CN112593681A - 一种建筑外墙智能喷涂机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑外墙智能喷涂机器人，其包括机器人本体以及收放装置；机器人本体包括移动座体，移动座体上安装有包含支撑轮的支撑组件，作业时，多个支撑轮与建筑的外墙接触；移动座体上还安装有涂料箱与喷涂组件，喷涂组件连接涂料箱并可从涂料箱内汲取涂料并将涂料喷洒至建筑外墙；收放装置包括架体，架体可相对于建筑作可控的横向平移运动；架体上安装有收放组件，收放组件运转以驱动机器人本体升高降低。本发明的建筑外墙智能喷涂机器人设置有收放装置与机器人本体，收放装置可使机器人本体升高降低以对建筑外墙进行喷涂，且收放装置的架体可相对于建筑作可控的横向平移运动，使得机器人本体的运动范围可遍及建筑的整个外壁面。
Description
技术领域
本发明涉及建筑智能装备技术领域，特别是涉及一种建筑外墙智能喷涂机器人。
背景技术
当前针对建筑施工以及后期维护主要以人工实施为主，对于有颜色的建筑外墙，需要定期喷涂涂料进行维护，以维持建筑的崭新面貌，现有的喷涂方式中，需要搭建脚手架以方便施工，或者需要人工悬吊进行作业，前者施工成本高，且对建筑内的正常生活会产生较大影响，后者施工人员的人身安全难以得到保障。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种施工成本低、无需人工直接参与的建筑外墙智能喷涂机器人。
技术方案：为实现上述目的，本发明的建筑外墙智能喷涂机器人，其包括机器人本体以及收放装置；
所述机器人本体包括移动座体，所述移动座体上安装有包含支撑轮的支撑组件，作业时，多个支撑轮与建筑的外墙接触；
所述移动座体上还安装有涂料箱与喷涂组件，所述喷涂组件连接所述涂料箱并可从所述涂料箱内汲取涂料并将涂料喷洒至建筑外墙；
所述收放装置包括架体，所述架体可相对于建筑作可控的横向平移运动；所述架体上安装有收放组件，所述收放组件运转以驱动所述机器人本体升高降低。
进一步地，所述喷涂组件包括喷头座板，所述喷头座板上设置有多排横向排布的喷头阵列，每一排喷头阵列均包括多个直线阵列的喷头，且相邻两排所述喷头阵列的所述喷头在纵向上错开设置。
进一步地，所述架体上固定有涂料总舱，所述涂料总舱用于盛放涂料，其下侧具备第一对接体；所述涂料箱的上侧具备第二对接体；所述第一对接体能够与所述第二对接体对接，两者对接时，所述涂料总舱内的涂料能够进入所述涂料箱。
进一步地，所述第一对接体包括管状的第一对接座，所述第一对接座的上端封口，且其下端敞口，其上侧四周设有贯通孔；所述第一对接座由两段构成，其下段内的通孔的孔径小于上段内通孔的孔径；所述第一对接座内安装有第一塞体，所述第一塞体由上、下两段构成，且其上、下两段的直径分别与第一对接座内孔的上下两段的孔径契合；所述第一塞体的上端与所述第一对接座的上端之间设置有第一弹簧；
所述第二对接体包括管状的第二对接座，所述第二对接座的下端封口，且其上端敞口，其下侧四周设有进液孔；所述第二对接座由两段构成，其下段内的通孔的孔径大于上段内通孔的孔径；所述第二对接座内安装有第二塞体，所述第二塞体由上、下两段构成，且其上、下两段的直径分别与第二对接座内孔的上下两段的孔径契合；所述第二塞体的上端与所述第二对接座的上端之间设置有第二弹簧；所述第二塞体上端固定有伸出至所述第二对接座之外且能够作用于所述第一塞体的伸出体。
进一步地，所述第一弹簧的刚度大于所述第二弹簧的刚度；所述第二对接座内安装有用于限制所述第二塞体运动的阻挡件。
进一步地，所述支撑组件整体的有效支撑区域的宽窄能够调节。
有益效果：本发明的建筑外墙智能喷涂机器人设置有收放装置与机器人本体，收放装置可使机器人本体升高降低以对建筑外墙进行喷涂，且收放装置的架体可相对于建筑作可控的横向平移运动，使得机器人本体的运动范围可遍及建筑的整个外壁面，利用本发明之喷涂机器人进行施工，无需搭建脚手架、无需人工直接参与，成本低，无安全隐患。
附图说明
附图1为建筑外墙智能喷涂机器人的立体结构图；
附图2为建筑外墙智能喷涂机器人的侧视结构图；
附图3为机器人本体的第一视角结构图；
附图4为机器人本体的第二视角结构图；
附图5为第一对接体与第二对接体的结构图；
附图6为支撑组件的结构图；
附图7为主动伸缩单元的结构图。
图中：1-移动座体；2-涂料箱；21-第二对接体；211-第二对接座；211-1-进液孔；212-第二塞体；213-第二弹簧；214-伸出体；215-阻挡件；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；4-防风组件；41-配重块；42-支架；5-喷涂组件；51-喷头座板；52-喷头；6-收放装置；61-收放电机；62-收放轮；63-收放绳；64-架体；65-涂料总舱；66-第一对接体；661-第一对接座；661-1-贯通孔；662-第一塞体；663-第一弹簧；664-滑套；665-第三弹簧；671-滑轨；672-齿条；673-滑块；674-齿轮；675-横移驱动电机。
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与附图2所示的建筑外墙智能喷涂机器人，其包括机器人本体以及收放装置6；如附图3与附图4所示，所述机器人本体包括移动座体1，所述移动座体1上安装有包含支撑轮31的支撑组件3，作业时，多个支撑轮31与建筑的外墙接触；所述移动座体1上还安装有涂料箱2与喷涂组件5，所述喷涂组件5连接所述涂料箱2并可从所述涂料箱2内汲取涂料并将涂料喷洒至建筑外墙；所述收放装置6包括架体64，所述架体64可相对于建筑作可控的横向平移运动；所述架体64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671与齿条672，所述架体64上安装有与所述滑轨671滑动配合的滑块673、与齿条672啮合的齿轮674以及与所述齿轮674驱动连接的横移驱动电机675，如此通过控制所述横移驱动电机675运转可控制所述架体64相对于建筑作可控的横向平移运动。
架体64上安装有收放电机61与收放轮62，收放轮62上卷绕有收放绳63，收放绳63的一端固定在移动座体1上，通过上述结构，收放电机61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64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喷涂。
所述喷涂组件5包括喷头座板51，所述喷头座板51上设置有多排横向排布的喷头阵列，每一排喷头阵列均包括多个直线阵列的喷头52，且相邻两排所述喷头阵列的所述喷头52在纵向上错开设置。如此排布，可保证喷涂的均匀性。
进一步地，所述架体64上固定有涂料总舱65，所述涂料总舱65用于盛放涂料，其下侧具备第一对接体66；所述涂料箱2的上侧具备第二对接体21；所述第一对接体66能够与所述第二对接体21对接，两者对接时，所述涂料总舱65内的涂料能够进入所述涂料箱2。
进一步地，如附图5所示，所述第一对接体66包括管状的第一对接座661，所述第一对接座661的上端封口，且其下端敞口，其上侧四周设有贯通孔661-1；所述第一对接座661由两段构成，其下段内的通孔的孔径小于上段内通孔的孔径；所述第一对接座661内安装有第一塞体662，所述第一塞体662由上、下两段构成，且其上、下两段的直径分别与第一对接座661内孔的上下两段的孔径契合；所述第一塞体662的上端与所述第一对接座661的上端之间设置有第一弹簧663；
所述第二对接体21包括管状的第二对接座211，所述第二对接座211的下端封口，且其上端敞口，其下侧四周设有进液孔211-1；所述第二对接座211由两段构成，其下段内的通孔的孔径大于上段内通孔的孔径；所述第二对接座211内安装有第二塞体212，所述第二塞体212由上、下两段构成，且其上、下两段的直径分别与第二对接座211内孔的上下两段的孔径契合；所述第二塞体212的上端与所述第二对接座211的上端之间设置有第二弹簧213；所述第二塞体212上端固定有伸出至所述第二对接座211之外且能够作用于所述第一塞体662的伸出体214。
所述第一弹簧663的刚度大于所述第二弹簧213的刚度；所述第二对接座211内安装有用于限制所述第二塞体212运动的阻挡件215。
通过上述结构，当涂料箱2内的涂料不足时，收放装置6驱动机器人本体升高使得第一对接体66与第二对接体21对接以对涂料箱2补充涂料，如此，工作人员只需定时对涂料总舱65内添加涂料即可，无需直接对涂料箱2添加涂料，可减少添加涂料的次数，也避免了直接对涂料箱2添加涂料的危险性。
初始状态下，第一塞体662与第二塞体212分别堵着所述贯通孔661-1与所述进液孔211-1，第一对接体66与第二对接体21相互靠近对接过程中，首先，伸出体214与第一塞体662接触，由于第一弹簧663的刚度大于所述第二弹簧213的刚度，第二弹簧213先产生变形，第二塞体212被推动相对于涂料箱2向下运动，使得进液孔211-1先被打开，当第二塞体212与阻挡件215接触，第二塞体212无法继续向下运动，第二弹簧213的压缩量达到最大，随着第一对接座661与第二对接座211继续靠近，阻挡件215推动第一塞体662向上运动，以将贯通孔661-1打开，如此涂料总舱65内的涂料可进入涂料箱2。
此外，为了防止第一对接座661与第二对接座211尚未完全对接涂料总舱65内的涂料即开始流下导致涂料泄露，所述第一对接座661的下段外围套设有滑套664，所述滑套664可相对于第一对接座661滑动，且滑套664的内壁与第一对接座661之间设有密封圈；第一对接体66还包括使滑套664具有向下运动趋势的第三弹簧665。所述滑套664的下端具有接合面，接合面上设有胶圈。通过该结构，上述阻挡件215推动第一塞体662向上运动过程中，第二对接座211的上端面首先与滑套664下端的接合面上的胶圈接触，然后第一塞体662才上升至使贯通孔661-1打开的位置，并且随着第二对接体21继续向上运动，第一塞体662继续上升使贯通孔661-1的打开幅度达到最大。
优选地，所述支撑组件3整体的有效支撑区域的宽窄能够调节。
具体地，如附图6所示，所述支撑组件3包括四组越障组件32，每一组所述越障组件32均包括组件架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相对于所述移动座体1转动安装。通过设置越障组件32，可防止支撑轮31被外墙上凸起的横梁等台阶式障碍物挡住，当遇到台阶式障碍物时，与台阶式障碍物接触的支撑轮31被障碍物卡住而无法继续运动，但是，移动座体1仍在重力或向上的牵引力的作用下向下运动，此时组件架33相对于移动座体1进行转动120°左右的角度以使被卡住的支撑轮31可跨过障碍物。
优选地，各越障组件32均通过旋转伸缩臂34安装在所述移动座体1上，所述旋转伸缩臂34可使越障组件32相对于所述移动座体1作转动以及伸缩的两轴运动，且越障组件32相对于移动座体1的两轴运动之间为联动关系，即旋转伸缩臂34使越障组件32沿旋转中心发生旋转平移运动时同时使越障组件32相对于旋转中心作原理运动。如此，支撑组件3的宽窄可调节，作业时可将横向上对称的两组越障组件32之间的距离调远，以增加支撑组件3在宽度方向上的支撑宽度，防止横风将移动座体1掀起；当需要收纳或需要通过较窄的区域时，可将横向上对称的两组越障组件32之间的距离调近，使得辅助装备整体结构紧凑。
具体地，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，可实现越障组件32只相对于移动座体1平移而自身的位姿不会发生改变。
为了实现越障组件32相对于移动座体1的两轴运动之间的联动，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7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6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。
此外，为了防止机器人本体被风吹得晃动，移动座体1上还安装有防风组件4，所述防风组件4包括配重块41以及支架42，所述支架42置于所述移动座体1与所述配重块41之间；作业时，所述支架42使所述配重块41朝背离外墙的方向远离所述移动座体1，且所述支架42与所述配重块41的整体重心高于移动座体1、支撑组件3以及涂料箱2三者的整体重心，通过该结构，由于配重块41离外墙较远，配重块41的重力作用可形成较大的转矩，该转矩的作用可使支撑组件3的与外墙接触的支撑轮31与外墙紧紧接触，使得辅助装备与外墙紧紧贴靠，有较大的风时，风不会将喷涂机器人吹起，保证了作业的稳定性。
本发明的建筑外墙智能喷涂机器人设置有收放装置与机器人本体，收放装置可使机器人本体升高降低以对建筑外墙进行喷涂，且收放装置的架体可相对于建筑作可控的横向平移运动，使得机器人本体的运动范围可遍及建筑的整个外壁面，利用本发明之喷涂机器人进行施工，无需搭建脚手架、无需人工直接参与，成本低，无安全隐患。
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 (6)
1.一种建筑外墙智能喷涂机器人，其特征在于，其包括机器人本体以及收放装置(6)；
所述机器人本体包括移动座体(1)，所述移动座体(1)上安装有包含支撑轮(31)的支撑组件(3)，作业时，多个支撑轮(31)与建筑的外墙接触；
所述移动座体(1)上还安装有涂料箱(2)与喷涂组件(5)，所述喷涂组件(5)连接所述涂料箱(2)并可从所述涂料箱(2)内汲取涂料并将涂料喷洒至建筑外墙；
所述收放装置(6)包括架体(64)，所述架体(64)可相对于建筑作可控的横向平移运动；所述架体(64)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。
2.根据权利要求1所述的建筑外墙智能喷涂机器人，其特征在于，所述喷涂组件(5)包括喷头座板(51)，所述喷头座板(51)上设置有多排横向排布的喷头阵列，每一排喷头阵列均包括多个直线阵列的喷头(52)，且相邻两排所述喷头阵列的所述喷头(52)在纵向上错开设置。
3.根据权利要求1所述的建筑外墙智能喷涂机器人，其特征在于，所述架体(64)上固定有涂料总舱(65)，所述涂料总舱(65)用于盛放涂料，其下侧具备第一对接体(66)；所述涂料箱(2)的上侧具备第二对接体(21)；所述第一对接体(66)能够与所述第二对接体(21)对接，两者对接时，所述涂料总舱(65)内的涂料能够进入所述涂料箱(2)。
4.根据权利要求3所述的建筑外墙智能喷涂机器人，其特征在于，所述第一对接体(66)包括管状的第一对接座(661)，所述第一对接座(661)的上端封口，且其下端敞口，其上侧四周设有贯通孔(661-1)；所述第一对接座(661)由两段构成，其下段内的通孔的孔径小于上段内通孔的孔径；所述第一对接座(661)内安装有第一塞体(662)，所述第一塞体(662)由上、下两段构成，且其上、下两段的直径分别与第一对接座(661)内孔的上下两段的孔径契合；所述第一塞体(662)的上端与所述第一对接座(661)的上端之间设置有第一弹簧(663)；
所述第二对接体(21)包括管状的第二对接座(211)，所述第二对接座(211)的下端封口，且其上端敞口，其下侧四周设有进液孔(211-1)；所述第二对接座(211)由两段构成，其下段内的通孔的孔径大于上段内通孔的孔径；所述第二对接座(211)内安装有第二塞体(212)，所述第二塞体(212)由上、下两段构成，且其上、下两段的直径分别与第二对接座(211)内孔的上下两段的孔径契合；所述第二塞体(212)的上端与所述第二对接座(211)的上端之间设置有第二弹簧(213)；所述第二塞体(212)上端固定有伸出至所述第二对接座(211)之外且能够作用于所述第一塞体(662)的伸出体(214)。
5.根据权利要求1所述的建筑外墙智能喷涂机器人，其特征在于，所述第一弹簧(663)的刚度大于所述第二弹簧(213)的刚度；所述第二对接座(211)内安装有用于限制所述第二塞体(212)运动的阻挡件(215)。
6.根据权利要求3所述的建筑外墙智能喷涂机器人，其特征在于，所述支撑组件(3)整体的有效支撑区域的宽窄能够调节。
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