CN113043290A - 一种抹灰机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抹灰机器人，包括：提供固定基座的底座；设置于底座上可前后移动的旋转底座；设置于旋转底座上并与其铰接的第一级提升机构，其沿竖向布置，第一级提升机构在旋转底座的带动下实现前后运动，并相对于旋转底座俯仰方向进行小角度转动；第二级提升机构与第一级提升机构通过中间板连接，第二级提升机构能沿竖向做升降运动；设置于第二级提升机构内侧的可转动的旋转座；设置于旋转座上的抹头，通过旋转座带动抹头实现前后转动；抹头上设有用于执行抹灰作业的翻压板，翻压板的两端与抹头铰接，使翻压板可向前翻转。本发明可进行室内从地面到天花板全高度的抹灰作业，具有级数少、承载能力大、行程高、精度高及调整能力强等优点。

Description

一种抹灰机器人

技术领域

本发明涉及负重自动化升降领域，具体地，涉及一种主要用于室内从地面到天花板全高度的抹灰机器人。

背景技术

目前可用于室内提升的机构较多，但基本上只能实现部分高度的提升，都不能实现室内净高的全高度的提升，同时现有的提升机构都是单一的竖向提升，所提升的重物在竖直方向提升的同时，没有其他自由度的高精度可控运动。此外现有的提升机构在负载较大的时候，提升机构本身存在较大变形，无法保证提升过程中的轨迹直线度；因此，无法适用于室内的自动化的抹灰作业，且传统的抹灰机无法对上阴角进行合理的处理。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种抹灰机器人。

本发明提供一种抹灰机器人，包括：

底座，为抹灰机器人提供一个固定基座；

设置于所述底座上的旋转底座，所述旋转底座能沿所述底座的水平方向做直线运动，使所述旋转底座实现前后移动；

设置于所述旋转底座上并与其铰接的第一级提升机构，所述第一级提升机构沿竖向布置，所述第一级提升机构在所述旋转底座的带动下实现前后运动，并能相对于所述旋转底座俯仰方向进行小角度转动；

设置于所述第一级提升机构内侧的第二级提升机构，所述第二级提升机构与所述第一级提升机构通过中间板连接，所述第二级提升机构能沿竖向做升降运动，所述第二级提升机构能收纳于所述第一级提升机构内或者运动至所述第一级提升机构的上方；

设置于所述第二级提升机构内侧的可转动的旋转座，所述旋转座在所述第二级提升机构带动下做同步升降运动，并能沿所述第二级提升机构的竖向做升降运动；

设置于所述旋转座上的抹头，通过所述旋转座带动所述抹头实现前后转动，使所述抹头沿俯仰方向实现小角度转动；所述抹头上设有用于执行抹灰作业的翻压板，所述翻压板的两端与所述抹头铰接，使所述翻压板可向前翻转。

优选地，所述底座上设有沿长度方向铺设的第一导轨，所述第一导轨与所述旋转底座的底部连接，并通过第一传动机构带动所述旋转底座沿所述第一导轨方向做直线运动，实现所述旋转底座的前后移动。

优选地，所述第一级提升机构包括：

沿竖直方向设置的第一竖板、第二竖板，且所述第一竖板与所述第二竖板对称设置，所述第一竖板、所述第二竖板的一端与所述旋转底座铰接；所述第一竖板、所述第二竖板的内侧沿竖向铺设有第二导轨；

带动所述第二级提升机构做升降运动的两个第二传动机构；

分别与两个所述第二传动机构连接的两个减速器；

两端分别与两个所述减速器连接的转动轴；

与所述转动轴连接的动力装置，由所述动力装置驱动所述转动轴转动，经由所述传动轴将动力传输至两端的所述减速器，所述减速器分别带动所述第二传动机构转动，由所述第二传动机构传动带动所述中间板沿所述第一竖板、所述第二竖板做竖向直线运动，从而实现一级升降运动。

优选地，所述中间板包括：

与其中一所述第二传动机构连接的第一中间板；所述第一中间板的外侧与所述第一竖板的第二导轨连接，通过所述第二传动机构带动所述第一中间板能沿所述第一竖板的第二导轨方向移动；

与另一所述第二传动机构连接的第二中间板；所述第二中间板的外侧与所述第二竖板的第二导轨连接，通过所述第二传动机构带动所述第二中间板能沿所述第二竖板的第二导轨方向移动。

优选地，所述第二级提升机构包括：

设置于所述第一中间板的内侧的第一升降板，所述第一升降板的外侧与所述第一中间板连接，所述第一升降板在所述第一中间板带动下沿所述第一竖板的第二导轨方向做升降运动；所述第一升降板的内侧沿竖向设有第三导轨；

设置于所述第二中间板的内侧的第二升降板，所述第二升降板的外侧与所述第二中间板连接，所述第二升降板在所述第二中间板的带动下沿所述第二竖板的第二导轨方向做升降运动；所述第二升降板的内侧沿竖向设有第三导轨；

与所述第一升降板、所述第二升降板相垂直的第三升降板，所述第三升降板的两端分别与所述第一升降板、所述第二升降板的第三导轨连接，所述第三升降板沿所述第一升降板、所述第二升降板的第三导轨方向做升降运动。

优选地，所述第一中间板的内侧沿竖直方向设有第四导轨，所述第一中间板通过所

述第四导轨与所述第一升降板的外侧连接；

所述第二中间板的内侧沿竖直方向设有第四导轨，所述第二中间板通过第四导轨与所述第二升降板的外侧连接；

所述第一升降板、所述第二升降板能沿所述第一中间板、所述第二中间板的竖直方向做升降运动，并能带动所述第三升降板进行同步升降运动。

优选地，所述旋转座与所述第三升降板连接，通过所述第三升降板带动所述旋转座做同步升降运动，从而带动所述抹头做同步升降运动。

优选地，抹灰机器人包括：为所述抹头提供水平移动动力的平移座，所述平移座分别与所述抹头、所述旋转座连接，通过所述平移座带动所述抹头实现左右平移。

优选地，所述第二级提升机构的顶端设有用于顶天花板的脚撑，使整个所述抹灰机器人实现上下稳固支撑。

优选地，所述底座上设有与所述第二升降机构相匹配的镂空空间，使所述第二升降机构能运动至所述底座的下方。

与现有技术相比，本发明具有如下至少一种的有益效果：

本发明上述抹灰机器人，仅采用两级提升机构即可实现室内净高的全高度的大负重提升，其额定提升重量可达400kg，最大提升重量可达600kg；两级提升机构承载能力大，提高了整体的稳定性；同时通过在抹头上设置可向前翻转的翻压板，使翻压板与墙面平行，能实现上阴角的抹灰作业。

本发明上述抹灰机器人，收缩后体积小，全部提升机构完全收回后，其尺寸仅有720mm*440mm*1400mm。

本发明上述抹灰机器人，行程高，整个机构完全展开后，最大提升高度可达3100mm，各级提升收缩后总高1400mm。

本发明上述抹灰机器人，精度高，整个提升行程内，末端提升估计的直线精度可达0.1mm。

本发明上述抹灰机器人，其调整能力强，在升降过程中可同时实现所承载抹头三个自由度的运动，即前后、左右位置调整以及角度调整；同时可以实现在俯仰方向小角度的调整，可以保证整个行程过程中的垂直度。

本发明上述抹灰机器人，通过进一步设置用于顶天花板的脚撑，由脚撑形成的顶撑固定，可保证整个抹灰机器人稳定可靠，极大地提升整体的抗倾覆能力，同时支撑脚设有弹簧机构，即使受到振动也能保证天花板支撑脚顶撑的可靠性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一优选实施例的抹灰机器人提升后的状态示意图；

图2为本发明一优选实施例的抹灰机器人下降后的状态示意图；

图3为本发明一优选实施例的抹灰机器人剖面示意图；

图中标记分别表示为：1000为底座、2000为第一竖板、3000为第一中间板、4000为第一升降板、5000为第三升降板、6000为旋转座、7000为平移座、8000为脚撑、9000为旋转底座、9100为抹头、9200为翻压板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

参照图1所示，本实施例提供一种抹灰机器人，可进行室内从地面到天花板的全高度的大负重的抹灰作业，如图1中所示包括底座1000、旋转底座9000、第一级提升机构、第二级提升机构、抹头9100和翻压板。

其中，底座1000为整个机构提供一个固定基座。

旋转底座9000设置于底座1000上，旋转底座9000能沿底座1000的水平方向做直线运动，实现旋转底座9000的前后移动。

第一级提升机构设置于旋转底座9000上并与其铰接，第一级提升机构可以在旋转底座9000上进行小角度转动。第一级提升机构沿竖向布置，第一级提升机构提供一定距离的竖向行程。第一级提升机构在旋转底座9000带动下实现前后移动，且第一级提升机构能在旋转底座9000的俯仰方向上进行小角度(0.5°左右角度范围)旋转，可实现抹头9100在俯仰方向小角度的调整，保证整个行程过程中的垂直度。

第二级提升机构设置于第一级提升机构内侧，第二级提升机构与第一级提升机构通过中间板连接，第二级提升机构能沿竖向做升降运动，参照图2所示，第二级提升机构能收纳于第一级提升机构内或者运动至第一级提升机构的上方，并可上升至室内天花板的高度。第一级提升机构与第二级提升机构之间由中间板连接，中间板起到连接第一级提升机构和第二级提升机构的作用，增大了第二级提升机构在第一级提升机构上的行程。

可转动的旋转座为抹头9100进行小角度旋转提供动力，其设置于第二级提升机构内侧，旋转座在第二级提升机构带动下做同步升降运动，并能沿第二级提升机构的竖向做升降运动。

抹头9100设置于旋转座上，通过旋转座带动抹头9100实现前后转动，使抹头9100沿俯仰方向实现小角度转动；抹头9100上设有用于执行抹灰作业的翻压板9200，翻压板9200的两端与抹头9100铰接，翻压板9200可绕下旋转点向前翻转；当上灰时，翻压板9200与墙面呈夹角设置，翻压板9200与墙面之间构成楔形空间，可实现抹灰介质的上墙粘接；小尺寸的翻压板9200同时叠加楔形空间产生的流体动压效应，上墙压力可达人工作业的几倍甚至几十倍，提高抹灰质量。当需要对墙面的阴角进行抹灰作用时，将翻压板9200向前翻转，翻转后与墙面平行，实现上阴角的抹灰作业。

抹灰机器人通过上述运动过程，来保证在负载较大的情况下，抹灰机器人仍具有很高的提升轨迹精度；升降过程中可同时实现所承载执行部件多个自由度的运动，即前后位置调整以及角度调整；同时可以实现在俯仰方向小角度的调整，可保证抹灰作业过程中的垂直度。

在其他部分优选实施例中，底座1000上设有沿长度方向铺设的第一导轨；旋转底座9000的底部与底座1000的第一导轨连接，并通过第一传动机构带动旋转底座9000沿底座1000的第一导轨方向做直线运动，实现旋转底座9000的前后移动。作为一优选方式，在底座1000上设有沿长度方向铺设的滑轨；旋转底座9000的底部设有滑块；旋转底座9000的滑块连接于底座1000的滑轨上，并通过滚珠丝杆传动带动旋转底座9000沿底座1000的滑轨方向做直线运动，实现旋转底座9000在底座1000上的前后移动。上述第一导轨除了可以采用线性滑轨滑块以外，还可以采用直线光轴、带座光轴或者槽钢加滚轮等方式。上述第一传动机构除了可以采用滚珠丝杆传动，还可以采用同步轮同步带或者链条等方式。

在其他部分优选实施例中，第一级提升机构包括：第一竖板2000、第二竖板、两个第二传动机构、两个减速器、转动轴和动力装置；将两个第二传动机构、两个减速器左右对称安装，通过传动轴实现同步提升。

其中，第一竖板2000、第二竖板沿竖直方向设置于底座1000上方，且第一竖板2000与第二竖板对称设置，第一竖板2000、第二竖板的下端与旋转底座9000铰接；在第一竖板2000、第二竖板的内侧沿竖向铺设有第二导轨。

动力装置可提供动力驱动转动轴进行转动。动力装置可采用电机。

转动轴的两端分别连接一减速器；减速器分别连接第二传动机构。

通过动力装置驱动转动轴进行转动，经由传动轴将动力传输至两端的减速器，减速器分别带动第二传动机构转动，由第二传动机构传动带动中间板沿第一竖板2000、第二竖板的竖向做直线运动，从而实现一级升降运动。作为一优选方式，上述第二传动机构可以采用齿轮齿条传动。

在其他部分优选实施例，参照图1所示，中间板包括第一中间板3000和第二中间板；其中，

与其中一第二传动机构连接的第一中间板3000；第一中间板3000的外侧与第一竖板2000的第二导轨连接，通过第二传动机构带动第一中间板3000能沿第一竖板2000的第二导轨方向移动。

与另一第二传动机构连接的第二中间板；第二中间板的外侧与第二竖板的第二导轨连接，通过第二传动机构带动第二中间板能沿第二竖板的第二导轨方向移动。

上述第二导轨可以采用线性滑轨滑块、直线光轴、带座光轴或者槽钢加滚轮等方式实现。

在其他部分优选实施例，结合图1、图3所示，第二级提升机构包括第一升降板4000、第二升降板和第三升降板5000；其中，

第一升降板4000安装于第一中间板3000的内侧，第一升降板4000的外侧与第一中间板3000连接，通过第一中间板3000可带动第一升降板4000沿第一竖板2000的第二导轨方向做升降运动；在第一升降板4000的内侧沿竖向设有第三导轨。

第二升降板安装于第二中间板的内侧，第二升降板的外侧与第二中间板连接，通过第二中间板可带动第二升降板沿第二竖板的第二导轨方向做升降运动；在第二升降板的内侧沿竖向设有第三导轨。

第三升降板5000与第一升降板4000、第二升降板相垂直，第三升降板5000的两端分别与第一升降板4000、第二升降板的第三导轨连接，使第三升降板5000能沿第一升降板4000、第二升降板的第三导轨方向做升降运动。作为一优选方式，第三升降板5000通过电机，经由减速机，滚珠丝杆传动带动其在第一升降板4000、第二升降板的第三导轨上进行升降运动。第三导轨可以采用线性滑轨滑块、直线光轴、带座光轴或者槽钢加滚轮等方式实现。第三升降板5000除了可采用滚珠丝杆传动外，也可以采用同步轮同步带或者链条等方式传动。

在其他部分优选实施例，参照图1所示，第一中间板3000的内侧沿竖直方向设有第四导轨，第一中间板3000通过第四导轨与第一升降板4000的外侧连接。

第二中间板的内侧沿竖直方向设有第四导轨，第二中间板通过第四导轨与第二升降板的外侧连接。

第一升降板4000、第二升降板能沿第一中间板3000、第二中间板的竖直方向做升降运动，并能带动第三升降板5000进行同步升降运动。作为一优选方式，第四导轨可以是线性滑轨滑块，也可以是直线光轴、带座光轴或者槽钢加滚轮等方式。

第一竖板2000与第一升降板4000之间由第一中间板3000连接；第二竖板与第二升降板之间由第二中间板连接，可以实现第一升降板4000、第二升降板降至底座1000以下，实现从地面开始抹灰。第一升降板4000、第二升降板升到第一竖板2000、第二竖板以上，实现对墙面抹灰。

在其他部分优选实施例，旋转座6000与第三升降板5000连接，通过第三升降板5000带动旋转座6000做同步升降运动，从而带动抹头9100做同步升降运动进行抹灰作业。作为一优选方式，旋转座6000由电机及RV减速机组成，为整个抹头9100的旋转提供动力，且旋转座6000可随着第三升降板5000上下移动。

在其他部分优选实施例，结合图1、图3所示，抹灰机器人包括：为抹头9100提供水平移动动力的平移座7000，平移座7000固定于旋转座6000上，可随着抹头9100旋转座6000运动端进行小角度旋转。执行部件连接于平移座7000上，通过平移座7000带动执行部件左右移动。上述抹头9100进一步设置于平移座7000，可实现所承载抹灰三个自由度的运动，即前后、左右位置调整以及角度调整；作为一优选方式，平移座7000包括水平导轨、设于水平导轨上的运动机构、电机和减速器，通过电机、减速器驱动，可以通过同步带与同步带轮传动带动运动机构在水平导轨上进行左右位置移动。

在其他部分优选实施例，参照图1所示，第二级提升机构的顶端设有用于顶天花板的脚撑8000，当第二级提升机构上升到最高处时，脚撑8000会顶到天花板上，保证执行部件在高处升降时有一个可靠的支撑，使整个机构实现上下稳固支撑。改善整体刚性，保证提升的轨迹精度。作为一优选方式，脚撑8000的内部设有弹簧，即使整体机构在受到较强的震动下也能够保证与天花板之间顶撑接触的可靠性。脚撑8000的数量优选为两个。

在其他部分优选实施例，参照图1、图2所示，底座1000上设有与第二升降机构相匹配的镂空空间，使第二升降机构能运动至底座1000的下方。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。

Claims (10)

1.一种抹灰机器人，其特征在于，包括：

底座，为抹灰机器人提供一个固定基座；

设置于所述底座上的旋转底座，所述旋转底座能沿所述底座的水平方向做直线运动，使所述旋转底座实现前后移动；

设置于所述旋转底座上并与其铰接的第一级提升机构，所述第一级提升机构沿竖向布置，所述第一级提升机构在所述旋转底座的带动下实现前后运动，并能相对于所述旋转底座俯仰方向进行小角度转动；

设置于所述第一级提升机构内侧的第二级提升机构，所述第二级提升机构与所述第一级提升机构通过中间板连接，所述第二级提升机构能沿竖向做升降运动，所述第二级提升机构能收纳于所述第一级提升机构内或者运动至所述第一级提升机构的上方；

设置于所述第二级提升机构内侧的可转动的旋转座，所述旋转座在所述第二级提升机构带动下做同步升降运动，并能沿所述第二级提升机构的竖向做升降运动；

设置于所述旋转座上的抹头，通过所述旋转座带动所述抹头实现前后转动，使所述抹头沿俯仰方向实现小角度转动；所述抹头上设有用于执行抹灰作业的翻压板，所述翻压板的两端与所述抹头铰接，使所述翻压板可向前翻转。

2.根据权利要求1所述的抹灰机器人，其特征在于，所述底座上设有沿长度方向铺设的第一导轨，所述第一导轨与所述旋转底座的底部连接，并通过第一传动机构带动所述旋转底座沿所述第一导轨方向做直线运动，实现所述旋转底座的前后移动。

3.根据权利要求1所述的抹灰机器人，其特征在于，所述第一级提升机构包括：

沿竖直方向设置的第一竖板、第二竖板，且所述第一竖板与所述第二竖板对称设置，所述第一竖板、所述第二竖板的一端与所述旋转底座铰接；所述第一竖板、所述第二竖板的内侧沿竖向铺设有第二导轨；

带动所述第二级提升机构做升降运动的两个第二传动机构；

分别与两个所述第二传动机构连接的两个减速器；

两端分别与两个所述减速器连接的转动轴；

与所述转动轴连接的动力装置，由所述动力装置驱动所述转动轴转动，经由所述传动轴将动力传输至两端的所述减速器，所述减速器分别带动所述第二传动机构转动，由所述第二传动机构传动带动所述中间板沿所述第一竖板、所述第二竖板做竖向直线运动，从而实现一级升降运动。

4.根据权利要求3所述的抹灰机器人，其特征在于，所述中间板包括：

与其中一所述第二传动机构连接的第一中间板；所述第一中间板的外侧与所述第一竖板的第二导轨连接，通过所述第二传动机构带动所述第一中间板能沿所述第一竖板的第二导轨方向移动；

与另一所述第二传动机构连接的第二中间板；所述第二中间板的外侧与所述第二竖板的第二导轨连接，通过所述第二传动机构带动所述第二中间板能沿所述第二竖板的第二导轨方向移动。

5.根据权利要求4所述的抹灰机器人，其特征在于，所述第二级提升机构包括：

设置于所述第一中间板的内侧的第一升降板，所述第一升降板的外侧与所述第一中间板连接，所述第一升降板在所述第一中间板带动下沿所述第一竖板的第二导轨方向做升降运动；所述第一升降板的内侧沿竖向设有第三导轨；

设置于所述第二中间板的内侧的第二升降板，所述第二升降板的外侧与所述第二中间板连接，所述第二升降板在所述第二中间板的带动下沿所述第二竖板的第二导轨方向做升降运动；所述第二升降板的内侧沿竖向设有第三导轨；

与所述第一升降板、所述第二升降板相垂直的第三升降板，所述第三升降板的两端分别与所述第一升降板、所述第二升降板的第三导轨连接，所述第三升降板沿所述第一升降板、所述第二升降板的第三导轨方向做升降运动。

6.根据权利要求5所述的抹灰机器人，其特征在于，

所述第一中间板的内侧沿竖直方向设有第四导轨，所述第一中间板通过所述第四导轨与所述第一升降板的外侧连接；

所述第二中间板的内侧沿竖直方向设有第四导轨，所述第二中间板通过第四导轨与所述第二升降板的外侧连接；

所述第一升降板、所述第二升降板能沿所述第一中间板、所述第二中间板的竖直方向做升降运动，并能带动所述第三升降板进行同步升降运动。

7.根据权利要求6所述的抹灰机器人，其特征在于，所述旋转座与所述第三升降板连接，通过所述第三升降板带动所述旋转座做同步升降运动，从而带动所述抹头做同步升降运动。

8.根据权利要求7所述的抹灰机器人，其特征在于，还包括：为所述抹头提供水平移动动力的平移座，所述平移座分别与所述抹头、所述旋转座连接，通过所述平移座带动所述抹头实现左右平移。

9.根据权利要求1-8任一项所述的抹灰机器人，其特征在于，所述第二级提升机构的顶端设有用于顶天花板的脚撑，使整个所述抹灰机器人实现上下稳固支撑。

10.根据权利要求1-8任一项所述的抹灰机器人，其特征在于，所述底座上设有与所述第二升降机构相匹配的镂空空间，使所述第二升降机构能运动至所述底座的下方。

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