴(图中没有示出)和皮带134，第一电机131、主动轴132和从动轴均安装于支撑架本体11，皮带134安装于主动轴132和从动轴，皮带134上安装有打磨单元20，第一电机131能够通过主动轴132驱动皮带134转动，以通过皮带134带动打磨单元20同步移动。

其中，主动轴132可转动地设置于第一支架111，从动轴可转动地设置于第二支架112，第一电机131安装于第一支架111且与主动轴132传动连接。请参照图1，第一支架111和第二支架112沿着支撑架10的整体长度方向间隔布置；相应地，主动轴132和从动轴也沿着支撑架10的整体长度方向间隔布置。皮带134绷紧于主动轴132和从动轴，在第一电机131的驱动下，主动轴132能够驱动皮带134转动。打磨单元20安装于皮带134，当皮带134转动时，打磨单元20在沿着支撑架10的整体长度方向上同步移动。

在其他实施例中，直线驱动机构13也可以为简单的直线导轨。

请参照图1，打磨单元20安装于支撑架10，用于打磨墙面200。经过四个支腿12的找平，支撑架本体11具有与预设的打磨平面平行的基准作业面，打磨单元20基于基准作业面进行打磨，从而保证打磨精度。

在本申请的一些实施例中，打磨单元20包括打磨机械手21和打磨头22，打磨机械手21安装于直线驱动机构13的皮带134，打磨机械手21具有打磨执行端211，打磨执行端211安装有打磨头22，打磨头22用于打磨墙面200。

请参照图1，进一步地，打磨机械手21还包括第二安装座212和移动机构213，第二安装座212与皮带134相连，并能够跟随皮带134同步移动，移动机构213安装于第二安装座212，并能够驱动打磨执行端211相对于第二安装座212进一步地移动，以完整地打磨墙面200的一个分区。

请参照图1和图5，作为一种示例形式，移动机构213进一步地包括升降连杆机构与直线导轨，直线导轨安装于升降连杆机构的末端，升降连杆机构能够带动直线导轨基于第二安装座212在y方向上移动，直线导轨能够带动打磨头22进一步地在x方向上移动。

在其他实施例中，移动机构213也可以为其他形式的能够带动打磨头22在x、y方向上移动的驱动机构，例如两组直线导轨。

打磨头22用于打磨墙面200，为成熟的部件，在此不进一步赘述。

请参照图4，打磨执行装置100对常规墙面进行打磨的方法如下：

第一支腿141和第二支腿142之间的夹角为α₁，优选地，α₁＝180°；同样的，第三支腿143和第四支腿144也呈180°角布置；

第一支腿141、第二支腿142、第三支腿143和第四支腿144抵接于墙面200，每个支腿12的找平驱动机构123驱动抵墙件122伸缩，以实现支撑架本体11的找平；

直线驱动机构13带动打磨单元20沿着x方向在其行程内移动，打磨单元20对四个支腿12与墙面200的抵接点之间的墙面200部分进行打磨。

请参照图5，当需要打磨窄墙时，打磨执行装置100的调整动作如下：

在转动驱动机构30的驱动下，第一支腿141和第二支腿142对称地相互靠拢，使第一支腿141和第二支腿142之间的夹角为α₂，α₂＜α₁，使第一支腿141的抵墙件122和第二支腿142的抵墙件均能够抵接于墙面200；同步地，第三支腿143和第四支腿144也相互靠拢并能够抵接于墙面200；

第一支腿141、第二支腿142、第三支腿143和第四支腿144通过各自的找平驱动机构123驱动其动抵墙件122伸缩，以实现支撑架本体11的找平；

在直线驱动机构13的驱动下，打磨单元20沿着x方向在其行程内移动，打磨单元20对四个支腿12与墙面200的抵接点之间的墙面200部分进行打磨。

容易理解的，本申请第一实施例的打磨执行装置100能够根据墙面200的宽窄作出适应性调整，使支撑架10的整体宽度变窄，以适应窄墙打磨，并通过四个支腿12抵接于墙面200，并通过伸缩以实现支撑架本体11的找平。通过该种构造形式，在墙面200较窄的情况下，能够通过调节四个支腿12相对于支撑架本体11的相对位置，来调整支撑架10抵接于墙面200的四个点，保证支撑架10能够稳定地抵接于墙面200，并通过找平来确保基准工作面的精确度，进而保证了打磨精度。进一步地，能够在墙面200的周围设置有障碍物的情况下，打磨执行装置100能够缩小整体宽度，使打磨执行装置100能够到达墙面200并进行打磨，将打磨执行装置100安装于打磨机器人的执行端，能够提高打磨机器人的打磨灵活性。

本申请第二实施例的打磨机器人，安装有本申请第一实施例中的打磨执行装置100。通过打磨执行装置100，打磨机器人能够打磨不同宽度的墙体，并具有较好的打磨精度。

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 (7)

1.一种打磨执行装置，其特征在于，包括：

支撑架，所述支撑架包括支撑架本体和多个支腿，所述支撑架本体用于与打磨机器人的执行端固定相连，每个支腿的一端可转动地安装于所述支撑架本体，另一端用于与待打磨的墙面抵接；

打磨单元，所述打磨单元安装于所述支撑架本体，并用于打磨墙面；

转动驱动机构，所述转动驱动机构用于驱动所述支腿相对于所述支撑架本体转动，以改变所述支撑架的整体宽度；

每个支腿包括腿杆、抵墙件和找平驱动机构，所述腿杆的一端与所述支撑架可转动地连接，另一端通过所述找平驱动机构与所述抵墙件相连，所述找平驱动机构能够驱动所述抵墙件伸缩以实现所述支撑架的找平；

所述抵墙件为滚轮；

所述找平驱动机构为步进丝杆电机。

2.根据权利要求1所述的打磨执行装置，其特征在于，所述腿杆呈L形并包括转动段和支撑段，所述转动段的一端可转动地安装于所述支撑架，另一端与所述支撑段相连，所述支撑段的远离所述转动段的一端安装有所述找平驱动机构。

3.根据权利要求1所述的打磨执行装置，其特征在于，所述支腿的数量为四个。

4.根据权利要求3所述的打磨执行装置，其特征在于，所述支撑架包括直线驱动机构，所述直线驱动机构安装于所述支撑架本体并能够带动所述打磨单元沿所述支撑架整体的长度方向移动。

5.根据权利要求4所述的打磨执行装置，其特征在于，所述打磨单元包括：

打磨机械手和打磨头，所述打磨机械手安装于所述直线驱动机构，所述打磨机械手的执行端安装有所述打磨头，所述打磨头用于打磨墙面。

6.根据权利要求4所述的打磨执行装置，其特征在于，所述直线驱动机构包括第一电机、主动轴、从动轴和皮带，所述第一电机、所述主动轴和所述从动轴均安装于所述支撑架本体，所述皮带安装于所述主动轴和所述从动轴，所述皮带上安装有所述打磨单元，所述第一电机能够通过所述主动轴驱动所述皮带转动，以通过所述皮带带动所述打磨单元同步移动。

7.根据权利要求6所述的打磨执行装置，其特征在于，所述支撑架本体包括第一支架和第二支架，所述主动轴设置于所述第一支架，所述从动轴设置于所述第二支架，其中两个支腿安装于所述第一支架，另外两个支腿安装于所述第二支架。

Images