CN111287417A - 高层楼宇外壁智能喷涂机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高层楼宇外壁智能喷涂机器人及其控制方法，机器人由上机体和下机体组成，上机体安装在建筑物的楼顶上，由上机体中的卷扬设备通过绳索对下机体进行竖向提吊；下机体由吸附足附着在建筑物的外墙壁上，并能够利用吸附足实现在墙面上的上下行走，设置在下机体上的喷枪运动工作台具有多个自由度，设置在喷枪运动工作台中的喷枪能够分别进行X向、Y向和Z向的移动，以及进行绕Z轴的转动。本发明抗风能力强、安全系数高，其配合设置控制器可实现智能喷涂，能有效提高喷涂质量和喷涂效率。

Description

高层楼宇外壁智能喷涂机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及高层楼宇外壁喷涂装置，尤其涉及一种抗风、自动爬壁的外壁喷涂机器人及其控制方法。

背景技术

目前，高层建筑的外墙已禁止采用瓷砖、马赛克等容易脱落的材料进行装饰，越来越多的外墙开始使用各种颜色的涂料进行喷涂。传统的喷涂方式是由工人搭乘吊篮进行高空作业，其存在的问题：一是高空作业给操作人员的生命安全带来严重威胁，有风时吊篮晃动，存在严重的安全隐患；二是人工喷涂的涂层质量因人为因素具有不确定性，如运枪的速度、喷涂的距离和喷涂量等；三是操作人员长期直接接触涂料不利于身体健康；四是人工作业劳动强度大、效率低。

中国专利CN109898811A、公开日20190618，其公开了一种高层建筑外墙喷涂机器人，该机器人本体的下端固定连接四个三轴机械臂，每个三轴机械臂的下端固定连接有吸附机构，吸附机构外壳下端的橡胶密封圈与墙面接触。实际应用中，其仅仅依赖吸附机构吸附在建筑物的外墙存在可靠性问题，当风速较大或在爬壁行走时，机器人容易从高空跌落，虽在机器人本体侧壁上设置有可适时开启的气囊盒，但不慎跌落时，仍然可能摔坏机器人或砸损物品。

中国专利CN206436255U、公开日20170825，其公开了一种高层建筑外墙喷涂智能机器人，该机器人的吊篮两端由自动升降机构的吊篮牵引索相连接，吊篮牵引索连接在高层建筑外墙楼顶的吊臂上，开启电机控制通过牵引索使吊篮升降。实际应用中，机器人上吊篮及其内部机构仅由牵引索与楼顶机构相连接，在有风的天气中，高空中的吊篮产生晃动，安全性大大降低；即使在无风的天气里，当气雾喷枪垂直墙面喷涂时，因存在反冲力，吊篮同样会发生晃动。这种不稳定状态不仅带来安全隐患，也会影响喷涂质量，还会造成涂料的浪费。

中国专利CN109736546A、公开日20190510，其公开了一种用于外墙面刮灰、喷涂、清洗的模块化多功能机器人，由基座控制机器人和作业机器人两部分构成。其基座控制机器人通过伸缩的吊装支架，在缆绳控制下负责作业机器人的位置移动；其作业机器人根据传感器的检测在需要施工区域进行施工作业。实际应用中，作业机器人在升降过程和工作过程中与墙面均无联系，没有抗风能力，风力作用下的作业机器人会在空中晃动，十分危险；作业机器人与墙面间没有支撑，风吹或者喷涂反冲力会导致作业机器人与墙面发生碰撞。

中国专利CN109162431A、公开日20190108，其公开了一种高楼墙面喷涂机器人，包括卷扬机、电动线缆收放器、楼顶移动吊车、全景摄像头、风速仪、遥控装置、绳索、电缆线等；卷扬机和电动线缆收放器都安装在楼顶移动吊车上面，卷扬机通过绳索连接着喷涂装置，喷涂装置的上侧与清灰装置等连接在一起；清灰装置上的涵道风扇产生墙面附着力，并且抵抗横向来风，保持整体的稳定；设有充气轮，随着卷扬机提升而运动，来保证立面行走时的方向，可以减震或越过低高度的障碍。在实际应用中，该机器人存在以下问题：起支撑和导向作用的充气轮与卷扬机控制的绳索之间没有配合行走；充气轮是被动转动，在下放过程中，充气轮转动与绳索移动很难同步，绳索或松弛或受到拉力，使机器人运行速度不稳定，导致喷涂不均匀；另外，依靠涵道风扇产生墙面附着力不可靠，吸附力不足，抗风效果差。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种抗风能力强、安全系数高，其配合设置控制器能够实现智能喷涂的高层楼宇外壁智能喷涂机器人及其控制方法，从而提高喷涂质量和喷涂效率。

本发明高层楼宇外壁智能喷涂机器人的结构特点是：

所述机器人由上机体和下机体组成，上机体安装在建筑物的楼顶上，下机体附着在建筑物的外墙壁上；

所述上机体的结构形式为：在楼顶上且沿楼顶的外沿设置轨道，在轨道上配合设置滑动块，平台支撑在所述滑动块上，并能沿轨道移动；在所述平台上设置卷扬设备，所述卷扬设备包括带编码器的卷扬电机，由卷扬电机通过卷扬传动机构驱动卷筒，绳索一端卷绕在卷筒上，另一端经定滑轮转向后连接在下机体的吊耳上，利用卷扬设备通过绳索对下机体进行竖向提吊；

所述下机体的结构形式为：以壳体为机架，在壳体的内侧设置下机体行走机构，在壳体的外侧设置喷枪运动工作台；所述内侧是指朝向墙面的一侧，所述外侧是指朝向墙外的一侧；

所述行走机构由中间板、底板和行走滑台构成；

在所述中间板的内侧，位于中间板的两端分别固定设置有中间板吸附足，所述中间板能够利用所述中间板吸附足吸附在墙面上；

所述底板是在上横梁板和下横梁板之间连接竖向连板构成的“工”字形整体结构，底板位于所述中间板的内侧；在其竖向连板的外侧设置呈竖向的底板导轨，中间板利用行走滑台与底板导轨滑动配合，在所述中间板与竖向连板之间设置由行走伺服电机驱动的丝杠螺母传动机构，使中间板在行走伺服电机的驱动下能够沿底板导轨竖向移动，所述下机体的吊耳设置在底板的上横梁板的两端；在所述上横梁板和下横梁板的内侧，位于上横梁板和下横梁板的两端均设置有底板吸附足，所述底板能够利用所述底板吸附足吸附在墙面上；所述壳体与底板中的上横梁板和下横梁板固定连接；

所述喷枪运动工作台是具有四个自由度的喷枪运动工作台，包括：

C向转动模组，其由C轴伺服电机驱动蜗杆蜗轮减速机的输出转轴的旋转；喷枪的枪杆尾部固定设置在所述输出转轴上，实现喷枪绕Z轴的C向转动；

Z向移动模组，其由Z轴伺服电机驱动Z向丝杠旋转，通过丝杠螺母机构带动Z向滑台在Z向滑轨上实现Z向移动；所述蜗杆蜗轮减速机的基座固定设置在Z向滑台上，由所述Z向滑台带动实现喷枪的Z向移动；

X向移动模组，是由X轴伺服电机驱动X向同步带机构，带动固定设置在所述X向同步带机构中的皮带上的X向滑块在X向滑轨上的X向移动；所述Z向滑台的基座固定设置在所述X向滑块上，由所述X向滑块带动实现喷枪的X向移动；

Y向移动模组，是由Y轴伺服电机驱动Y向同步带机构，带动固定设置在Y向同步带机构中的皮带上的Y向滑块在Y向滑轨上沿Y向移动；所述X向移动模组的基座与Y向滑块固定连接，由所述Y向滑块带动实现喷枪的Y向移动；所述Y向滑轨固定设置在壳体的外侧并呈竖向；所述X向滑轨和Z向滑轨均呈水平。

本发明高层楼宇外壁智能喷涂机器人的特点也在于：所述卷扬传动机构为：卷扬电机的转动输出通过盘形联轴器驱动由轴承座支承的减速机的输出轴，所述卷筒是分处在减速机的输出轴两端的第一卷筒和第二卷筒；所述绳索分别卷绕在第一卷筒和第二卷筒上，并一一对应经第一定滑轮和第二定滑轮与下机体上对应位置处的吊耳相连接；所述第一定滑轮和第二定滑轮分别设置在滑动架的两端，所述滑动架与固定架呈“十字”连接，并且滑动架能够在固定架上自由前后移动，所述前后移动是指处在水平面上且与轨道垂直的方向；所述卷扬电机、减速机、轴承座以及固定架均固定设置在平台上，平台的移动位置由锁紧螺栓进行锁定。

本发明高层楼宇外壁智能喷涂机器人的特点也在于：所述Y向移动模组为两组，分别为第一Y向移动模组和第二Y向移动模组，两组Y向移动模组中的Y向滑轨相互平行，所述Y轴伺服电机通过中间轴同步驱动两组Y向移动模组中的Y向同步带机构；所述X向移动模组的基座在两端一一对应地与两组Y移动模组中的Y向滑块固定连接，使所述X向移动模组支撑在两组Y向移动模组上形成“H”形构架。

本发明高层楼宇外壁智能喷涂机器人的特点也在于：各吸附足由推杆电机、推杆和真空吸盘组组成，推杆电机控制推杆的伸缩，设置真空泵控制真空吸盘组产生负压或解除负压；利用两台真空泵分别控制中间板吸附足和底板吸附足与外墙壁之间的吸合或松开；在吸附足内设置用于检测吸附压力负压传感器。

本发明高层楼宇外壁智能喷涂机器人的特点也在于：所述壳体在四周采用能减小风阻的流线型面，用于检测风速的四只风速检测仪一一对应设置在所述壳体的外侧的四个转角位置处，用于检测上下移动范围内障碍物的激光传感器分别设置在壳体的顶部和底部，用于获得喷涂环境图像的全景摄像头安装在壳体的顶部，用于检测下机体位姿的陀螺仪安装在中间板的外侧，并在中间板的外侧分别设置蓄电池，以及用于接收来自手持操作盒的控制信号的电控盒。

本发明高层楼宇外壁智能喷涂机器人的控制方法的特点是：设置下机体上下移动的控制方法为：所有吸附足均释放负压，使所有吸附足与外墙壁脱离吸附，利用卷扬电机直接使下机体提升或下降。

本发明高层楼宇外壁智能喷涂机器人的控制方法的特点也在于：设置下机体上下移动的控制方法为：

步骤1：首先使各底板吸附足与外墙壁吸合，底板获得固定；随后使各中间板吸附足与外墙壁松开，再由行走伺服电机进行正向驱动，使中间板相对于固定的底板向上移动达到顶部；

步骤2：首先使各中间板吸附足与外墙壁吸合，中间板获得固定；随后使各底板吸附足与外墙壁松开，再由行走伺服电机进行反向驱动，使底板相对于固定的中间板向上移动达到顶部，下机体随底板向上移动一个步伐；重复步骤1和步骤2实现下机体按设定距离向上移动；

按步骤1和步骤2相应的控制方式，使得在步骤1中的中间板相对于固定的底板向下移动达到底部；在步骤2中，底板相对于固定的中间板向下移动达到底部，则下机体随底板向下移动一个步伐，以此实现下机体按设定距离向下移动。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明中上机体和下机体组合的结构形式，使喷涂机器人抗风能力强、安全系数高，其多自由度的工作台使喷枪喷涂动作灵活，作业空间大，有效提高喷涂质量和喷涂效率；

2、本发明上机体中卷扬设备通过两根绳索同步牵引下机体，可以保证机器人的稳定运行、避免发生倾覆；其上机体中的滑动架能够在固定架上自由前后移动，在机器人遇到窗台、阳台等墙面突起物时，滑动架能够随之在固定架上移动位置，从而自动适应下机体与突起物表面之间的距离；

3、本发明中机器人无论是在爬壁过程还是在喷涂过程中，其下机体一方面有足够多的吸附足吸牢在外墙壁上，另一方面被楼顶的两条绳索牵引，有效保证了下机体的稳定性；在下机体上升或下降的移动过程中，中间板吸附足与外墙壁吸合，同时，下机体还被绳索牵引，保证了移动过程稳定可靠，抗风能力强；在喷枪的喷涂作业中，所有吸附足均与外墙壁吸合，加之下机体由绳索牵引，有效保证了喷涂作业中的可靠抗风，有效抵抗喷枪垂直墙面喷涂所产生的反冲力，保证下机体稳定，由此大大提高安全性，提高喷涂质量；

4、本发明中下机体的行走功能是以中间板和底板中吸附足与墙面交替吸附，不仅提高了抗风能力，还具备一定的越障能力；

5、本发明在风速小，风力不影响下机体稳定的情况下，针对下机体的上下移动可以直接由卷扬设备实现，方便快捷，控制灵活；

6、本发明在下机体的外周采用减小风阻的流线型面设计，可以有效抵抗横向来风，提高下机体的平稳性；

7、本发明配合设置各传感器、检测仪、电控盒以及手持操作盒等，可实现智能控制，无需工人进入吊篮，大大提高了机器人的可靠性、稳定性和安全性，也可用于高层建筑外墙的清洗作业或外墙检测作业。

附图说明

图1为本发明机器人使用状态示意图；

图2为本发明机器人三维结构示意图；

图3为本发明机器人中下机体结构示意图；

图4为本发明机器人中喷枪运动工作台结构示意图；

图5为本发明机器人壳体示意图；

图6为本发明机器人中行走机构示意图；

图7为本发明机器人中吸附足结构示意图；

图8为本发明机器人行走路径示意图。

图中标号：1上机体、2下机体、3外墙壁、4建筑物、5第一定滑轮、6减速机、7盘形联轴器、8卷扬电机、9编码器、10锁紧螺栓、11轴承座、12第二卷筒、13第二定滑轮、14固定架、15滑动架、16第一卷筒、17楼顶、18壳体、19喷枪运动工作台、20喷枪、21中间板、22底板、23轨道、24绳索、25左端吊耳、26右端吊耳、27第一激光传感器、28第二激光传感器、29第一风速仪、30第二风速仪、31第三风速仪、32第四风速仪、33上横梁左端吸附足、34上横梁右端吸附足、35下横梁左端吸附足、36下横梁右端吸附足、37第一中间板吸附足、38第二中间板吸附足、39第三中间板吸附足、40第四中间板吸附足、41全景摄像头、42电控盒、43陀螺仪、44蓄电池、45行走伺服电机、46行走联轴器、47第一直线导轨、48第二直线导轨、49丝杠、50支承座、51行走机构、52为X轴伺服电机、53为X向同步带机构、54第一Y向滑块、55第一Y向滑轨、56第一Y向移动模组、57为C轴伺服电机、58为X向滑轨、59蜗杆蜗轮减速机、60第二Y向移动模组、61第二Y向滑轨、62第二Y向滑块、63为Y轴伺服电机、64第二Y向同步带、65中间轴、66为X向滑块、67输出转轴、68为Z向滑台、69为Z轴伺服电机、70第一Y向同步带、71为X向移动模组、72为Z向丝杠、73真空吸盘组、74推杆电机、75推杆、76滑动块、77平台、78行走滑台。

具体实施方式

参见图1和图2，本实施例中高层楼宇外壁智能喷涂机器人由上机体1和下机体2组成，上机体1安装在建筑物4的楼顶17上，下机体2附着在建筑物4的外墙壁3上。

如图1所示，上机体1的结构形式为：在楼顶17上且沿楼顶17的外沿设置轨道23，在轨道23上配合设置滑动块76，平台77支撑在滑动块76上，并能沿轨道23移动；在平台77上设置卷扬设备，卷扬设备包括带编码器9的卷扬电机8，由卷扬电机8通过卷扬传动机构驱动卷筒，绳索24一端卷绕在卷筒上，另一端经定滑轮转向后连接在下机体2的吊耳上，利用卷扬设备通过绳索24对下机体2进行竖向提吊。

图2中所示的卷扬传动机构为：卷扬电机8的转动输出通过盘形联轴器7驱动由轴承座11支承的减速机6的输出轴，卷筒是分处在减速机6的输出轴两端的第一卷筒16和第二卷筒12；绳索24分别卷绕在第一卷筒16和第二卷筒12上，并一一对应经第一定滑轮5和第二定滑轮13与下机体2上对应位置处的吊耳相连接；第一定滑轮5和第二定滑轮13分别设置在滑动架15的两端，滑动架15与固定架14呈“十字”连接，并且滑动架15能够在固定架14上自由前后移动，前后移动是指处在水平面上且与轨道23垂直的方向；卷扬电机8、减速机6、轴承座11以及固定架14均固定设置在平台77上，平台77的移动位置由锁紧螺栓10进行锁定。

如图2、图3和图6所示，下机体2的结构形式为：以壳体18为机架，在壳体18的内侧设置下机体行走机构51，在壳体18外侧设置喷枪运动工作台19；内侧是指朝向墙面的一侧，外侧是指朝向墙外的一侧；行走机构51由中间板21、底板22和行走滑台78构成；在中间板21的内侧，位于中间板21的两端分别固定设置有各中间板吸附足，如图6所示的同在中间板左端的第一中间板吸附足37、第二中间板吸附足38，以及同在中间板右侧的第三中间板吸附足39和第四中间板吸附足40；中间板21能够利用各中间板吸附足吸附在墙面上；底板22是在上横梁板和下横梁板之间连接竖向连板构成的“工”字形整体结构，底板22位于中间板21的内侧；在其竖向连板的外侧设置呈竖向的底板导轨，图6中所示为相互平行的第一直线导轨47和第二直线导轨48；中间板21与行走滑台78的螺母座固定连接，利用行走滑台78与底板导轨滑动配合，在中间板21与竖向连板之间设置由行走伺服电机45驱动的丝杠螺母传动机构，行走伺服电机45经行走联轴器46驱动丝杠49转动，丝杠49的一端安装在支承座50上，支承座50以及行走滑台78的基座均固定设置在底板22上，使中间板21在行走伺服电机45驱动下能够沿底板导轨竖向移动，下机体2的吊耳设置在底板22的上横梁板两端，分别为左端吊耳25和右端吊耳26；在上横梁板和下横梁板的内侧设置各底板吸附足，分别是上横梁板两端一一对应设置的上横梁左端吸附足33和上横梁右端吸附足34，以及下横梁板两端一一对应设置的下横梁左端吸附足35和下横梁右端吸附足36，底板22能够利用各底板吸附足吸附在墙面上；壳体18与底板22中的上横梁板和下横梁板固定连接。

如图2和图4所示，喷枪运动工作台19是具有四个自由度的喷枪运动工作台，包括：

C向转动模组，其由C轴伺服电机57驱动蜗杆蜗轮减速机59的输出转轴67的旋转；喷枪20的枪杆尾部固定设置在输出转轴67上，实现喷枪20绕Z轴的C向转动。

Z向移动模组，其由Z轴伺服电机69驱动Z向丝杠72旋转，通过丝杠螺母机构带动Z向滑台68在Z向滑轨上实现Z向移动；蜗杆蜗轮减速机59的基座固定设置在Z向滑台68上，由Z向滑台68带动实现喷枪20的Z向移动。

X向移动模组71，是由X轴伺服电机52驱动X向同步带机构53，带动固定设置在X向同步带机构53中的皮带上的X向滑块66在X向滑轨58上的X向移动；Z向滑台68的基座固定设置在X向滑块66上，由X向滑块66带动实现喷枪20的X向移动。

Y向移动模组，是由Y轴伺服电机63驱动Y向同步带机构，带动固定设置在Y向同步带机构中的皮带上的Y向滑块在Y向滑轨上沿Y向移动；X向移动模组71的基座与Y向滑块固定连接，由Y向滑块带动实现喷枪20的Y向移动；Y向滑轨固定设置在壳体18的外侧并呈竖向；X向滑轨和Z向滑轨均呈水平。

如图3和图4所示，本实施例中Y向移动模组为两组，分别为第一Y向移动模组56和第二Y向移动模组60，两组Y向移动模组中的Y向滑轨相互平行，分别为第一Y向滑轨55和第二Y向滑轨61，Y轴伺服电机63通过中间轴65同步驱动两组Y向移动模组中的Y向同步带机构，分别是第一Y向同步带70和第二Y向同步带64；X向移动模组71的基座在两端一一对应地与两组Y移动模组中的第一Y向滑块54和第二Y向滑轨62固定连接，使X向移动模组71支撑在两组Y向移动模组上形成“H”形构架。

如图7所示，本实施例中各吸附足由推杆电机74、推杆75和真空吸盘组73组成，推杆电机74控制推杆75的伸缩，设置真空泵控制真空吸盘组73产生负压或解除负压；利用两台真空泵分别控制中间板吸附足和底板吸附足与外墙壁3之间的吸合或松开；在吸附足内设置用于检测吸附压力负压传感器。

如图3和图5所示，本实施例中将壳体18在四周采用能减小风阻的流线型面，用于检测风速的第一风速仪29、第二风速仪30、第三风速仪31和第四风速仪32共四只风速检测仪一一对应设置在壳体18的外侧的四个转角位置处；用于检测上下移动范围内障碍物的激光传感器分别设置在壳体18的不同位置上，包括顶部、底部、左侧和右侧等，图3中的所示分别为位于壳体顶部左侧和右侧的第一激光传感器27和第二激光传感器28；用于获得喷涂环境图像的全景摄像头41安装在壳体18的顶部；如图6所示，用于检测下机体位姿的陀螺仪43安装在中间板21的外侧，并在中间板21的外侧分别设置蓄电池44，以及用于接收来自手持操作盒的控制信号的电控盒42；在手持操作盒与电控盒42之间建立无线或有线信号传递，操作者立于楼顶或地面，利用手持操作盒实现对机器人的智能控制。

当风速很小时，设置下机体上下移动的控制方法为：所有吸附足均释放负压，使所有吸附足与外墙壁3脱离吸附，利用卷扬电机8直接使下机体提升或下降；利用编码器9对卷扬电机8的转角和转速进行测量，从而控制下机体2的升降高度和升降速度。

在风大的情况下，设置下机体上下移动的控制方法为：

步骤1：首先使各底板吸附足与外墙壁3吸合，底板22获得固定；随后使各中间板吸附足与外墙壁3松开，再由行走伺服电机45进行正向驱动，使中间板21相对于固定的底板22向上移动达到顶部；

步骤2：首先使各中间板吸附足与外墙壁3吸合，中间板21获得固定；随后使各底板吸附足与外墙壁3松开，再由行走伺服电机45进行反向驱动，使底板22相对于固定的中间板21向上移动达到顶部，下机体随底板22向上移动一个步伐；重复步骤1和步骤2实现下机体按设定距离向上移动；

按步骤1和步骤2相应的控制方式，使得在步骤1中的中间板21相对于固定的底板22向下移动达到底部；在步骤2中，底板22相对于固定的中间板21向下移动达到底部，则下机体随底板22向下移动一个步伐，以此实现下机体按设定距离向下移动。

在上升和下移过程中，应该控制卷扬电机8使绳索24与底板22保持为相同的上升或下降速度，一方面避免相互干扰，另一方面更能稳定下机体。

如图8所示，当下机体2在外墙壁3上不断间歇移动，最终完成一个竖面的喷涂任务后，松开下机体2上所有吸附足且松开上机体1上螺栓10，将平台77沿着轨道23推移一定距离，再紧固螺栓10，吸牢所有吸附足，即为下一个外墙竖面的喷涂做好了准备。

当中间板21和底板22上的所有吸附足均与外墙壁3处于吸合状态时，即可开启喷枪20进行外墙壁3的喷涂作业。喷枪20在电控盒42的控制下可以获得四个自由度：在X轴伺服电机52的驱动下，喷枪20实现X向运动，完成喷枪20在外墙壁3的水平喷涂；在Y轴伺服电机63的驱动下，喷枪20可以实现Y向运动，从而完成喷枪20在外墙壁3上的竖直喷涂；在Z轴伺服电机69的驱动下，喷枪20实现Z向运动，从而调节喷枪20与外墙壁3之间的距离；在C轴伺服电机57的驱动下，喷枪20可以实现绕Z轴的C向转动，从而完成喷枪20在外墙壁3的旋转喷涂。

喷涂机器人在控制箱42的控制下，下机体2在建筑物外墙壁3上可以从上往下或从下往上进行往复喷涂作业；喷枪20在建筑物外墙壁3上可以从左往右或从右往左进行往复喷涂作业。

当遇到窗台、阳台等墙面突起物时，机器人上机体1的滑动架15可以在固定架14上自由滑动，从而自动适应下机体2与突起物表面之间的距离；楼顶上机体1的平移也可采用自动控制实现。

Claims (7)

1.一种高层楼宇外壁智能喷涂机器人，其特征是：

所述机器人由上机体(1)和下机体(2)组成，上机体(1)安装在建筑物(4)的楼顶(17)上，下机体(2)附着在建筑物(4)的外墙壁(3)上；

所述上机体(1)的结构形式为：在楼顶(17)上且沿楼顶(17)的外沿设置轨道(23)，在轨道(23)上配合设置滑动块(76)，平台(77)支撑在所述滑动块(76)上，并能沿轨道(23)移动；在所述平台(77)上设置卷扬设备，所述卷扬设备包括带编码器(9)的卷扬电机(8)，由卷扬电机(8)通过卷扬传动机构驱动卷筒，绳索(24)一端卷绕在卷筒上，另一端经定滑轮转向后连接在下机体(2)的吊耳上，利用卷扬设备通过绳索(24)对下机体(2)进行竖向提吊；

所述下机体(2)的结构形式为：以壳体(18)为机架，在壳体(18)的内侧设置下机体行走机构(51)，在壳体(18)的外侧设置喷枪运动工作台(19)；所述内侧是指朝向墙面的一侧，所述外侧是指朝向墙外的一侧；

所述行走机构(51)由中间板(21)、底板(22)和行走滑台(78)构成；

在所述中间板(21)的内侧，位于中间板(21)的两端分别固定设置有中间板吸附足，所述中间板(21)能够利用所述中间板吸附足吸附在墙面上；

所述底板(22)是在上横梁板和下横梁板之间连接竖向连板构成的“工”字形整体结构，底板(22)位于所述中间板(21)的内侧；在其竖向连板的外侧设置呈竖向的底板导轨，中间板(21)利用行走滑台(78)与底板导轨滑动配合，在所述中间板(21)与竖向连板之间设置由行走伺服电机(45)驱动的丝杠螺母传动机构，使中间板(21)在行走伺服电机(45)的驱动下能够沿底板导轨竖向移动，所述下机体(2)的吊耳设置在底板(22)的上横梁板的两端；在所述上横梁板和下横梁板的内侧，位于上横梁板和下横梁板的两端均设置有底板吸附足，所述底板(22)能够利用所述底板吸附足吸附在墙面上；所述壳体(18)与底板(22)中的上横梁板和下横梁板固定连接；

所述喷枪运动工作台(19)是具有四个自由度的喷枪运动工作台，包括：

C向转动模组，其由C轴伺服电机(57)驱动蜗杆蜗轮减速机(59)的输出转轴(67)的旋转；喷枪(20)的枪杆尾部固定设置在所述输出转轴(67)上，实现喷枪(20)绕Z轴的C向转动；

Z向移动模组，其由Z轴伺服电机(69)驱动Z向丝杠(72)旋转，通过丝杠螺母机构带动Z向滑台(68)在Z向滑轨上实现Z向移动；所述蜗杆蜗轮减速机(59)的基座固定设置在Z向滑台(68)上，由所述Z向滑台(68)带动实现喷枪(20)的Z向移动；

X向移动模组(71)，是由X轴伺服电机(52)驱动X向同步带机构(53)，带动固定设置在所述X向同步带机构(53)中的皮带上的X向滑块(66)在X向滑轨上的X向移动；所述Z向滑台(68)的基座固定设置在所述X向滑块(66)上，由所述X向滑块(66)带动实现喷枪(20)的X向移动；

Y向移动模组，是由Y轴伺服电机(63)驱动Y向同步带机构，带动固定设置在Y向同步带机构中的皮带上的Y向滑块在Y向滑轨上沿Y向移动；所述X向移动模组(71)的基座与Y向滑块固定连接，由所述Y向滑块带动实现喷枪(20)的Y向移动；所述Y向滑轨固定设置在壳体(18)的外侧并呈竖向；所述X向滑轨和Z向滑轨均呈水平。

2.根据权利要求1所述高层楼宇外壁智能喷涂机器人，其特征是：所述卷扬传动机构为：卷扬电机(8)的转动输出通过盘形联轴器(7)驱动由轴承座(11)支承的减速机(6)的输出轴，所述卷筒是分处在减速机(6)的输出轴两端的第一卷筒(16)和第二卷筒(12)；所述绳索(24)分别卷绕在第一卷筒(16)和第二卷筒(12)上，并一一对应经第一定滑轮(5)和第二定滑轮(13)与下机体(2)上对应位置处的吊耳相连接；所述第一定滑轮(5)和第二定滑轮(13)分别设置在滑动架(15)的两端，所述滑动架(15)与固定架(14)呈“十字”连接，并且滑动架(15)能够在固定架(14)上自由前后移动，所述前后移动是指处在水平面上且与轨道(23)垂直的方向；所述卷扬电机(8)、减速机(6)、轴承座(11)以及固定架(14)均固定设置在平台(77)上，平台(77)的移动位置由锁紧螺栓(10)进行锁定。

3.根据权利要求1所述高层楼宇外壁智能喷涂机器人，其特征是：所述Y向移动模组为两组，分别为第一Y向移动模组(56)和第二Y向移动模组(60)，两组Y向移动模组中的Y向滑轨相互平行，所述Y轴伺服电机(63)通过中间轴(65)同步驱动两组Y向移动模组中的Y向同步带机构；所述X向移动模组(71)的基座在两端一一对应地与两组Y移动模组中的Y向滑块固定连接，使所述X向移动模组(71)支撑在两组Y向移动模组上形成“H”形构架。

4.根据权利要求1所述高层楼宇外壁智能喷涂机器人，其特征是：各吸附足由推杆电机(74)、推杆(75)和真空吸盘组(73)组成，推杆电机(74)控制推杆(75)的伸缩，设置真空泵控制真空吸盘组(73)产生负压或解除负压；利用两台真空泵分别控制中间板吸附足和底板吸附足与外墙壁(3)之间的吸合或松开；在吸附足内设置用于检测吸附压力负压传感器。

5.根据权利要求1所述高层楼宇外壁智能喷涂机器人，其特征是：所述壳体(18)在四周采用能减小风阻的流线型面，用于检测风速的四只风速检测仪一一对应设置在所述壳体(18)的外侧的四个转角位置处，用于检测上下移动范围内障碍物的激光传感器分别设置在壳体(18)的顶部和底部，用于获得喷涂环境图像的全景摄像头(41)安装在壳体(18)的顶部，用于检测下机体位姿的陀螺仪(43)安装在中间板(21)的外侧，并在中间板(21)的外侧分别设置蓄电池(44)，以及用于接收来自手持操作盒的控制信号的电控盒(42)。

6.权利要求1所述的高层楼宇外壁智能喷涂机器人的控制方法，其特征是：设置下机体上下移动的控制方法为：所有吸附足均释放负压，使所有吸附足与外墙壁(3)脱离吸附，利用卷扬电机(8)直接使下机体提升或下降。

7.权利要求1所述的高层楼宇外壁智能喷涂机器人的控制方法，其特征是：设置下机体上下移动的控制方法为：

步骤1：首先使各底板吸附足与外墙壁(3)吸合，底板(22)获得固定；随后使各中间板吸附足与外墙壁(3)松开，再由行走伺服电机(45)进行正向驱动，使中间板(21)相对于固定的底板(22)向上移动达到顶部；

步骤2：首先使各中间板吸附足与外墙壁(3)吸合，中间板(21)获得固定；随后使各底板吸附足与外墙壁(3)松开，再由行走伺服电机(45)进行反向驱动，使底板(22)相对于固定的中间板(21)向上移动达到顶部，下机体随底板(22)向上移动一个步伐；重复步骤1和步骤2实现下机体按设定距离向上移动；

按步骤1和步骤2相应的控制方式，使得在步骤1中的中间板(21)相对于固定的底板(22)向下移动达到底部；在步骤2中，底板(22)相对于固定的中间板(21)向下移动达到底部，则下机体随底板(22)向下移动一个步伐，以此实现下机体按设定距离向下移动。

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