CN112502408A - 一种可折叠的建筑施工机器人及建筑施工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可折叠的建筑施工机器人及建筑施工系统，机器人包括移动座体，移动座体上安装有施工组件；移动座体的两侧分别安装有支撑组件以及防风组件；支撑组件具有多个支撑轮以对移动座体形成多点支撑；防风组件具备配重块以及折叠支架；折叠支架置于移动座体与配重块之间；折叠支架能够呈现出折叠状态与展开状态两种状态；展开状态下，折叠支架使配重块远离移动座体；折叠状态下，防风组件整体对应的最小长方体变小。本发明通过设置防风组件，可使建筑施工机器人沿着建筑外墙运动时可靠稳定，不会由于环境风而晃动甚至脱离建筑外墙，将防风组件做成可折叠的形式，使得建筑施工机器人携带运输时维持较小的体积，增加携带运输的便利性。

Description

一种可折叠的建筑施工机器人及建筑施工系统

技术领域

本发明涉及建筑智能化装备技术领域，特别是涉及一种可折叠的建筑 施工机器人及建筑施工系统。

背景技术

当前高楼大厦越来越多，对于高楼大厦的外墙维护是一项艰巨的任务， 如外墙喷涂、清洗等施工作业大部分都需要人工来进行，当前市面上也有 一些可对建筑外墙进行施工的机器人，但这类机器人普遍体积庞大，携带 运输麻烦，且不易从电梯上楼顶。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种携带运 输方便的可折叠的建筑施工机器人及建筑施工系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明的可折叠的建筑施工机器人，其 包括移动座体，所述移动座体上安装有施工组件；所述移动座体的两侧分 别安装有支撑组件以及防风组件；所述支撑组件具有多个支撑轮以对所述 移动座体形成多点支撑；所述防风组件具备配重块以及折叠支架；所述折 叠支架置于所述移动座体与所述配重块之间；所述折叠支架能够呈现出折 叠状态与展开状态两种状态；展开状态下，所述折叠支架使所述配重块远离所述移动座体；折叠状态下，所述防风组件整体对应的最小长方体变小， 其中，所述最小长方体为在所述移动座体的坐标系下、可将所述防风组件 整体包围在内的所有长方体中最小的那个长方体。

进一步地，所述折叠支架包括安装台，所述安装台的两侧分别与所述 移动座体之间连接有第一连杆结构与第二连杆结构；所述配重块安装在所 述安装台上；所述第一连杆结构与第二连杆结构两者中至少一者的形态能 够发生变化，以使得所述安装台在平行状态与垂直状态之间切换；平行状 态下，所述安装台与所述移动座体平行；垂直状态下，所述安装台与所述 移动座体垂直。

进一步地，所述第一连杆结构包括固定连杆，所述固定连杆的一端固 定在所述移动座体上，所述安装台的一侧铰接在所述固定连杆的另一端； 所述第二连杆结构包括第一折叠连杆与第二折叠连杆，两者相互铰接；所 述第一折叠连杆与第二折叠连杆两者构成的杆链的两端分别连接在所述安 装台的另一侧及所述移动座体上；当所述安装台处于平行状态，所述第一 折叠连杆与第二折叠连杆共线处于平展状态，且两者构成的杆链的延展长度最长；当所述安装台处于垂直状态，所述第一折叠连杆与第二折叠连杆 相互平行处于对折状态，且两者构成的杆链的延展长度最短。

进一步地，所述第二连杆结构还包括活动套，所述活动套相对于所述 第一折叠连杆滑动安装；当所述第一折叠连杆与第二折叠连杆处于平展状 态，所述活动套的两端分别套接在所述第一折叠连杆与第二折叠连杆的端 部；

所述第二折叠连杆上具有限位钉，所述活动套上具备用于容置所述限 位钉的容置槽；当所述第一折叠连杆与第二折叠连杆处于对折状态，所述 限位钉置于所述容置槽内。

进一步地，所述活动套上安装有若干手拧螺钉，所述手拧螺钉的端部 作用于所述第一折叠连杆的外壁时可使所述活动套相对于所述第一折叠连 杆固定。

进一步地，所述支撑组件可在收纳状态与支撑状态之间切换，且在支 撑状态下所述支撑组件的有效支撑面积大于收纳状态下所述支撑组件的有 效支撑面积。

进一步地，所述支撑组件包括轮组件，每组所述轮组件均包括若干所 述支撑轮；所述轮组件通过旋转伸缩臂连接所述移动座体以使得所述轮组 件整体能相对于所述移动座体平移，且所述轮组件相对于其运动中心的方 位角及距离均能够变化，其中，所述运动中心为所述轮组件对应的所述旋 转伸缩臂与所述移动座体的连接点。

进一步地，所述轮组件相对于其运动中心的方位角及距离两者的变化 具有联动关系。

进一步地，所述轮组件包括组件架，所述组件架具有圆周阵列设置的 三个分叉部，每个所述分叉部的端部均转动安装有一个所述支撑轮；所述 组件架相对于所述旋转伸缩臂转动连接。

一种建筑施工系统，其包括上述的可折叠的建筑施工机器人，还包括 收放装置，所述收放装置用于驱动所述建筑施工机器人进行升降运动。

有益效果：本发明的可折叠的建筑施工机器人及建筑施工系统通过设 置防风组件，可使建筑施工机器人沿着建筑外墙运动时可靠稳定，不会由 于环境风而晃动甚至脱离建筑外墙，将防风组件做成可折叠的形式，使得 建筑施工机器人携带运输时维持较小的体积，增加携带运输的便利性。

附图说明

附图1为展开状态下可折叠的建筑施工机器人的结构图；

附图2为折叠状态下可折叠的建筑施工机器人的结构图；

附图3为附图2中A部分的放大结构图；

附图4为支撑组件的结构图；

附图5为传动组件的结构图；

附图6为建筑施工系统的结构图。

图中：1-移动座体；2-施工组件；3-支撑组件；31-支撑轮；32-越障组件；33-组件架；331-分叉部；34-旋转伸缩臂；341-主动伸缩单元；341-1-第一座体；341-2-第一伸缩单元；342-从动伸缩单元；342-1-第二座体；342-2-第二伸缩单元；343-连杆；344-平动座；345-固定齿轮；346-从动齿轮；347-变速齿轮箱；348-伞齿轮组；349-驱动丝杠；35-同步驱动组件；351-双头丝杠；352-滑座；353-驱动电机；354-驱动杆；41-配重块；42-折叠支架；421-安装台；422-固定连杆；423-第一折叠连杆；424-第二折叠连杆；425-活动套；426-限位钉；427-手拧螺钉；43-伸缩执行单元；5-收放装置；51-收放电机；52-收放轮；53-收放绳；54-架体；55-齿轮；56-横移驱动电机；571-滑轨；572-齿条；573-滑块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示的可折叠的建筑施工机器人，其包括移动座体1，所述移 动座体1上安装有施工组件2；所述移动座体1的两侧分别安装有支撑组件 3以及防风组件4；所述支撑组件3具有多个支撑轮31以对所述移动座体1 形成多点支撑；所述防风组件4具备配重块41以及折叠支架42；所述折叠 支架42置于所述移动座体1与所述配重块41之间；所述折叠支架42能够 呈现出折叠状态与展开状态两种状态；展开状态下，所述折叠支架42使所 述配重块41远离所述移动座体1；折叠状态下，所述防风组件4整体对应 的最小长方体变小，其中，所述最小长方体为在所述移动座体1的坐标系 下、可将所述防风组件4整体包围在内的所有长方体中最小的那个长方体。

进一步地，所述折叠支架42包括安装台421，所述安装台421的两侧 分别与所述移动座体1之间连接有第一连杆结构与第二连杆结构；所述配 重块41安装在所述安装台421上；所述第一连杆结构与第二连杆结构两者 中至少一者的形态能够发生变化，以使得所述安装台421在平行状态与垂 直状态之间切换；平行状态下，所述安装台421与所述移动座体1平行； 垂直状态下，所述安装台421与所述移动座体1垂直。

进一步地，所述第一连杆结构包括固定连杆422，所述固定连杆422的 一端固定在所述移动座体1上，所述安装台421的一侧铰接在所述固定连 杆422的另一端；所述第二连杆结构包括第一折叠连杆423与第二折叠连 杆424，两者相互铰接；所述第一折叠连杆423与第二折叠连杆424两者构 成的杆链的两端分别连接在所述安装台421的另一侧及所述移动座体1上， 本实施例中，第一折叠连杆423的一端通过滑块连接所述移动座体1，且第 一折叠连杆423与滑块铰接连接，第二折叠连杆424的一端铰接在安装台 421上；当所述安装台421处于平行状态，所述第一折叠连杆423与第二折 叠连杆424共线处于平展状态，且两者构成的杆链的延展长度最长；当所 述安装台421处于垂直状态，所述第一折叠连杆423与第二折叠连杆424 相互平行处于对折状态，且两者构成的杆链的延展长度最短。

采用上述结构，通过对第二连杆结构进行状态切换，可实现防风组件4 的状态切换，使得不使用时机器人整体的占用空间变小。

进一步地，所述第二连杆结构还包括活动套425，所述活动套425相对 于所述第一折叠连杆423滑动安装；当所述第一折叠连杆423与第二折叠 连杆424处于平展状态，所述活动套425的两端分别套接在所述第一折叠 连杆423与第二折叠连杆424的端部；

所述第二折叠连杆424上具有限位钉426，所述活动套425上具备用于 容置所述限位钉426的容置槽；当所述第一折叠连杆423与第二折叠连杆 424处于对折状态，所述限位钉426置于所述容置槽内。

进一步地，所述活动套425上安装有若干手拧螺钉427，所述手拧螺钉 427的端部作用于所述第一折叠连杆423的外壁时可使所述活动套425相对 于所述第一折叠连杆423固定。

通过上述结构，活动套425可使第二连杆结构保持在平展状态或对折 状态，实现第二连杆结构的状态稳定。

此外，为了在展开状态下使得配置块41相对于移动座体1的距离可调， 所述配置块41与所述安装台421之间设置有伸缩执行单元43。

进一步地，所述支撑组件3可在收纳状态与支撑状态之间切换，且在 支撑状态下所述支撑组件3的有效支撑面积大于收纳状态下所述支撑组件3 的有效支撑面积。

具体地，所述支撑组件3包括轮组件32，每组所述轮组件32均包括若 干所述支撑轮31；所述轮组件32包括组件架33，所述组件架33具有圆周 阵列设置的三个分叉部331，每个所述分叉部331的端部均转动安装有一个 所述支撑轮31；所述组件架33相对于所述旋转伸缩臂34转动连接。

所述轮组件32通过旋转伸缩臂34连接所述移动座体1以使得所述轮 组件32整体能相对于所述移动座体1平移，且所述轮组件32相对于其运 动中心的方位角及距离均能够变化，其中，所述运动中心为所述轮组件32 对应的所述旋转伸缩臂34与所述移动座体1的连接点。优选地，所述轮组 件32相对于其运动中心的方位角及距离两者的变化具有联动关系。

具体地，如附图4所示，上述旋转伸缩臂34包括主动伸缩单元341、 从动伸缩单元342以及连杆343，其中主动伸缩单元341具有能相对滑动的 第一座体341-1与第一伸缩单元341-2，所述从动伸缩单元342具有能相对 滑动的第二座体342-1与第二伸缩单元342-2；所述第一座体341-1与所述 第二座体342-1各有一端相对于所述移动座体1转动安装，所述连杆343 的两端分别铰接在所述第一座体341-1及所述第二座体342-1上；第一座体 341-1、第二座体342-1、连杆343以及所述移动座体1四者的相对铰接旋 转轴构成平行四边形的四个角点；所述第一伸缩单元341-2与第二伸缩单元 342-2的远离移动座体1的一端分别均铰接在平动座344上，所述组件架33 转动安装在所述平动座344上。通过该结构，可实现轮组件32只相对于移 动座体1平移而自身的位姿不会发生改变。

为了使所述轮组件32相对于其运动中心的方位角及距离两者的变化具 有联动关系，所述旋转伸缩臂34还包括固定齿轮345与从动齿轮346，所 述固定齿轮345固定在所述移动座体1上且其中心与第一座体341-1的转动 中心重合，所述从动齿轮346转动安装在所述第一座体341-1上，且其与所 述固定齿轮345啮合；所述从动齿轮346通过传动组件连接所述第一伸缩 单元341-2以驱动第一伸缩单元341-2相对于第一座体341-1伸缩。

如附图5所示，所述传动组件包括变速齿轮箱347、伞齿轮组348以及 驱动丝杠349；所述变速齿轮箱347的输入端与输出端分别连接所述伞齿轮 组348与所述驱动丝杠349，所述伞齿轮组348与所述从动齿轮346驱动连 接，所述第一伸缩单元341-2上固定有配合所述驱动丝杠349使用的丝杠螺 母。

为了实现四个旋转伸缩臂34相对于移动座体1同步运动，所述移动座 体1上还安装有同步驱动组件35，如附图4所示，所述同步驱动组件35包 括一双头丝杠351、两滑座352、一驱动电机353以及四个驱动杆354；所 述双头丝杠351相对于所述移动座体1转动安装，其两端各具有螺旋部， 且两端的螺旋部的旋向相反，两个滑座352上分别安装有与两个滑座352 呈螺旋副配合的丝杠螺母，双头丝杠351由驱动电机353驱动运转；每个 滑座352均通过两个驱动杆354连接两个旋转伸缩臂34，每个驱动杆354 的两端分别铰接在滑座352以及其对应的旋转伸缩臂34的第二座体342-1 上。如此，通过控制驱动电机353运转，可实现四个旋转伸缩臂34同步运 动，降低驱动成本。

本发明还提供了一种建筑施工系统，旨在解决当前对建筑外墙进行施 工时需要搭建脚手架，成本高，且施工人员安全性存在危险的问题，其包 括上述的可折叠的建筑施工机器人，还包括收放装置5，所述收放装置5用 于驱动所述建筑施工机器人进行升降运动。

所述收放装置5包括架体54，所述架体54可相对于建筑作可控的横向 平移运动；所述架体54上安装有收放组件，所述收放组件运转以驱动所述 机器人本体升高降低。

具体地，建筑顶部固定有滑轨571与齿条572，所述架体54上安装有 与所述滑轨571滑动配合的滑块573、与齿条572啮合的齿轮55以及与所 述齿轮55驱动连接的横移驱动电机56，如此通过控制所述横移驱动电机 56运转可控制所述架体54相对于建筑作可控的横向平移运动。

架体54上安装有收放电机51与收放轮52，收放轮52上卷绕有收放绳 53，收放绳53的一端固定在移动座体1上，通过上述结构，收放电机51 转动时可带动移动座体1作升降运动，当完成一路清洗作业，可控制架体 54相对于建筑横向移动一个步距的距离，进行下一路的作业，如此往复可 对整个建筑外墙进行施工，无需搭建脚手架，且无需人工直接参与，成本 低且解决了人员安全性的问题。

本发明的可折叠的建筑施工机器人及建筑施工系统通过设置防风组件， 可使建筑施工机器人沿着建筑外墙运动时可靠稳定，不会由于环境风而晃 动甚至脱离建筑外墙，将防风组件做成可折叠的形式，使得建筑施工机器 人携带运输时维持较小的体积，增加携带运输的便利性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进 和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可折叠的建筑施工机器人，其特征在于，其包括移动座体(1)，所述移动座体(1)上安装有施工组件(2)；所述移动座体(1)的两侧分别安装有支撑组件(3)以及防风组件(4)；所述支撑组件(3)具有多个支撑轮(31)以对所述移动座体(1)形成多点支撑；所述防风组件(4)具备配重块(41)以及折叠支架(42)；所述折叠支架(42)置于所述移动座体(1)与所述配重块(41)之间；所述折叠支架(42)能够呈现出折叠状态与展开状态两种状态；展开状态下，所述折叠支架(42)使所述配重块(41)远离所述移动座体(1)；折叠状态下，所述防风组件(4)整体对应的最小长方体变小，其中，所述最小长方体为在所述移动座体(1)的坐标系下、可将所述防风组件(4)整体包围在内的所有长方体中最小的那个长方体。

2.根据权利要求1所述的可折叠的建筑施工机器人，其特征在于，所述折叠支架(42)包括安装台(421)，所述安装台(421)的两侧分别与所述移动座体(1)之间连接有第一连杆结构与第二连杆结构；所述配重块(41)安装在所述安装台(421)上；所述第一连杆结构与第二连杆结构两者中至少一者的形态能够发生变化，以使得所述安装台(421)在平行状态与垂直状态之间切换；平行状态下，所述安装台(421)与所述移动座体(1)平行；垂直状态下，所述安装台(421)与所述移动座体(1)垂直。

3.根据权利要求2所述的可折叠的建筑施工机器人，其特征在于，所述第一连杆结构包括固定连杆(422)，所述固定连杆(422)的一端固定在所述移动座体(1)上，所述安装台(421)的一侧铰接在所述固定连杆(422)的另一端；所述第二连杆结构包括第一折叠连杆(423)与第二折叠连杆(424)，两者相互铰接；所述第一折叠连杆(423)与第二折叠连杆(424)两者构成的杆链的两端分别连接在所述安装台(421)的另一侧及所述移动座体(1)上；当所述安装台(421)处于平行状态，所述第一折叠连杆(423)与第二折叠连杆(424)共线处于平展状态，且两者构成的杆链的延展长度最长；当所述安装台(421)处于垂直状态，所述第一折叠连杆(423)与第二折叠连杆(424)相互平行处于对折状态，且两者构成的杆链的延展长度最短。

4.根据权利要求3所述的可折叠的建筑施工机器人，其特征在于，所述第二连杆结构还包括活动套(425)，所述活动套(425)相对于所述第一折叠连杆(423)滑动安装；当所述第一折叠连杆(423)与第二折叠连杆(424)处于平展状态，所述活动套(425)的两端分别套接在所述第一折叠连杆(423)与第二折叠连杆(424)的端部；

所述第二折叠连杆(424)上具有限位钉(426)，所述活动套(425)上具备用于容置所述限位钉(426)的容置槽；当所述第一折叠连杆(423)与第二折叠连杆(424)处于对折状态，所述限位钉(426)置于所述容置槽内。

5.根据权利要求4所述的可折叠的建筑施工机器人，其特征在于，所述活动套(425)上安装有若干手拧螺钉(427)，所述手拧螺钉(427)的端部作用于所述第一折叠连杆(423)的外壁时可使所述活动套(425)相对于所述第一折叠连杆(423)固定。

6.根据权利要求1所述的可折叠的建筑施工机器人，其特征在于，所述支撑组件(3)可在收纳状态与支撑状态之间切换，且在支撑状态下所述支撑组件(3)的有效支撑面积大于收纳状态下所述支撑组件(3)的有效支撑面积。

7.根据权利要求6所述的可折叠的建筑施工机器人，其特征在于，所述支撑组件(3)包括轮组件(32)，每组所述轮组件均包括若干所述支撑轮(31)；所述轮组件(32)通过旋转伸缩臂(34)连接所述移动座体(1)以使得所述轮组件(32)整体能相对于所述移动座体(1)平移，且所述轮组件(32)相对于其运动中心的方位角及距离均能够变化，其中，所述运动中心为所述轮组件(32)对应的所述旋转伸缩臂(34)与所述移动座体(1)的连接点。

8.根据权利要求7所述的可折叠的建筑施工机器人，其特征在于，所述轮组件(32)相对于其运动中心的方位角及距离两者的变化具有联动关系。

9.根据权利要求8所述的可折叠的建筑施工机器人，其特征在于，所述轮组件(32)包括组件架(33)，所述组件架(33)具有圆周阵列设置的三个分叉部(331)，每个所述分叉部(331)的端部均转动安装有一个所述支撑轮(31)；所述组件架(33)相对于所述旋转伸缩臂(34)转动连接。

10.一种建筑施工系统，其特征在于，其包括如权利要求1-9任一项所述的可折叠的建筑施工机器人，还包括收放装置(5)，所述收放装置(5)用于驱动所述建筑施工机器人进行升降运动。

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