CN112780053A - 自走式喷涂机器人及外墙喷涂作业系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自走式喷涂机器人及外墙喷涂作业系统，包括：驱动底盘、吸盘、抱紧装置、主体框架、机械手臂及其联动装置、喷涂与管道清洗系统、拖拽式集电装置；所述吸盘及所述抱紧装置位于所述驱动底盘上；所述主体框架位于所述驱动底盘上；所述机械手臂及其联动装置安装于所述主体框架上；所述喷涂与管路清洗系统设置于所述主体框架内及所述主体框架上；所述拖拽式集电装置为所述自走式喷涂机器人供电。本发明的自走式喷涂机器人不仅解决了在爬架上的行走问题，同时也解决了机器人电源获取的问题，具有结构小巧、作业范围广、自动化程度高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑机器人技术领域，特别涉及一种基自走式喷涂机器人及外墙喷涂作业系统。
背景技术
建筑工地上爬架的使用越来越多，但是基于爬架上的作业大多以人工为主，人工高空作业存在劳动力短缺、高危、高污染、工作效率低、质量参差不齐等问题，机器人取代人工作业是必然的趋势，目前市场上基于爬架的外墙喷涂机器人很少，由于爬架是围绕着建筑物的，建筑物外型大都不规则，因此爬架内外小转弯较多，同时由于爬架本身的结构限制，架体内部空间较小，机器人不仅要能够自如行走，行走时还要实时对爬架立杆、机位支撑件等进行避障；机器人对墙面进行自动化作业时，需要对建筑外墙面进行数据采集，并进行路径规划，技术门槛较高。
目前市场上的自走式机器人存在体积大，功能不匹配、小空间内避障转弯难度大、爬架内电源供给难等问题，不能直接应用于爬架上；目前虽然有基于导轨的外墙作业机器人专利，但目前还没有成熟的产品，而且其导轨要围绕整个建筑物进行铺设，成本较高。目前未发现基于爬架的自走式喷涂机器人的专利或产品。
发明内容
针对上述问题，本发明针对机器人取代人工的优势，不仅提高作业效率，同时也降低了劳动力成本，还针对爬架的特殊属性，提出一种自走式喷涂机器人，本自走式喷涂机器人不仅解决了在爬架上的行走问题，同时也解决了机器人电源获取的问题，具有结构小巧、作业范围广、自动化程度高的特点，具体内容如下：
一种自走式喷涂机器人，包括：驱动底盘、吸盘、抱紧装置、主体框架、机械手臂及其联动装置、喷涂与管道清洗系统、拖拽式集电装置；所述吸盘及所述抱紧装置位于所述驱动底盘上；所述主体框架位于所述驱动底盘上；所述机械手臂及其联动装置安装于所述主体框架上；所述喷涂与管路清洗系统设置于所述主体框架内及所述主体框架上；所述拖拽式集电装置为所述自走式喷涂机器人供电。
进一步的改进在于：所述驱动底盘包括：底盘框架、驱动轮、支重轮组件、导向轮、张紧装置、避震器、驱动轮轴承座组件、支重轮轴承座组件、导向轮轴承座组件、橡胶履带及驱动装置；所述底盘框架包括一对侧板、第一安装板、第二安装板、撑杆及底部钣金；所述支重轮组件包括钢轮、支重轮连杆及连接轴；所述张紧装置包括滑块、导轨、弹簧及固定支撑座；所述驱动装置包括驱动电机及多个齿轮，其中一个齿轮与所述驱动电机的驱动电机轴连接，另一个齿轮与所述驱动轮轴承座组件的第一轴连接，所述驱动电机通过螺栓与所述第一安装板连接；两所述侧板上分别安装所述驱动轮轴承座组件和所述支重轮轴承座组件，所述驱动轮通过所述驱动轮轴承座组件与所述底盘框架连接，所述支重轮组件通过所述支重轮轴承座组件与所述底盘框架连接；所述避震器的一端通过所述连接轴与所述侧板连接，另一端与所述支重轮组件连接；所述张紧装置安装于所述侧板的内部，且所述张紧装置上安装与所述导向轮连接的导向轮轴承座组件；所述橡胶履带连接于所述驱动轮、所述支重轮及所述导向轮之间。
进一步的改进在于：所述吸盘包括第一电磁铁、导向轴、无油衬套组件及第二电磁铁；所述无油衬套组件安装于所述第二安装板上，所述第一电磁铁通过所述导向轴的端部螺纹与所述导向轴连接，所述第二电磁铁安装于所述喷涂及其管道清洗系统上。
进一步的改进在于：所述抱紧装置包括：夹紧机构底座、第一夹块、第二夹块、第一剪刀杆、第二剪刀杆、轻型矩形模具弹簧、轴套、电动缸安装座、推撞块及微型电动缸；所述夹紧机构底座及所述电动缸安装座安装在所述第二安装板上；所述夹紧机构底座上设有第一安装轴及第二安装轴，所述第一夹紧块及所述第二夹紧块成对的安装于所述第一安装轴上，所述第一剪刀杆及所述第二剪刀杆叠合并经由其中间孔位与所述第二安装轴连接；所述轴套安装于叠合后的所述第一剪刀杆及所述第二剪刀杆与所述夹紧机构底座之间；所述第一剪刀杆及所述第二剪刀杆的两端分别焊接有导向用的双向轴，交错的所述第一剪刀杆及所述第二剪刀杆两端的所述双向轴分别置于所述第一夹块的尾部的槽口内及所述第二夹块的尾部的槽口内；所述轻型矩形模具弹簧安装于所述第一夹块与所述第二夹块之间；所述推撞块安装于所述微型电动缸的推杆的头部，所述微型电动缸安装于所述电动缸安装座上。
进一步的改进在于：所述机械手臂及其联动装置包括：第一平行四边形连杆组件、第二平行四边形连杆组件、底部支座、第一电机、第二电机、第三电机、平衡块、喷头、激光测距传感器及传感器安装座；所述第一平行四边形连杆组件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆及第四连杆，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆及所述第四连杆相互连接组成平行四边形构件；所述第一电机、所述第二电机及所述第三电机分别安装于所述底座支架上，所述第一电机的电机轴与所述第一连杆相连接，所述第二电机通过皮带传动方式与所述第二连杆相连接；所述第二平行四边形连接杆组件包括第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆及第十一连杆，所述第五连杆、所述第六连杆、所述第七连杆及所述第八连杆组成一平行四边形构件，所述第八连杆、所述第九连杆、所述第十连杆及所述第十一连杆组成另一平行四边形构件；所述第三电机通过皮带传动的方式与所述第七连杆连接；所述第一连杆与所述第五连杆通过轴连接的方式连接，所述第四连杆与所述第九连杆通过轴连接的方式连接，所述第四连杆与所述第九连杆相邻的端部通过端部连接轴连接，所述平衡块安装于所述端部连接轴上，并绕所述端部连接轴自由旋转；所述激光测距传感器通过所述传感器安装座安装于所述平衡块的上部；所述喷头安装于所述第十一连杆上。
进一步的改进在于：所述喷涂与管道清洗系统包括喷涂主机、喷涂主机安装板、支腿、料罐、水箱、增压泵、电磁开关阀及电子流量计；所述喷涂主机通过所述喷涂主机安装板及所述支腿与所述第二安装板连接；所述料罐和所述水箱分别安装于所述主体框架上的两头；所述喷涂管道一端与所述料罐相连接，所述喷涂管道上设置所述电磁开关阀及所述流量计；所述清洗管道一端与所述水箱相连接，所述清洗管道上设置所述增压泵及所述电磁开关阀。
进一步的改进在于：所述拖拽式集电装置包括：集电器、弹力皮筋及电线杆；所述集电器包括集电器底座、集电器盖板、滑触头、伸缩支座、集电安装座、第一滚轮、第二滚轮及拖拽块；所述弹力皮筋连接于所述电线杆与所述拖拽块之间，所述电线杆安装于所述主体框架上。
进一步的改进在于：还包括管理平台、控制系统、激光雷达测距传感器、视觉传感器及电控箱。
本发明还提供一种外墙喷涂作业系统，包括：如上述任一方案中所述的自走式喷涂机器人、爬架及电导轨；所述爬架包括脚手板及外立杆；所述电导轨位于所述爬架的外围，与所述外立杆连接固定；所述驱动底盘位于所述脚手板上，且可沿所述脚手板行走，所述拖拽式集电装置与所述电导轨相连接，用于从所述电导轨上获取电源，以为所述自走式喷涂机器人供电。
进一步的改进在于：所述电导轨包括：线槽壳体、可拆卸线槽盖板、滑触线、开口方形导槽及防水刷；所述滑触线通过卡口连接到所述线槽壳体里面的上部，所述开口方形导槽安装于所述滑触线的下方，所述防水刷安装于所述线槽壳体的最下面及所述可拆卸线槽盖板上。
本发明的有益效果：本发明提出了一种自走式喷涂机器人及外墙喷涂作业系统，本发明的自走式喷涂机器人不仅解决了在爬架上的行走问题，同时也解决了机器人电源获取的问题，具有结构小巧、作业范围广、自动化程度高的特点。
附图说明
图1是本发明的自走式喷涂机器人的应用场景图；
图2是本发明的自走式喷涂机器人中的驱动底板的结构示意图；
图3是本发明的自走式喷涂机器人中的吸盘的结构示意图；
图4是本发明的自走式喷涂机器人中的抱紧装置的结构示意图；
图5是本发明的自走式喷涂机器人中的机械手臂及其联动装置的结构示意图；
图6是本发明的自走式喷涂机器人中的喷涂与管道清洗系统的结构示意图；
图7是本发明的自走式喷涂机器人中的拖拽式集电装置的结构示意图；
图8是本发明的外墙喷涂作业系统中的电导轨的结构示意图。
标号说明：1-斜腹板；2-内立杆；3-脚手板；4-爬架导轨；5-附墙支座；6-楼层；7-自走式喷涂机器人；8-电导轨；9-三角撑；101-驱动轮；102-驱动轮轴承座组件；103-支重轮轴承座组件；104-橡胶履带；105-避震器；106-导向轮；107-导向轮轴承座组件；1101-第一安装板；1102-侧板；1103-第二安装板；1104-撑杆；1105-底部钣金；1201-连接轴；1202-钢轮；1203-支重轮连杆；1301-滑块；1302-导轨；1303-弹簧；1304-固定支撑座；1401-驱动电机；1402-齿轮；201-第一电磁铁；202-导向轴；203-无油衬套组件；204-第二电磁铁；1103-第二安装板；602-升喷涂主体安装板；603-支腿；301-夹紧机构底座；302-第一夹块；303-第二夹块；304-第一剪力杆；305-第二剪力杆；306-轻型矩形模具弹簧；307-轴套；308-电动缸安装座；309-推撞块；310-微型电动缸；501-底部支座；502-第一电机；503-第二电机；504-第三电机；505-平衡块；506-喷头；507-传感器安装座；508-激光测距传感器；5101-第一连杆；5102-第二连杆；5103-第三连杆；5104-第四连杆；5105-第五连杆；5106-第六连杆；5107-第七连杆；5108-第八连杆；5109-第九连杆；5110-第十连杆；5111-第十一连杆；401-主体框架；601-喷涂主机；604-料罐；605-水箱；606-增压泵；607-电磁开关阀；608-电子流量计；702-弹力皮筋；703-电线杆；7101-集电器底座；7102-集电器盖板；7103-滑触头；7104-伸缩支座；7105-集电安装座；7106-第一滚轮；7107-第二滚轮；7108-拖拽块；801-线槽壳体；802-可拆卸线槽盖板；803-滑触线；804-开口方形导槽；805-防水刷。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
随着国家“智能制造”、“智慧城市”、“新基建”等政策的提出，人工智能、传感器、互联网等技术快速融入建筑行业，智能建造领域蓬勃发展。针对建筑行业目前劳动力短缺、跨学科门槛高、建筑施工高危高污染等痛点，市场上越来越多的公司、研究院所等均向建筑机器人方向发展。基于爬架的建筑外墙施工作为建筑的一个比较重要的环节，由于爬架本身为墙外附着式防护设备，作业空间有限，外墙作业存在施工难度高，效率低、高空作业，施工环境差等问题，随着劳动力的短缺，迫切需要针对上述问题的智能建造解决方案。
为了解决上述技术方案，外墙作业机器人被广泛应用于智能建造，但现有的外墙作业机器人结构比较复杂，成本较高，技术难度较大，功能比较单一；目前，没有发现将具有伸展臂的外墙作业机器人、带电导轨的爬架和用于作业墙面信息提取的传感器技术相融合的专利或产品。
实施例一
请参考图1至图7，本实施例提供一种自走式喷涂机器人7，所述自走式喷涂机器人7包括：驱动底盘、吸盘、抱紧装置、主体框架401、机械手臂及其联动装置、喷涂与管道清洗系统、拖拽式集电装置；所述吸盘及所述抱紧装置位于所述驱动底盘上；所述主体框架401位于所述驱动底盘上；所述机械手臂及其联动装置安装于所述主体框架401上；所述喷涂与管路清洗系统设置于所述主体框架401内及所述主体框架401上；所述拖拽式集电装置为所述自走式喷涂机器人供电。
本发明的自走式喷涂机器人7可以在爬架上行走，爬架安装于楼层6的外围，如图1所示，所述爬架可以包括内立杆2、脚手板3、爬架导轨4、附墙支座5、斜腹杆1及三角撑9，所述自走式喷涂机器人7经由电导轨8安装在爬架的外立杆上。具体的，所述自走式喷涂机器人7在所述爬架的所述脚手板3上行走，所述自走式喷涂机器人7行走时拖拽着所述电导轨8里的集电器，所述集电器顺畅的在所述电导轨8里移动，同时获取电源。所述喷涂机器人7在爬架上行走及作业需要规避爬架的所述内立杆2、所述导轨4、所述附墙支座5及所述三角撑9等。当然，在其他实施例中，所述自走式喷涂机器人7的工作平台除了所述爬架外，还可以为电动升降施工平台。本发明的自走式喷涂机器人7是在所述爬架上使用的，是根据爬架的特点，杆件多、空间窄、受层高和三角撑等的限制、以及具有弯道等，所述电导轨8需要具有转弯的功能，那么自走式喷涂本机器人用于电动升降施工平台具有更方便的属性。
本发明的自走式喷涂机器人7不仅解决了在爬架上的行走问题，同时也解决了机器人电源获取的问题，具有结构小巧、作业范围广、自动化程度高的特点。
进一步的，如图2所示，驱动底盘包括所述驱动底盘包括：底盘框架、驱动轮101、支重轮组件、导向轮106、张紧装置、避震器105、驱动轮轴承座组件102、支重轮轴承座组件103、导向轮轴承座组件107、橡胶履带104及驱动装置；所述底盘框架包括一对侧板1102、第一安装板1101、第二安装板1103、撑杆1104及底部钣金1105；所述支重轮组件包括钢轮1201、支重轮连杆1203及连接轴1201；所述张紧装置包括滑块1301、导轨1302、弹簧1303及固定支撑座1304；所述驱动装置包括驱动电机1401及多个齿轮1402，其中一个齿轮1402与所述驱动电机1401的驱动电机轴连接，另一个齿轮1402与所述驱动轮轴承座组件102的第一轴连接，所述驱动电机1401通过螺栓与所述第一安装板1101连接；两所述侧板1102上分别安装所述驱动轮轴承座组件102和所述支重轮轴承座组件103，所述驱动轮101通过所述驱动轮轴承座组件102与所述底盘框架连接，所述支重轮组件通过所述支重轮轴承座组件103与所述底盘框架连接；所述避震器105的一端通过所述连接轴1201与所述侧板1102连接，另一端与所述支重轮组件连接；所述张紧装置安装于所述侧板1102的内部，且所述张紧装置上安装与所述导向轮106连接的所述导向轮轴承座组件107；所述橡胶履带104连接于所述驱动轮101、所述支重轮及所述导向轮106之间。该自走式喷涂机器人7的所述驱动底盘的所述底盘框架上安装有所述驱动装置，所述驱动电机1401通过所述齿轮1402传动带动所述驱动轮101，所述驱动轮101带动所述橡胶履带104，通过所述支重轮组件的支撑作用，所述导向轮106的导向以及所述张紧装置的张紧作用，可以实现在爬架上的行走，同时所述支重轮组件通过所述避震器105实现越障的功能。
需要说明的是，图2中的所述驱动底盘为履带式的驱动底盘，在其他实施例中，所述驱动底盘还可以为普通轮式的驱动底盘或全方位轮式(即麦克纳姆轮)的驱动底盘。
作为示例，如图3所示，所述吸盘包括第一电磁铁201、导向轴202、无油衬套组件203及第二电磁铁204；所述无油衬套组件203安装于所述第二安装板1103上，所述第一电磁铁201通过所述导向轴202的端部螺纹与所述导向轴202连接，所述第二电磁铁204安装于所述喷涂及其管道清洗系统上。吸附过程：所述导向轴202的所述抱紧装置松开，所述导向轴202及所述第一电磁铁201自由下落与所述爬架的所述脚手板3贴合，所述第一电磁铁201通电，所述第一电磁铁201吸附所述脚手板3，所述抱紧装置抱紧所述导向轴202。吸盘收回过程：所述第一电磁铁201断电，所述抱紧装置松开，所述第二电磁铁204通电，通过所述第二电磁铁204的吸力，吸住所述导向轴202的上端圆盘面，使所述导向轴202往上移，从而实现所述吸盘收回到底盘位置；所述抱紧装置抱紧，所述第二电磁铁204断电。
作为示例，如图4所示，所述抱紧装置包括：夹紧机构底座301、第一夹块302、第二夹块303、第一剪刀杆304、第二剪刀杆305、轻型矩形模具弹簧306、轴套307、电动缸安装座308、推撞块309及微型电动缸310；所述夹紧机构底座301及所述电动缸安装座308安装在所述第二安装板1103上；所述夹紧机构底座301上设有第一安装轴及第二安装轴，所述第一夹紧块302及所述第二夹紧块303成对的安装于所述第一安装轴上，所述第一剪刀杆304及所述第二剪刀杆305叠合并经由其中间孔位与所述第二安装轴连接；所述轴套307安装于叠合后的所述第一剪刀杆304及所述第二剪刀杆305与所述夹紧机构底座301之间；所述第一剪刀杆304及所述第二剪刀杆305的两端分别焊接有导向用的双向轴，交错的所述第一剪刀杆304及所述第二剪刀杆305两端的所述双向轴分别置于所述第一夹块302的尾部的槽口内及所述第二夹块302的尾部的槽口内；所述轻型矩形模具弹簧306安装于所述第一夹块302与所述第二夹块303之间，所述轻型矩形模具弹簧306的张力使得所述第一夹块302及所述第二夹块303的头部夹紧所述吸盘的所述导向轴202；所述推撞块309安装于所述微型电动缸310的推杆的头部，所述微型电动缸310安装于所述电动缸安装座308上；所述微型电动缸310通过所述推撞块309推动所述第一夹块302的尾部，使得所述第一夹块302和所述第二夹块303的头部松开；当所述微型电动缸310退回来的时候，所述第一夹块302及所述第二夹块303在所述轻型矩形模具弹簧306的作用下自动的夹紧所述导向轴202。
作为示例，如图5所示，所述机械手臂及其联动装置包括：第一平行四边形连杆组件、第二平行四边形连杆组件、底部支座501、第一电机502、第二电机503、第三电机504、平衡块505、喷头506、激光测距传感器508及传感器安装座507；所述第一平行四边形连杆组件包括第一连杆5101、第二连杆5102、第三连杆5103及第四连杆5104，所述第一连杆5101、所述第二连杆5102、所述第三连杆5103及所述第四连杆5104相互连接组成平行四边形构件；所述第一电机、所述第二电机及所述第三电机分别安装于所述底座支架上，所述第一电机502的电机轴与所述第一连杆5101相连接，所述第二电机503通过皮带传动方式与所述第二连杆5102相连接；所述第二平行四边形连接杆组件包括第五连杆5105、第六连杆5106、第七连杆5107、第八连杆5108、第九连杆5109、第十连杆5110及第十一连杆5111，所述第五连杆5105、所述第六连杆5106、所述第七连杆5107及所述第八连杆5108组成一平行四边形构件，所述第八连杆5108、所述第九连杆5109、所述第十连杆5110及所述第十一连杆5111组成另一平行四边形构件；所述第三电机504通过皮带传动的方式与所述第七连杆5107连接；所述第一连杆5101与所述第五连杆5105具有相同的长度，所述第一连杆5101与所述第五连杆5105通过轴连接的方式连接，从而实现所述第五连杆5105跟随所述第一连杆5101绕所述第一电机502的轴转动，它们的另一端旋转轴位同轴；所述第四连杆5104与所述第九连杆5109通过轴连接的方式连接，从而实现第九连杆5109跟随第四连杆5104转动，所述第四连杆5104与所述第九连杆5109相邻的端部通过端部连接轴连接，所述平衡块505安装于所述端部连接轴上，并绕所述端部连接轴自由旋转；所述激光测距传感器508通过所述传感器安装座507安装于所述平衡块505的上部；所述喷头506安装于所述第十一连杆5111上。喷头506整体的移动由第一电机502、第二电机503分别带动第一连杆5101、第二连杆5102，经平行四边形结构通过第四连杆5104带动。所述喷头506垂直或与墙面成一定的角度由所述第三电机504带动所述第七连杆5107，经所述第六连杆5106、所述第八连杆5108、所述第十连杆5110带动所述第十一连杆5111绕其一端的旋转轴位旋转，从而使所述喷头506旋转，调整好姿态，从而实现作业过程中所述喷头506保持此姿态移动，当然也可以作业过程中需要的时候调整姿态。所述第一电机502、所述第二电机503及所述第三电机504分别安装于所述底部支座501上。需要说明的是，所述喷头506与所述喷涂与管道清洗系统中的喷涂管道及清洗管道相连通。
作为示例，如图6所示，所述喷涂与管道清洗系统包括喷涂主机601、喷涂主机安装板602、支腿603、料罐604、水箱605、增压泵606、电磁开关阀607及电子流量计608；所述喷涂主机601通过所述喷涂主机安装板602及所述支腿603与所述第二安装板1103连接；所述料罐604和所述水箱605分别安装于所述主体框架401上的两头；所述料罐604、所述喷涂主机601、所述电磁开关阀607和所述电子流量计608组成喷涂管道(当然，所述喷涂管道还可以包括将一段与所述喷涂主机601相连接，另一端与所述喷头506相连接的喷涂输送管路)，通过所述喷涂主机601头部的调整块调节压力以及所述电子流量计608的数据反馈从而控制喷涂的压力或者流量；所述水箱605、所述增压泵606及所述电磁开关阀607组成清洗管道；所述水箱605的水通过所述电磁开关阀607来到所述增压泵606，所述增压泵606通过感应到水通电，进行增压抽水，水再进入所述喷涂管道完成清洗，当然，水经过所述增压泵606增压后也可以经由单独的清洗输送管路输送至所述喷头506以完清洗。所述第二电磁铁204安装于所述喷涂主机安装板602上。
作为示例，如图7所示，所述拖拽式集电装置包括：集电器、弹力皮筋702及电线杆703；所述集电器包括集电器底座7101、集电器盖板7102、滑触头7103、伸缩支座7104、集电安装座7105、第一滚轮7106、第二滚轮7107及拖拽块7108；所述弹力皮筋702连接于所述电线杆703与所述拖拽块7108之间，所述电线杆703安装于所述主体框架401上。
在一个示例中，如图8所示，所述电导轨包括：线槽壳体801、可拆卸线槽盖板802、滑触线803、开口方形导槽804及防水刷805；所述滑触线803通过卡口连接到所述线槽壳体801里面的上部，所述开口方形导槽804安装于所述滑触线803的下方，所述防水刷805安装于所述线槽壳体801的最下面及所述可拆卸线槽盖板802上。所述集电器的所述第一滚轮7106、所述第二滚轮7107在所述电导轨的所述开口方形导槽804里移动，所述第一滚轮7106为竖直方向摆放，所述第二滚轮7107横向摆放，所述集电器上下位置和前后位置有了限位，这样使得所述集电器能够保持姿态，沿着所述方形开口导槽804移动，同时所述集电器的所述滑触头7103在所述滑触线803的带有铜条槽口里移动，并接触到带电的铜条，从而实现所述自走式喷涂机器人7电源的获得。
作为示例，所述自走式喷涂机器人还包括：管理平台、控制系统、激光雷达测距传感器、视觉传感器及电控箱；所述控制系统及所述电控箱控制所述自走式喷涂机器人工作，所述管理平台与所述控制系统配合实现对所述自走式喷涂机器人的工作进行管理；所述激光雷达测距传感器用于实现所述自走式喷涂机器人的路径规划，所述视觉传感器用于扫描墙面信息，所述激光测距传感器用于控制所述机械手臂运动。
本发明的自走式喷涂机器人7具有以下优点：
1.所述自走式喷涂机器人7可以在所述爬架上行走，能够规划所述自走式喷涂机器人7行走路径以及规划所述自走式喷涂机器人7执行器的作业路径，同时规避执行器与所述爬架本身的结构相碰撞的问题；
2.所述自走式喷涂机器人7结构小巧，采用全地形的履带式的行走底盘，进一步保证了所述自走式喷涂机器人7行走的可靠性及越障能力；
3.所述自走式喷涂机器人7采用先进的控制系统，包括激光雷达测距传感器、3D激光传感器、激光测距传感器等实现全自动行走及自动作业的功能；
4.自动喷涂系统搭载自动管道清洗系统，不仅使得所述自走式喷涂机器人7本身的喷涂实现了自动控制，同时避免了喷涂后管道内物质的沉积等不良影响，增加了设备的更智能化；
5.所述自走式喷涂机器人7的电源获取部分，即所述拖拽式集电装置和所述电导轨8，所述电导轨8实现了轻量化，所述线槽壳体801只需要配上所述滑触线803和结构简单小巧的所述开口方形导槽804，使得整个结构简单，成本低，使用所述弹力皮筋702拖拽所述集电器，所述自走式喷涂机器人7行走不受所述电导轨8的影响，所述弹力皮筋702能够收缩避免了空间交错的可能。所述自走式喷涂机器人7获取电源的方式大大减少了所述自走式喷涂机器人因携带电磁而增加结构和增加重量的可能，也减少了所述自走式喷涂机器人7用拖线的方式可能引起的拖线的交叉、磨损等问题；
6.简易的机械臂及其联动装置采用平行四边形的平动原理，通过调节所述喷头506所在的平行四边形结构设置好喷头的姿态，垂直或者与墙面成一定的角度，只要需要可以在工作的过程中一直保持平动。
7.所述自走式喷涂机器人设置有所述吸盘及所述抱紧装置，所述吸盘可以使所述自走式喷涂机器人7在工作时能够很好的附着在所述脚手板3上，所述抱紧装置是常闭式的，利用机械结构使其平常状态是抱紧的，通过所述微型电动缸310推一下才松开，所述吸盘吸住所述脚手板3时，所述抱紧装置自动抱紧，所述吸盘下端电磁铁断电，所述抱紧装置松开，所述吸盘上方的电磁铁通电，则所述吸盘收回到上面，这时所述抱紧装置自动抱紧，所述吸盘上方的电磁铁可以断电。这种方式只有吸附的时候，所述吸盘下方的电磁铁通电，其余所述抱紧装置的电动缸和所述吸盘上方的电磁铁只是需要动作时才通电，可以减少耗能。
本发明的自走式喷涂机器人的控制方法包括如下步骤：
S1：所述自走式喷涂机器人7启动，所述管理平台开启，所述自走式喷涂机器人7绕建筑物行走一圈，收集建筑物轮廓数据；
S2：所述控制系统获取建筑物轮廓数据，通过5G通讯，传给所述管理平台；
S3：所述管理平台根据数据生成二维路径图，所述管理平台及所述控制系统双方约定原点，规化所述自走式喷涂机器人7行走路线，具体的，可以输入BIM模型规划所述自走式喷涂机器人行走路径，再配以所述激光雷达测距传感器行走，也可以通过画线或者贴二维码的方式，用激光巡线传感器巡线或者用二维码扫码完成路径规划及行走；所述自走式喷涂机器人7按约点行走到指定点，所述管理平台实时更新所述自走式喷涂机器人7位置；
S4：所述管理平台输入喷涂预计需要喷涂的墙面的二维坐标，即X、Y坐标，所述自走式喷涂机器人7根据坐标通过所述视觉传感器对墙面进行扫描；
S5：所述管理平台通过5G通讯经所述控制系统获取墙面图像信息，规划喷涂走位、喷涂顺序、喷涂时间等，以及规划所述自走式喷涂机器人7的行走配合；
S6：所述自走式喷涂机器人7通过所述视觉传感器实时将画面传送到所述管理平台，通过所述管理平台可实时遥控所述自走式喷涂机器人7作业。
实施例二
请继续参阅图1至图8，本发明还提供一种外墙喷涂作业系统，如实施例一中所述的自走式喷涂机器人、爬架及电导轨8；所述爬架包括脚手板3及外立杆；所述电导轨8位于所述爬架的外围，与所述外立杆连接固定；所述驱动底盘位于所述脚手板3上，且可沿所述脚手板3行走，所述拖拽式集电装置与所述电导轨8相连接，用于从所述电导轨8上获取电源，以为所述自走式喷涂机器人供电。所述爬架还可以包括内立杆2、爬架导轨4、附墙支座5、斜腹杆1及三角撑9等等。
作为示例，所述电导轨8的具体结构请参阅实施例一中关于图8的描述，此处不再累述。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变换或改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种自走式喷涂机器人，其特征在于：包括：驱动底盘、吸盘、抱紧装置、主体框架、机械手臂及其联动装置、喷涂与管道清洗系统、拖拽式集电装置；所述吸盘及所述抱紧装置位于所述驱动底盘上；所述主体框架位于所述驱动底盘上；所述机械手臂及其联动装置安装于所述主体框架上；所述喷涂与管路清洗系统设置于所述主体框架内及所述主体框架上；所述拖拽式集电装置为所述自走式喷涂机器人供电。
2.根据权利要求1所述的一种自走式喷涂机器人，其特征在于：所述驱动底盘包括：底盘框架、驱动轮、支重轮组件、导向轮、张紧装置、避震器、驱动轮轴承座组件、支重轮轴承座组件、导向轮轴承座组件、橡胶履带及驱动装置；所述底盘框架包括一对侧板、第一安装板、第二安装板、撑杆及底部钣金；所述支重轮组件包括钢轮、支重轮连杆及连接轴；所述张紧装置包括滑块、导轨、弹簧及固定支撑座；所述驱动装置包括驱动电机及多个齿轮，其中一个齿轮与所述驱动电机的驱动电机轴连接，另一个齿轮与所述驱动轮轴承座组件的第一轴连接，所述驱动电机通过螺栓与所述第一安装板连接；两所述侧板上分别安装所述驱动轮轴承座组件和所述支重轮轴承座组件，所述驱动轮通过所述驱动轮轴承座组件与所述底盘框架连接，所述支重轮组件通过所述支重轮轴承座组件与所述底盘框架连接；所述避震器的一端通过所述连接轴与所述侧板连接，另一端与所述支重轮组件连接；所述张紧装置安装于所述侧板的内部，且所述张紧装置上安装与所述导向轮连接的所述导向轮轴承座组件；所述橡胶履带连接于所述驱动轮、所述支重轮及所述导向轮之间。
3.根据权利要求2所述的一种自走式喷涂机器人，其特征在于：所述吸盘包括第一电磁铁、导向轴、无油衬套组件及第二电磁铁；所述无油衬套组件安装于所述第二安装板上，所述第一电磁铁通过所述导向轴的端部螺纹与所述导向轴连接，所述第二电磁铁安装于所述喷涂及其管道清洗系统上。
4.根据权利要求2所述的一种自走式喷涂机器人，其特征在于：所述抱紧装置包括：夹紧机构底座、第一夹块、第二夹块、第一剪刀杆、第二剪刀杆、轻型矩形模具弹簧、轴套、电动缸安装座、推撞块及微型电动缸；所述夹紧机构底座及所述电动缸安装座安装在所述第二安装板上；所述夹紧机构底座上设有第一安装轴及第二安装轴，所述第一夹紧块及所述第二夹紧块成对的安装于所述第一安装轴上，所述第一剪刀杆及所述第二剪刀杆叠合并经由其中间孔位与所述第二安装轴连接；所述轴套安装于叠合后的所述第一剪刀杆及所述第二剪刀杆与所述夹紧机构底座之间；所述第一剪刀杆及所述第二剪刀杆的两端分别焊接有导向用的双向轴，交错的所述第一剪刀杆及所述第二剪刀杆两端的所述双向轴分别置于所述第一夹块的尾部的槽口内及所述第二夹块的尾部的槽口内；所述轻型矩形模具弹簧安装于所述第一夹块与所述第二夹块之间；所述推撞块安装于所述微型电动缸的推杆的头部，所述微型电动缸安装于所述电动缸安装座上。
5.根据权利要求2所述的一种自走式喷涂机器人，其特征在于：所述机械手臂及其联动装置包括：第一平行四边形连杆组件、第二平行四边形连杆组件、底部支座、第一电机、第二电机、第三电机、平衡块、喷头、激光测距传感器及传感器安装座；所述第一平行四边形连杆组件包括第一连杆、第二连杆、第三连杆及第四连杆，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆及所述第四连杆相互连接组成平行四边形构件；所述第一电机、所述第二电机及所述第三电机分别安装于所述底座支架上，所述第一电机的电机轴与所述第一连杆相连接，所述第二电机通过皮带传动方式与所述第二连杆相连接；所述第二平行四边形连接杆组件包括第五连杆、第六连杆、第七连杆、第八连杆、第九连杆、第十连杆及第十一连杆，所述第五连杆、所述第六连杆、所述第七连杆及所述第八连杆组成一平行四边形构件，所述第八连杆、所述第九连杆、所述第十连杆及所述第十一连杆组成另一平行四边形构件；所述第三电机通过皮带传动的方式与所述第七连杆连接；所述第一连杆与所述第五连杆通过轴连接的方式连接，所述第四连杆与所述第九连杆通过轴连接的方式连接，所述第四连杆与所述第九连杆相邻的端部通过端部连接轴连接，所述平衡块安装于所述端部连接轴上，并绕所述端部连接轴自由旋转；所述激光测距传感器通过所述传感器安装座安装于所述平衡块的上部；所述喷头安装于所述第十一连杆上。
6.根据权利要求2所述的一种自走式喷涂机器人，其特征在于：所述喷涂与管道清洗系统包括喷涂主机、喷涂主机安装板、支腿、料罐、水箱、增压泵、电磁开关阀及电子流量计；所述喷涂主机通过所述喷涂主机安装板及所述支腿与所述第二安装板连接；所述料罐和所述水箱分别安装于所述主体框架上的两头；所述喷涂管道一端与所述料罐相连接，所述喷涂管道上设置所述电磁开关阀及所述流量计；所述清洗管道一端与所述水箱相连接，所述清洗管道上设置所述增压泵及所述电磁开关阀。
7.根据权利要求1所述的一种自走式喷涂机器人，其特征在于：所述拖拽式集电装置包括：集电器、弹力皮筋及电线杆；所述集电器包括集电器底座、集电器盖板、滑触头、伸缩支座、集电安装座、第一滚轮、第二滚轮及拖拽块；所述弹力皮筋连接于所述电线杆与所述拖拽块之间，所述电线杆安装于所述主体框架上。
8.根据权利要求1所述的一种自走式喷涂机器人，其特征在于：还包括管理平台、控制系统、激光雷达测距传感器、视觉传感器及电控箱；所述管理平台与所述控制系统、所述驱动底座、所述机械手臂及其联动装置及所述喷涂与管道清洗系统相连接；所述控制系统与所述激光雷达测距传感器、所述视觉传感器及所述电控箱相连接。
9.一种外墙喷涂作业系统，其特征在于：包括：如权利要求1至8中任一项所述的自走式喷涂机器人、爬架及电导轨；所述爬架包括脚手板及外立杆；所述电导轨位于所述爬架的外围，与所述外立杆连接固定；所述驱动底盘位于所述脚手板上，且可沿所述脚手板行走，所述拖拽式集电装置与所述电导轨相连接，用于从所述电导轨上获取电源，以为所述自走式喷涂机器人供电。
10.根据权利要求9所述的一种外墙喷涂作业系统，其特征在于：所述电导轨包括：线槽壳体、可拆卸线槽盖板、滑触线、开口方形导槽及防水刷；所述滑触线通过卡口连接到所述线槽壳体里面的上部，所述开口方形导槽安装于所述滑触线的下方，所述防水刷安装于所述线槽壳体的最下面及所述可拆卸线槽盖板上。
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