CN112554512A - 一种建筑外墙自动化喷漆系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑外墙自动化喷漆系统，包括：滑轨、滑台、机械手、探杆、摄像头、测距仪和控制装置。本系统在使用时，第一驱动机构便可驱动滑台移动，滑台移动可便可带动机械手移动，此外，还可通过控制第二驱动机构工作，第二驱动机构便可带动机械手上下移动，由此有利于让喷枪实现Z字形移动，提高喷涂效果。此外，设置了摄像头和测距仪，测距仪可用于测量机械手到墙面之间的距离，而摄像头可以实时观测墙面细微的凹凸情况，控制装置通过测距仪和摄像头的数据可以及时调整喷枪的喷洒状态，以最终保证墙面的平整度。

Description

一种建筑外墙自动化喷漆系统

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，尤其是涉及一种建筑外墙自动化喷漆系统。

背景技术

随着中国建筑行业的发展，居民楼或商用楼的楼层已逐渐增高，部分摩天大厦可达几百层，垂直距离几百米。

某些高层建筑由于设计要求，需要对其外墙进行喷漆。目前市场上的喷漆设备，大多应用于木板、门板等一些可搬移的较为小型物件表面或是墙面的局部喷涂。而对于高层楼房的外墙漆的喷涂，大多采用人工高空作业的方式。然而，高层外墙作业属于高空作业，危险性极高，且工作时间受天气等多种因素直接影响，因此亟需设计一种可自动化喷漆的系统来替代人工作业。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提供一种建筑外墙自动化喷漆系统。

本发明的技术方案如下：一种建筑外墙自动化喷漆系统，包括：滑轨，所述滑轨适于铺设在建筑物顶端；滑台，所述滑台可滑动地安装到所述滑轨上，所述滑台上设有第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述滑台沿所述滑轨往复移动；机械手，所述机械手位于建筑物的一侧，所述机械手包括固定机臂、转动座、伸缩机臂和喷枪，所述滑台上设有第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述固定机臂上下移动，所述转动座安装在所述固定机臂上，所述固定机臂上设有第三驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述转动座在水平面内转动，所述伸缩机臂安装在所述转动座上，所述伸缩机臂可在朝向靠近建筑物或远离建筑物的方向上伸缩，所述喷枪安装在所述伸缩机臂上，所述伸缩机臂上设有第四驱动机构，所述第四驱动机构用于驱动所述喷枪在竖直面内转动；探杆，所述探杆设于所述固定机臂上，所述探杆适于与建筑物的外侧壁抵接；摄像头，所述摄像头设于所述固定机臂上；测距仪，所述测距仪设于所述固定机臂上；控制装置，所述控制装置分别与所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述第四驱动机构、所述伸缩机臂、所述喷枪、所述摄像头和所述测距仪相连。

进一步地，所述控制装置中设有可识别建筑物电子图纸的图像识别模块。

进一步地，所述测距仪为雷达测距仪或者激光测距仪。

进一步地，所述滑台设于所述滑轨上方，所述滑轨的侧面设有沿所述滑轨长度方向延伸的滑槽，所述滑槽的槽面内设有齿牙，所述齿牙为多个，多个所述齿牙沿所述滑槽的长度方向间隔排布以形成齿条部，所述第一驱动机构包括齿轮和第一电机，所述齿轮位于所述滑台下方并与所述滑台转动连接，所述齿轮与所述齿条部啮合，所述第一电机与所述齿轮相连以驱动所述齿轮转动。

进一步地，所述滑轨的与所述滑槽相对的侧面上设有第一导向槽，所述第一导向槽沿所述滑轨的长度方向延伸，所述滑台的下方可转动地安装有第一导向轮，所述第一导向轮与所述第一导向槽的槽面抵接。

进一步地，所述滑轨的上表面设有第二导向槽，所述第二导向槽沿所述滑轨的长度方向延伸，所述滑台上转动安装有第二导向轮，所述第二导向轮与所述第二导向槽的槽面抵接。

进一步地，所述第二驱动机构包括第二电机、滚筒和钢丝绳，所述滚筒可转动地安装在所述滑台上，所述第二电机与所述滚筒相连以驱动所述滚筒转动，所述滑台上转动安装有托辊，所述托辊向外伸出建筑物，所述钢丝绳的一端缠绕在所述滚筒上，所述钢丝绳的另一端绕过所述托辊与所述固定机臂固定连接。

进一步地，所述滑台上还设有第一限位环，所述第一限位环为多个，所述第一限位环内穿设有用于与所述喷枪相连的输送管。

进一步地，所述第三驱动机构为第三电机，所述固定机臂上设有避让孔，所述第三电机设于所述避让孔内并与所述转动座相连，所述第四驱动机构为第四电机。

进一步地，所述探杆的靠近建筑物的一端设有滚轮，所述滚轮适于与建筑物的外侧壁抵接。

和现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本系统在使用时，操作人员可通过控制装置控制第一驱动机构工作，第一驱动机构便可驱动滑台移动，滑台移动可便可带动机械手移动，此外，还可通过控制第二驱动机构工作，第二驱动机构便可带动机械手上下移动，由此有利于让喷枪实现Z字形移动，提高喷涂效果。

在喷涂过程中，控制装置通过控制第三驱动机构、伸缩机臂和第四驱动机构工作，可以灵活调整喷枪到墙面之间的距离以及喷枪的喷洒角度，实现大范围多角度的灵活转向，确保各个角度的墙面的喷漆需求，而控制装置通过控制喷枪的工作。

此外，设置了摄像头和测距仪，测距仪可用于测量机械手到墙面之间的距离，而摄像头可以实时观测墙面细微的凹凸情况，控制装置通过测距仪和摄像头的数据可以及时调整喷枪的喷洒状态，从而有利于实现在内凹的墙面区域多涂，在外凸的墙面少涂，以最终保证墙面的平整度。还设置了探杆，在喷漆过程中，探杆与建筑物的外侧壁抵接，从而可在一定程度上避免喷枪在喷漆过程中与墙面接触而损坏，另外，探杆上还可设置有与控制装置相连的压力传感器，从而当探杆随机械手移动而感应到窗户区域时，压力传感器感受到的压力消失，控制装置据此便可及时控制喷枪关闭。

本系统可以全程实时实现外墙喷漆的信息化、程序化、机械化，节省人力物力的同时可以大幅度的提高工作效率与质量。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图：

图1是本发明的简化图；

图2是本发明的滑台部位的立体图；

图3是本发明的滑台部位的立体图；

图4是本发明的滑台的立体图；

图5是本发明的机械手的立体图；

图6是本发明的机械手的立体图。

附图标记：

1、滑轨；2、滑台；3、机械手；4、固定机臂；5、转动座；6、伸缩机臂；7、喷枪；8、探杆；9、摄像头；10、测距仪；11、滑槽；12、齿条部；13、齿轮；14、第一电机；15、第一导向槽；16、第一导向轮；17、第二导向槽；18、第二导向轮；19、第二电机；20、滚筒；21、钢丝绳；22、托辊；23、第一限位环；24、输送管；25、第三电机；26、第四电机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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，都属于本发明保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“竖向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

下面参考附图图1-图6描述根据本发明实施例的建筑外墙自动化喷漆系统，该系统包括：滑轨1、滑台2、机械手3、探杆8、摄像头9、测距仪10和控制装置。

如图1所示，滑轨1适于铺设在建筑物顶端，具体而言，滑轨1需要铺设在建筑物顶端的与需要喷涂墙漆的外墙相对应的边缘处。

如图2所示，滑台2可滑动地安装到滑轨1上，滑台2上设有第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动滑台2沿滑轨1往复移动。

如图1和图5所示，机械手3位于建筑物的一侧，机械手3包括固定机臂4、转动座5、伸缩机臂6和喷枪7，滑台2上设有第二驱动机构，第二驱动机构用于驱动固定机臂4上下移动，转动座5安装在固定机臂4上，固定机臂4上设有第三驱动机构，第三驱动机构用于驱动转动座5在水平面内转动，伸缩机臂6安装在转动座5上，伸缩机臂6可在朝向靠近建筑物或远离建筑物的方向上伸缩，喷枪7安装在伸缩机臂6上，伸缩机臂6上设有第四驱动机构，第四驱动机构用于驱动喷枪7在竖直面内转动；探杆8设于固定机臂4上，探杆8适于与建筑物的外侧壁抵接；摄像头9设于固定机臂4上；测距仪10设于固定机臂4上；控制装置分别与第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、伸缩机臂6、喷枪7、摄像头9和测距仪10相连。

具体而言，本系统在使用时，操作人员可通过控制装置控制第一驱动机构工作，第一驱动机构便可驱动滑台2移动，滑台2移动可便可带动机械手3移动，此外，还可通过控制第二驱动机构工作，第二驱动机构便可带动机械手3上下移动，由此有利于让喷枪7实现Z字形移动，提高喷涂效果。

在喷涂过程中，控制装置通过控制第三驱动机构、伸缩机臂6和第四驱动机构工作，可以灵活调整喷枪7到墙面之间的距离以及喷枪7的喷洒角度，实现大范围多角度的灵活转向，确保各个角度的墙面的喷漆需求，而控制装置通过控制喷枪7的工作。

此外，由于实际中的墙面并不是一个标准的平面，墙面的有些区域内凹，有些区域外凸，因此设置了摄像头9和测距仪10，测距仪10可用于测量机械手3到墙面之间的距离，而摄像头9可以实时观测墙面细微的凹凸情况，控制装置通过测距仪10和摄像头9的数据可以及时调整喷枪7的喷洒状态，从而有利于实现在内凹的墙面区域多涂，在外凸的墙面少涂，以最终保证墙面的平整度。需要说明的是，这些控制过程已被本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。

此外，还设置了探杆8，在喷漆过程中，探杆8与建筑物的外侧壁抵接，从而可在一定程度上避免喷枪7在喷漆过程中与墙面接触而损坏，另外，探杆8上还可设置有与控制装置相连的压力传感器，从而当探杆8随机械手3移动而感应到窗户区域时，压力传感器感受到的压力消失，控制装置据此便可及时控制喷枪7关闭。

本系统可以全程实时实现外墙喷漆的信息化、程序化、机械化，节省人力物力的同时可以大幅度的提高工作效率与质量。

本实施例中，控制装置可被构造成遥控器，从而便于操作人员使用。

本实施例中，摄像头9可采用能转动的摄像头9，从而能够多角度的观测墙体实时状态。

本实施例中，探杆8的靠近建筑物的一端设有滚轮，滚轮适于与建筑物的外侧壁抵接，从而可减轻探杆8的磨损。

本实施例中，控制装置中设有可识别建筑物电子图纸的图像识别模块，从而在喷漆之前，图像识别模块通过识别建筑物电子图纸，可构造建筑物的模型，有利于实现更准确的喷漆。相关的图像识别技术已被本领域技术人员所熟知，不再赘述。

本实施例中，测距仪10为雷达测距仪10或者激光测距仪10。

本实施例中，如图3所示，滑台2设于滑轨1上方，滑轨1的侧面设有沿滑轨1长度方向延伸的滑槽11，滑槽11的槽面内设有齿牙，齿牙为多个，多个齿牙沿滑槽11的长度方向间隔排布以形成齿条部12，第一驱动机构包括齿轮13和第一电机14，齿轮13位于滑台2下方并与滑台2转动连接，齿轮13与齿条部12啮合，第一电机14与齿轮13相连以驱动齿轮13转动，由此第一电机14可带动齿轮13转动，由于齿轮13与齿条部12啮合，因此齿轮13转动后，便可带动滑台2沿滑轨1移动，这种驱动形式简单，而且通过齿牙的啮合，有利于实现移动距离的精准控制，实用性强。

本实施例中，如图2和图4所示，滑轨1的与滑槽11相对的侧面上设有第一导向槽，第一导向槽沿滑轨1的长度方向延伸，滑台2的下方可转动地安装有第一导向轮16，第一导向轮16与第一导向槽的槽面抵接。由此通第一二导向轮和第一导向槽的配合，可对滑台2的移动进行导向。

本实施例中，如图2和图4所示，滑轨1的上表面设有第二导向槽17，第二导向槽17沿滑轨1的长度方向延伸，滑台2上转动安装有第二导向轮18，第二导向轮18与第二导向槽17的槽面抵接，由此通过第二导向轮18和第二导向槽17的配合，可对滑台2的移动进行导向，便于滑台2更好的移动。

本实施例中，如图2所示，第二驱动机构包括第二电机19、滚筒20和钢丝绳21，滚筒20可转动地安装在滑台2上，第二电机19与滚筒20相连以驱动滚筒20转动，滑台2上转动安装有托辊22，托辊22向外伸出建筑物，钢丝绳21的一端缠绕在滚筒20上，钢丝绳21的另一端绕过托辊22与固定机臂4固定连接，由此，第二电机19可带动滚筒20转动，而滚筒20转动后便可实现钢丝绳21的收放，继而实现机械手3的上下移动，而设置的托辊22可对钢丝绳21起到支撑作用，同时还能避免钢丝绳21与建筑的边缘接触，导致磨损。

本实施例中，如图2和图3所示，滑台2上还设有第一限位环23，第一限位环23为多个，第一限位环23内穿设有用于与喷枪7相连的输送管24，由此可对输送管24的走线进行限位，避免输送管24走线混乱。可以理解的是，信号线以及电源线也可穿设在第一限位环23内。

本实施例中，如图5和图6所示，第三驱动机构为第三电机25，固定机臂4上设有避让孔，第三电机25设于避让孔内并与转动座5相连，第四驱动机构为第四电机26，也就是说，转动座5是由第三电机25直接带动的，喷枪7是由第四电机26直接带动的，这种驱动方式省去了中间的传动机构，有利于精简机械手3的结构和重量，而第三电机25安装到避让孔内可以让机械手3的结构更加紧凑。

本实施例中，伸缩机臂6可为电动推杆或者液压缸之类的结构，这里不做限制，只要能实现伸缩即可。

本实施例中，如图5所示，喷枪7上设有多个喷头，以便于在某个喷头损坏时，喷枪7还可以使用别的喷头进行喷漆。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种建筑外墙自动化喷漆系统，其特征在于，包括：

滑轨，所述滑轨适于铺设在建筑物顶端；

滑台，所述滑台可滑动地安装到所述滑轨上，所述滑台上设有第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述滑台沿所述滑轨往复移动；

机械手，所述机械手位于建筑物的一侧，所述机械手包括固定机臂、转动座、伸缩机臂和喷枪，所述滑台上设有第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述固定机臂上下移动，所述转动座安装在所述固定机臂上，所述固定机臂上设有第三驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述转动座在水平面内转动，所述伸缩机臂安装在所述转动座上，所述伸缩机臂可在朝向靠近建筑物或远离建筑物的方向上伸缩，所述喷枪安装在所述伸缩机臂上，所述伸缩机臂上设有第四驱动机构，所述第四驱动机构用于驱动所述喷枪在竖直面内转动；

探杆，所述探杆设于所述固定机臂上，所述探杆适于与建筑物的外侧壁抵接；

摄像头，所述摄像头设于所述固定机臂上；

测距仪，所述测距仪设于所述固定机臂上；

控制装置，所述控制装置分别与所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构、所述第四驱动机构、所述伸缩机臂、所述喷枪、所述摄像头和所述测距仪相连。

2.根据权利要求1所述的建筑外墙自动化喷漆系统，其特征在于，所述控制装置中设有可识别建筑物电子图纸的图像识别模块。

3.根据权利要求1所述的建筑外墙自动化喷漆系统，其特征在于，所述测距仪为雷达测距仪或者激光测距仪。

4.根据权利要求1所述的建筑外墙自动化喷漆系统，其特征在于，所述滑台设于所述滑轨上方，所述滑轨的侧面设有沿所述滑轨长度方向延伸的滑槽，所述滑槽的槽面内设有齿牙，所述齿牙为多个，多个所述齿牙沿所述滑槽的长度方向间隔排布以形成齿条部，所述第一驱动机构包括齿轮和第一电机，所述齿轮位于所述滑台下方并与所述滑台转动连接，所述齿轮与所述齿条部啮合，所述第一电机与所述齿轮相连以驱动所述齿轮转动。

5.根据权利要求4所述的建筑外墙自动化喷漆系统，其特征在于，所述滑轨的与所述滑槽相对的侧面上设有第一导向槽，所述第一导向槽沿所述滑轨的长度方向延伸，所述滑台的下方可转动地安装有第一导向轮，所述第一导向轮与所述第一导向槽的槽面抵接。

6.根据权利要求4所述的建筑外墙自动化喷漆系统，其特征在于，所述滑轨的上表面设有第二导向槽，所述第二导向槽沿所述滑轨的长度方向延伸，所述滑台上转动安装有第二导向轮，所述第二导向轮与所述第二导向槽的槽面抵接。

7.根据权利要求1所述的建筑外墙自动化喷漆系统，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二电机、滚筒和钢丝绳，所述滚筒可转动地安装在所述滑台上，所述第二电机与所述滚筒相连以驱动所述滚筒转动，所述滑台上转动安装有托辊，所述托辊向外伸出建筑物，所述钢丝绳的一端缠绕在所述滚筒上，所述钢丝绳的另一端绕过所述托辊与所述固定机臂固定连接。

8.根据权利要求7所述的建筑外墙自动化喷漆系统，其特征在于，所述滑台上还设有第一限位环，所述第一限位环为多个，所述第一限位环内穿设有用于与所述喷枪相连的输送管。

9.根据权利要求1所述的建筑外墙自动化喷漆系统，其特征在于，所述第三驱动机构为第三电机，所述固定机臂上设有避让孔，所述第三电机设于所述避让孔内并与所述转动座相连，所述第四驱动机构为第四电机。

10.根据权利要求1所述的建筑外墙自动化喷漆系统，其特征在于，所述探杆的靠近建筑物的一端设有滚轮，所述滚轮适于与建筑物的外侧壁抵接。

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