CN111774966B - 建筑墙面腻子打磨操作臂及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了建筑墙面腻子打磨操作臂及机器人，包括行走机构、行走机构由伺服电机A、液压杆、行走架、传动轮、直线轴承套和安装板构成，行走架呈“L”形，且伺服电机A的传动轴贯穿行走架的侧壁并与传动轮相连接，液压杆同规格对称设置于伺服电机A两侧并固定连接于行走架表面，液压杆的传动轴端与安装板固定连接，直线轴承套呈对称固定连接于行走架底部；与现有建筑墙面腻子打磨装置相比，能够实现自动化打磨，杜绝人工打磨给工人身体造成影响，且提高装修效率，同时在打磨工作中，操作臂始终与墙面保持贴合，有效实现了对墙面打磨的平整度和平滑度，且有效配合了建筑整体装修进度。

Description

建筑墙面腻子打磨操作臂及机器人

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，具体讲是建筑墙面腻子打磨操作臂及机器人。

背景技术

我国目前的建筑面积已经达到了近600亿平方米，每年新建的面积也在持续增加，同时每年新建16亿至20亿平方米，其中我国建筑95%以上是高耗能建筑，而建筑施工和装饰过程中，墙面打磨是墙面装修中非常重要的一个环节，是提高墙面平整度、细致程度和最终效果的重要手段，而腻子就是平整墙体表面的装饰凝材料，是厚浆状涂料，是涂料粉刷前必不可少的产品，涂施于底漆上或直接涂施于物体上，用以清除被涂物表面上高低不平的缺陷。

目前，针对大型建筑墙面的腻子打磨设备较少，人工打磨不仅效率低，而且还会对工人身体造成影响，在打磨工作中，传统打磨需要工人进行目测和反复拿捏，而每次的打磨-拿起的过程必定又会造成多次痕迹及打磨不平整，使降低打磨效率大大降低，甚至还会大大降低整体的建筑装修进度。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供建筑墙面腻子打磨操作臂及机器人，能够实现自动化打磨，杜绝人工打磨给工人身体造成影响，且提高装修效率，同时在打磨工作中，操作臂始终与墙面保持贴合，有效实现了对墙面打磨的平整度和平滑度，且有效配合了建筑整体装修进度。

本发明是这样实现的，构造建筑墙面腻子打磨操作臂，包括行走机构、行走机构由伺服电机A、液压杆、行走架、传动轮、直线轴承套和安装板构成，行走架呈“L”形，且伺服电机A的传动轴贯穿行走架的侧壁并与传动轮相连接，液压杆同规格对称设置于伺服电机A两侧并固定连接于行走架表面，液压杆的传动轴端与安装板固定连接，直线轴承套呈对称固定连接于行走架底部；

打磨装置、打磨装置由打磨盘、安装盘、伺服电机B、打磨盘连接座、连接杆、滑台连接座和定位板构成，安装盘固定连接于打磨盘背面，伺服电机B通过设置于其侧面的三根连接杆与打磨盘连接座背面相连接，同时伺服电机B传动轴贯穿打磨盘连接座的中心位置并连接有弹性联轴器A，且伺服电机B传动轴通过弹性联轴器A与安装盘相连接，伺服电机B通过弹性联轴器A使安装盘协同打磨盘进行循环正反转；

执行装置、执行装置主要包括滑轨、步进电机、传动轴、弹性联轴器B、同步带安装盒、固定座、滑动套件、碳纤维杆、同步带保护盒和连接座铰链，步进电机和同步带安装盒分别对应安装于固定座的一侧及顶部，且步进电机的传动轴端连接有弹性联轴器B，滑轨呈对称连接于同步带安装盒及同步带保护盒之间靠上的位置，且滑动套件安装在滑轨上，同步带保护盒与滑台连接座三个侧面相连接；

滑动套件为三组，其主要由滑块板、同步带、滑块连接块、滑块固定块、转轴、鱼眼轴承和滑孔构成，滑块连接块固定连接于滑块板底部，同步带贯穿设置于滑块板底部的中心位置并与滑块板固定连接，滑块固定块通过螺栓连接于滑块板表面靠前端位置，转轴呈横向贯穿设置于滑块固定块内且两端连接至鱼眼轴承，滑孔开设于滑块连接块内侧并与滑轨保持相对滑动连接，同步带拉动滑块板在滑轨的行程内保持滑动，同时三组滑块板各自滑动形成三组联动，滑块固定块的顶部设有对称的碳纤维杆，且碳纤维杆的两端均具有鱼眼轴承，位于碳纤维杆顶端的鱼眼轴承之间设有连接座铰链，位于碳纤维杆底端的鱼眼轴承通过转轴与滑块固定块保持转动，位于碳纤维杆顶端的鱼眼轴承通过连接座铰链与打磨盘连接座侧面铰接，滑块固定块滑动过程中联动碳纤维杆带动打磨盘连接座进行拉扯形成扭动效果。

进一步的，伺服电机B体积小于碳纤维杆及打磨盘连接座之间形成的收纳空间，且碳纤维杆的极限运动轨迹不与伺服电机B接触。

进一步的，同步带安装盒及同步带保护盒内部设有将同步带保持传动的皮带轮，同步带安装盒及同步带保护盒底部设有保持带，且保持带与滑块连接块之间有缝隙不接触。

进一步的，步进电机具有电机控制端，鱼眼轴承的两侧嵌入设置有轴承垫片。

进一步的，碳纤维杆为碳纤维材质，且其两端具有螺纹并与鱼眼轴承相连接。

构造建筑墙面腻子打磨机器人，包括提升板、提升板表面还安装有行走臂、定位架和限位杆，定位架固定连接于提升板两侧且限位杆呈对称连接于定位架的内侧，行走臂直立固定于提升板表面；

底座、底座的内侧安装有动力装置，底座的底部固定连接有配重车架，配重车架的侧面设有麦克纳姆轮，动力装置作用于与麦克纳姆轮的传动轮；

及剪叉架，剪叉架安装于提升板及底座之间，底座表面安装有水平螺杆机，且水平螺杆机作用于剪叉架。

限位杆嵌入设置于权利要求1直线轴承套内，且限位杆与直线轴承套之间保持相对滑动连接，行走臂的顶部设有齿条，齿条与权利要求1传动轮保持啮合。

本发明的具体优点体现为：

优点1：利用传动轮与行走臂顶部的齿条啮合，同时使直线轴承套与限位杆之间保持滑动，使行走架保持来回运动状态，同时安装板上设置有多个螺栓孔便于将其与定位板进行连接，随后液压杆通过外部液压控制系统进行开闭，推动整个打磨装置进行伸缩调节，从而有效实现全方位移动打磨，从而有效解放人力和半自动打磨，且打磨效率高，且操作臂在移动的过程中有效保证了整体打磨的平整度。

优点2：同步带拉动滑块板在滑轨的行程内保持滑动，同时三组滑块板各自滑动形成三组联动，同时由步进电机带动同步带安装盒中的同步带进行传动，由同步带带动滑块板进行移动，滑块固定块上的转轴带动碳纤维杆以鱼眼轴承为圆心转动配合滑块板的移动形成稳定的移动系统，三组滑动套件围成的三组联动效果能够有效对安装在其顶部的打磨盘连接座进行拉伸调节，从而有效实现了打磨均匀细腻的效果，且相比人工打磨精度更高，更为省力，且杜绝了腻子粉对工人的伤害。

优点3：机器人不仅可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，而且静止后对地面的抓地性较强，便于在施工建筑内进行移动和作业；伺服电机A401、伺服电机B503和步进电机601同样采用动力装置电力系统进行电驱，而其与水平螺杆机、液压杆控制端则接入PLC自动系统内，实现自动打磨，配合操作臂对整体建筑装修效率大大提高。

附图说明

图1是本发明建筑墙面腻子打磨操作臂及机器人结构示意图；

图2是本发明中行走机构的结构示意图；

图3是本发明中提升板的结构示意图；

图4是本发明打磨装置的结构示意图；

图5是本发明打磨装置的局部结构示意图；

图6是本发明中图5的正视图；

图7是本发明中执行装置的结构示意图；

图8是本发明图5中A部分放大示意图；

图9是本发明图7中B部分放大图；

图例说明格式：提升板10、行走臂101、定位架102、限位杆103、底座20、麦克纳姆轮201、动力装置202、配重车架203、剪叉架30、水平螺杆机301、行走机构40、伺服电机A401、液压杆402、行走架403、传动轮404、直线轴承套405、安装板406、打磨装置50、打磨盘501、安装盘502、伺服电机B503、打磨盘连接座504、弹性联轴器A541、连接杆542、滑台连接座505、定位板506、执行装置60、滑轨600、步进电机601、电机控制端602、传动轴603、弹性联轴器B604、同步带安装盒605、固定座606、滑动套件607、滑块板671、同步带672、滑块连接块673、滑块固定块674、转轴675、鱼眼轴承676、轴承垫片677、保持带678、滑孔679、碳纤维杆608、同步带保护盒609、连接座铰链610。

具体实施方式

下面将结合附说明书附图对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；此外，术语“第一”、“第二”、“第三”“上、下、左、右”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同时，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。

实施例一：

本发明通过改进在此提供建筑墙面腻子打磨操作臂，如说明书附图2所示，可以按照如下方式予以实施；包括行走机构40、行走机构40由伺服电机A401、液压杆402、行走架403、传动轮404、直线轴承套405和安装板406构成，行走架403呈“L”形，且伺服电机A401的传动轴贯穿行走架403的侧壁并与传动轮404相连接，液压杆402同规格对称设置于伺服电机A401两侧并固定连接于行走架403表面，液压杆402的传动轴端与安装板406固定连接，直线轴承套405呈对称固定连接于行走架403底部；由伺服电机A401驱动传动轮404进行转动，利用传动轮404与行走臂101顶部的齿条啮合，同时使直线轴承套405与限位杆103之间保持滑动，使行走架403保持来回运动状态，同时安装板406上设置有多个螺栓孔便于将其与定位板506进行连接，随后液压杆402通过外部液压控制系统进行开闭，推动整个打磨装置50进行伸缩调节，从而有效实现全方位移动打磨。

如说明书附图4、9所示，打磨装置50、打磨装置50由打磨盘501、安装盘502、伺服电机B503、打磨盘连接座504、连接杆542、滑台连接座505和定位板506构成，安装盘502固定连接于打磨盘501背面，伺服电机B503通过设置于其侧面的三根连接杆542与打磨盘连接座504背面相连接，同时伺服电机B503传动轴贯穿打磨盘连接座504的中心位置并连接有弹性联轴器A541，且伺服电机B503传动轴通过弹性联轴器A541与安装盘502相连接，伺服电机B503通过弹性联轴器A541使安装盘502协同打磨盘501进行循环正反转，打磨盘501表面为一定目数的细砂纸层，且便于与安装盘502之间实现拆卸式连接，帮助选用不同目数的砂纸打磨。

如图5-8所示，执行装置60、执行装置60主要包括滑轨600、步进电机601、传动轴603、弹性联轴器B604、同步带安装盒605、固定座606、滑动套件607、碳纤维杆608、同步带保护盒609和连接座铰链610，步进电机601和同步带安装盒605分别对应安装于固定座606的一侧及顶部，且步进电机601的传动轴端连接有弹性联轴器B604，滑轨600呈对称连接于同步带安装盒605及同步带保护盒609之间靠上的位置，且滑动套件607安装在滑轨600上，同步带保护盒609与滑台连接座505三个侧面相连接；

其中，滑动套件607为三组，其主要由滑块板671、同步带672、滑块连接块673、滑块固定块674、转轴675、鱼眼轴承676和滑孔679构成，滑块连接块673固定连接于滑块板671底部，同步带672贯穿设置于滑块板671底部的中心位置并与滑块板671固定连接，滑块固定块674通过螺栓连接于滑块板671表面靠前端位置，转轴675呈横向贯穿设置于滑块固定块674内且两端连接至鱼眼轴承676，滑孔679开设于滑块连接块673内侧并与滑轨600保持相对滑动连接，同步带672拉动滑块板671在滑轨600的行程内保持滑动，同时三组滑块板671各自滑动形成三组联动，具体由步进电机601带动同步带安装盒605中的同步带672进行传动，由同步带672带动滑块板671进行移动，滑块固定块674上的转轴675带动碳纤维杆608以鱼眼轴承676为圆心转动配合滑块板671的移动形成稳定的移动系统，三组滑动套件607围成的三组联动效果能够有效对安装在其顶部的打磨盘连接座504进行拉伸调节，具体当滑块连接块673沿着滑轨600进行上下滑动时，对应的打磨盘连接座504会因碳纤维杆608的牵扯进行摆动，从而进一步有效将安装盘502及打磨盘501对需要打磨的墙面进行挤压调节，从而有效实现了打磨均匀细腻的效果，且相比人工打磨精度更高，更为省力。

滑块固定块674的顶部设有对称的碳纤维杆608，且碳纤维杆608的两端均具有鱼眼轴承676，位于碳纤维杆608顶端的鱼眼轴承676之间设有连接座铰链610，位于碳纤维杆608底端的鱼眼轴承676通过转轴675与滑块固定块674保持转动，位于碳纤维杆608顶端的鱼眼轴承676通过连接座铰链610与打磨盘连接座504侧面铰接，滑块固定块674滑动过程中联动碳纤维杆608带动打磨盘连接座504进行拉扯形成扭动效果，同时伺服电机B503驱动安装盘502，打磨盘连接座504为三叶草状，每个角侧面具有的连接座铰链610将打磨盘连接座504进行牵扯，增加灵活程度。

伺服电机B503体积小于碳纤维杆608及打磨盘连接座504之间形成的收纳空间，且碳纤维杆608的极限运动轨迹不与伺服电机B503接触，伺服电机B503体积较小，通过连接杆542将其有效与打磨盘连接座504连接，伺服电机B503通过弹性联轴器A541与安装盘502保持软连接，从而使安装盘502带动打磨盘501保持软连接防止应力集中对连接部造成断裂，且增加安装盘502的工作强度。

同步带安装盒605及同步带保护盒609内部设有将同步带672保持传动的皮带轮，同步带安装盒605及同步带保护盒609底部设有保持带678，且保持带678与滑块连接块673之间有缝隙不接触，步进电机601具有电机控制端602，鱼眼轴承676的两侧嵌入设置有轴承垫片677，步进电机601通过电机控制端602保持正反转和转速限定，且其传动轴带动同步带安装盒605内皮带轮转动使同步带672转动；

碳纤维杆608为碳纤维材质，且其两端具有螺纹并与鱼眼轴承676相连接，通过设置的碳纤维材质具有一定的柔韧性，有利于提高打磨盘501与墙面的契合，使打磨盘501更加柔韧的对墙面进行打磨作业。

实施例二：

本发明通过改进在此提供建筑墙面腻子打磨机器人，如说明书附图1、3所示，提升板10表面还安装有行走臂101、定位架102和限位杆103，定位架102固定连接于提升板10两侧且限位杆103呈对称连接于定位架102的内侧，行走臂101直立固定于提升板10表面；

底座20的内侧安装有动力装置202，底座20的底部固定连接有配重车架203，配重车架203的侧面设有麦克纳姆轮201，动力装置202作用于与麦克纳姆轮201的传动轮，动力装置202携带有液压系统和电力系统，其中采用电驱将麦克纳姆轮201内侧的传动轮进行驱动，不仅可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，而且静止后对地面的抓地性较强，便于在施工建筑内进行移动和作业；伺服电机A401、伺服电机B503和步进电机601同样采用动力装置202电力系统进行电驱，而其与水平螺杆机301、液压杆402控制端则接入PLC自动系统内，实现自动打磨；

剪叉架30安装于提升板10及底座20之间，底座20表面安装有水平螺杆机301，且水平螺杆机301作用于剪叉架30，剪叉架30通过液压系统驱动水平螺杆机301正反转，从而将剪叉架30进行伸缩，从而实现调节作业高低的目的，同时液压系统还用于驱动液压杆402，用于调节行走机构40；

限位杆103嵌入设置于直线轴承套405内，且限位杆103与直线轴承套405之间保持相对滑动连接；行走臂101的顶部设有齿条，齿条与传动轮404保持啮合。行走臂101上的齿条与传动轮404与之间啮合后使行走机构40进行来回移动，同时使直线轴承套405与限位杆103之间保持滑动，便于增加移动稳定性。

综上所述；本发明所述建筑墙面腻子打磨操作臂及机器人，与现有建筑墙面腻子打磨装置相比，能够实现自动化打磨，杜绝人工打磨给工人身体造成影响，且提高装修效率，同时在打磨工作中，操作臂始终与墙面保持贴合，有效实现了对墙面打磨的平整度和平滑度，且有效配合了建筑整体装修进度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.建筑墙面腻子打磨操作臂，其特征在于：包括行走机构（40）、行走机构（40）由伺服电机A（401）、液压杆（402）、行走架（403）、传动轮（404）、直线轴承套（405）和安装板（406）构成，所述行走架（403）呈“L”形，且伺服电机A（401）的传动轴贯穿行走架（403）的侧壁并与传动轮（404）相连接，所述液压杆（402）同规格对称设置于伺服电机A（401）两侧并固定连接于行走架（403）表面，液压杆（402）的传动轴端与安装板（406）固定连接，直线轴承套（405）呈对称固定连接于行走架（403）底部；

打磨装置（50）、打磨装置（50）由打磨盘（501）、安装盘（502）、伺服电机B（503）、打磨盘连接座（504）、连接杆（542）、滑台连接座（505）和定位板（506）构成，所述安装盘（502）固定连接于打磨盘（501）背面，伺服电机B（503）通过设置于其侧面的三根连接杆（542）与打磨盘连接座（504）背面相连接，同时伺服电机B（503）传动轴贯穿打磨盘连接座（504）的中心位置并连接有弹性联轴器A（541），且伺服电机B（503）传动轴通过弹性联轴器A（541）与安装盘（502）相连接，伺服电机B（503）通过弹性联轴器A（541）使安装盘（502）协同打磨盘（501）进行循环正反转，同时安装板（406）上设置有多个螺栓孔便于将其与定位板（506）进行连接；

执行装置（60）、执行装置（60）主要包括滑轨（600）、步进电机（601）、传动轴（603）、弹性联轴器B（604）、同步带安装盒（605）、固定座（606）、滑动套件（607）、碳纤维杆（608）、同步带保护盒（609）和连接座铰链（610），步进电机（601）和同步带安装盒（605）分别对应安装于固定座（606）的一侧及顶部，且步进电机（601）的传动轴端连接有弹性联轴器B（604），所述滑轨（600）呈对称连接于同步带安装盒（605）及同步带保护盒（609）之间靠上的位置，且滑动套件（607）安装在滑轨（600）上，所述同步带保护盒（609）与滑台连接座（505）三个侧面相连接；

所述滑动套件（607）为三组，其主要由滑块板（671）、同步带（672）、滑块连接块（673）、滑块固定块（674）、转轴（675）、鱼眼轴承（676）和滑孔（679）构成，所述滑块连接块（673）固定连接于滑块板（671）底部，所述同步带（672）贯穿设置于滑块板（671）底部的中心位置并与滑块板（671）固定连接，所述滑块固定块（674）通过螺栓连接于滑块板（671）表面靠前端位置，转轴（675）呈横向贯穿设置于滑块固定块（674）内且两端连接至鱼眼轴承（676），所述滑孔（679）开设于滑块连接块（673）内侧并与滑轨（600）保持相对滑动连接，同步带（672）拉动滑块板（671）在滑轨（600）的行程内保持滑动，同时三组滑块板（671）各自滑动形成三组联动，所述滑块固定块（674）的顶部设有对称的碳纤维杆（608），且碳纤维杆（608）的两端均具有鱼眼轴承（676），位于碳纤维杆（608）顶端的鱼眼轴承（676）之间设有连接座铰链（610），位于碳纤维杆（608）底端的鱼眼轴承（676）通过转轴（675）与滑块固定块（674）保持转动，位于碳纤维杆（608）顶端的鱼眼轴承（676）通过连接座铰链（610）与打磨盘连接座（504）侧面铰接，所述滑块固定块（674）滑动过程中联动碳纤维杆（608）带动打磨盘连接座（504）进行拉扯形成扭动效果。

2.根据权利要求1所述建筑墙面腻子打磨操作臂，其特征在于：所述伺服电机B（503）体积小于碳纤维杆（608）及打磨盘连接座（504）之间形成的收纳空间，且碳纤维杆（608）的极限运动轨迹不与伺服电机B（503）接触。

3.根据权利要求1所述建筑墙面腻子打磨操作臂，其特征在于：所述同步带安装盒（605）及同步带保护盒（609）内部设有将同步带（672）保持传动的皮带轮，所述同步带安装盒（605）及同步带保护盒（609）底部设有保持带（678），且保持带（678）与滑块连接块（673）之间有缝隙不接触。

4.根据权利要求1所述建筑墙面腻子打磨操作臂，其特征在于：所述步进电机（601）具有电机控制端（602），所述鱼眼轴承（676）的两侧嵌入设置有轴承垫片（677）。

5.根据权利要求1所述建筑墙面腻子打磨操作臂，其特征在于：所述碳纤维杆（608）为碳纤维材质，且其两端具有螺纹并与鱼眼轴承（676）相连接。

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