CN113550536A - 一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人 - Google Patents

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CN113550536A CN202110925877.1A CN202110925877A CN113550536A CN 113550536 A CN113550536 A CN 113550536A CN 202110925877 A CN202110925877 A CN 202110925877A CN 113550536 A CN113550536 A CN 113550536A
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卢昱杰
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董泽坤
刘金杉
肖建庄
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Abstract

本发明提供了一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，包括移动车架，所述移动车架的上表面固定有悬吊组件，所述悬吊组件的执行端连接有外墙喷涂组件；所述外墙喷涂组件包括固定于所述悬吊组件执行端的机架，与所述机架的一端转动连接的混料罐，以及固定于所述机架另一端的直线运动机构，所述直线运动机构的执行端连接有六轴机械臂，所述六轴机械臂的一端壳体上固定有环境感应机构和喷头；所述混料罐的内部设有搅拌组件。本发明能够快速、准确的移动至待喷涂平面，且能够机器人工作达到预设时间后，对机器人的混料罐和喷头进行高效清洗，以待下一次使用，从而提高了喷涂机器人的喷涂效率。

Description

一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人
技术领域
本发明主要涉及建筑外墙喷涂的技术领域，具体涉及一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人。
背景技术
现在外墙喷涂工具依旧以纯手工为主。外墙喷涂机器人凭借施工速度更快，效率更高，人工费用成本低，对人体健康危害小，安全性更好等优势正迅速发展，未来有望取代人力喷涂。
根据申请号为CN201720324933.5的专利文献所提供的一种带有自动混合涂料的建筑防水喷涂机器人可知，该产品包括工作台，工作台顶部的一端安装有电控箱，储料桶的内部设有搅拌叶，搅拌叶顶部通过转轴连接有旋转驱动电机，旋转驱动电机安装在支架的顶部，安装座的顶部安装有固定座，固定座通过第一转动轴承连接有第一机械臂，第一机械臂的另一端通过第二转动轴承连接有第二机械臂，第二机械臂的顶部通过输液管连接有抽液泵，第二机械臂的底部固定安装有连接管，连接管的端部通过旋转接头连接喷涂头，该种建筑防水喷涂机器人，可通过第一机械臂和第二机械臂完成喷涂头的高度作业，该种机器人上设有储液桶，储液桶内设有搅拌叶，可对储液桶内的涂料进行均匀搅拌，最后经过喷涂头喷出。
但上述喷涂机器人仍然存在着缺陷，例如上述机器人虽然具有搅拌混料的功能，但该喷涂机器人未对喷涂环境对喷涂质量造成的影响引起重视，且该机器人移动范围较小，难以及时出现在待喷涂区域，而喷涂材料的具有不同的时效性,容易造成涂料粘黏效果不佳等现象。
发明内容
本发明主要提供了一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，包括移动车架，所述移动车架的上表面固定有悬吊组件，所述悬吊组件的执行端连接有外墙喷涂组件；
所述外墙喷涂组件包括固定于所述悬吊组件执行端的机架，与所述机架的一端转动连接的混料罐，以及固定于所述机架另一端的直线运动机构，所述直线运动机构的执行端连接有六轴机械臂，所述六轴机械臂远离直线运动机构的一端壳体上固定有环境感应机构和喷头；
所述混料罐的内部设有搅拌组件，所述混料罐的出料端通过软管与固定于所述机架顶端的定量机构相连接，所述定量机构的出料端通过软管与所述喷头相连接。
进一步的，所述搅拌组件包括穿设于所述混料罐的壳体上、且两端通过轴承座与所述机架的外壁转动连接的搅拌轴，套设于所述混料罐外表面的齿圈，以及与所述齿圈相啮合、且通过转轴与所述机架的内壁转动连接的齿轮，从而在齿轮进行旋转时，齿轮带动混料罐进行旋转，从而配合搅拌轴对混料罐的内部涂料进行混合。
进一步的，所述混料罐的底端设有动力机构，所述动力机构包括位于所述齿轮的底端且同轴设置的第一皮带轮，以及固定于所述搅拌轴延伸至外部一端的第二皮带轮，所述第一皮带轮与第二皮带轮之间通过皮带相连接，从而带动搅拌轴进行同步旋转，又由于混料罐与第一皮带轮的旋转方向方向相反，使得搅拌轴与混料罐的转动反向相反，从而提高搅拌效率。
进一步的，所述混料罐的顶端通过轴承转动连接有旋转接头，以适应旋转接头底端混料罐的转动，防止因混料罐转动而导致进料泵和出料泵连接在其上的软管纠缠在一起。
进一步的，所述定量机构包括固定于所述机架上表面的进料泵以及出料泵，所述进料泵的出料端通过软管与所述旋转接头相连接，所述出料泵的进料端通过软管与所述旋转接头相连接、出料端通过软管与所述喷头相连接，进料泵设置多个，以适应多种原料的同时注入。
进一步的，所述直线运动机构包括通过轴承座与所述机架的外壁转动连接的丝杆，以及套设于所述丝杆外部且通过丝母与所述丝杆相连接的滑动块，所述滑动块远离机架的一侧表面固定于所述六轴机械臂的壳体上，以使六轴机械臂将丝杆的回转运动转变为自身的直线运动，以带动六轴机械臂进行位移，进而使得六轴机械臂能够快速挪动至带喷涂区域。
进一步的，所述环境感应机构包括固定于所述六轴机械臂远离直线运动机构的一端壳体上的风力传感器、湿度传感器、温度传感器，从而感受外界的湿度和温度变化，以方便单片机分析后调整六轴机械臂动作。
进一步的，所述悬吊组件包括固定于所述移动车架上表面的卷扬机，一端固定于所述卷扬机的壳体上、另一端与所述机架的上表面相连接的钢丝绳，以及用于支撑所述钢丝绳的支撑架，所述支撑架远离所述移动车架的一端穿设有与所述钢丝绳相抵靠的旋转轮，通过支撑架上的旋转轮为钢丝绳提供支撑和导向，以使钢丝绳能够稳定拉动机架。
进一步的，所述移动车架远离混料罐的侧壁两端均固定有滑动组件，所述滑动组件包括固定于所述移动车架远离混料罐的侧壁表面、且对称设置的支撑臂，两个所述支撑臂相互靠近的一侧表面均通过转轴转动连接有三角形转动架，两个所述三角形转动架之间转动连接有多个转动辊，三角形转动架与支撑臂之间转动连接，以通过转动辊和三角形转动架的转动使得移动车架能够适应在不同平面上的滑动。
进一步的，所述混料罐的底端插接有液位传感器，通过混料罐底端插接的液位传感器，从而对混料罐内的液位进行实时监测，以确定清洗时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
其一，本发明能够快速、准确的移动至待喷涂平面，且活动范围较大，从而提高了喷涂机器人的喷涂效率，具体为：通过移动车架带动用于悬挂机架的悬吊组件在待喷涂建筑的顶端进行平移，以使机架挪动至合适的位置，且通过悬吊组件收放机架顶端的钢丝绳，从而控制安装喷头和混料罐的机架到达合适的高度，再通过六轴机械臂以调整喷头的方位，以使喷头快速到达合适的角度。
其二，本发明能够机器人工作达到预设时间后，对机器人的混料罐和喷头进行高效清洗，以待下一次使用，具体为：定量机构控制定量水进入混料罐后，罐中的搅拌组件开始工作，从而搅拌水流，以对混料箱进行清洗，再通过定量机构将混料罐中的废水抽至喷头中喷出，以借助高压水流喷出喷头中凝固的杂质。
以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的轴测图；
图3为本发明外墙喷涂组件的结构示意图；
图4为本发明六轴机械臂的结构示意图；
图5为本发明滑动组件的结构示意图；
图6为本发明悬吊组件的结构示意图；
图7为本发明混料罐的结构示意图；
图8为图4的A区结构放大图。
图中：10、移动车架；20、悬吊组件；21、卷扬机；22、支撑架；23、旋转轮；24、钢丝绳；30、外墙喷涂组件；31、混料罐；311、搅拌组件；3111、搅拌轴；3112、齿圈；3113、齿轮；312、动力机构；3121、第一皮带轮；3122、第二皮带轮；313、液位传感器；32、滑动组件；321、支撑臂；322、三角形转动架；323、转动辊；33、机架；331、旋转接头；34、直线运动机构；341、丝杆；342、滑动块；35、六轴机械臂；351、环境感应机构；3511、风力传感器；3512、湿度传感器；3513、温度传感器；352、喷头；36、定量机构；361、进料泵；362、出料泵。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例，请参照附图1-8，在本发明一优选的实施例中，一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，包括移动车架10，所述移动车架10的上表面固定有悬吊组件20，所述悬吊组件20的执行端连接有外墙喷涂组件30；
所述外墙喷涂组件30包括固定于所述悬吊组件20执行端的机架33，与所述机架33的一端转动连接的混料罐31，以及固定于所述机架33另一端的直线运动机构34，所述直线运动机构34的执行端连接有六轴机械臂35，所述六轴机械臂35远离直线运动机构34的一端壳体上固定有环境感应机构351和喷头352；
所述混料罐31的内部设有搅拌组件311，所述混料罐31的出料端通过软管与固定于所述机架33顶端的定量机构36相连接，所述定量机构36的出料端通过软管与所述喷头352相连接；
需要说明的是，在本实施例中，外墙喷涂机器人工作达到预设时间后，为防止持续喷涂造成机器人内部被粘性涂料堵塞，机器人停止混料喷涂工作，开始进行自我清洁，定量机构36控制定量水进入混料罐31后，罐中的搅拌组件311开始工作，从而搅拌水流，以对混料箱进行清洗，再通过定量机构36将混料罐31中的废水抽至喷头352中喷出，以借助高压喷出喷头352中凝固的杂质，且通过直线运动机构34带动固定喷头352的六轴机械臂35进行位移，以带动喷头352下降，方便工人承接喷头352所喷出的污水；
进一步的，通过移动车架10带动用于悬挂机架33的悬吊组件20在待喷涂建筑的顶端进行平移，以使机架33挪动至合适的位置，且通过悬吊组件20收放机架33顶端的钢丝绳24，从而控制安装喷头352和混料罐31的机架33到达合适的高度，再通过六轴机械臂35以调整喷头352的方位，以使喷头352快速到达合适的角度。
具体的，请着重参照附图2和3，在本发明另一优选的实施例中，所述搅拌组件311包括穿设于所述混料罐31的壳体上、且两端通过轴承座与所述机架33的外壁转动连接的搅拌轴3111，套设于所述混料罐31外表面的齿圈3112，以及与所述齿圈3112相啮合、且通过转轴与所述机架33的内壁转动连接的齿轮3113，所述混料罐31的底端设有动力机构312，所述动力机构312包括位于所述齿轮3113的底端且同轴设置的第一皮带轮3121，以及固定于所述搅拌轴3111延伸至外部一端的第二皮带轮3122，所述第一皮带轮3121与第二皮带轮3122之间通过皮带相连接；
需要说明的是，在本实施例中，使得搅拌轴3111进行旋转时，由于搅拌轴3111外表面固定有搅拌叶片，从而对混料罐31的内部涂料进行混合，由于混料罐31外表面的齿圈3112与齿轮3113相啮合，从而在齿轮3113进行旋转时，齿轮3113带动混料罐31进行旋转，从而配合搅拌轴3111对混料罐31的内部涂料进行混合；
进一步的，使得第一皮带轮3121上的转轴在电机的带动下进行旋转时，由于第一皮带轮3121与搅拌轴3111上的第二皮带轮3122之间通过皮带相连接，从而带动搅拌轴3111进行同步旋转，又由于混料罐31与第一皮带轮3121的旋转方向方向相反，使得搅拌轴3111与混料罐31的转动反向相反，从而提高搅拌效率。
具体的，请着重参照附图3和4，在本发明另一优选的实施例中，所述混料罐31的顶端通过轴承转动连接有旋转接头331，所述定量机构36包括固定于所述机架33上表面的进料泵361以及出料泵362，所述进料泵361的出料端通过软管与所述旋转接头331相连接，所述出料泵362的进料端通过软管与所述旋转接头331相连接、出料端通过软管与所述喷头352相连接，所述混料罐31的底端插接有液位传感器313；
需要说明的是，在本实施例中，使得混料罐31通过其顶端设置的旋转接头331，以使进料泵361和出料泵362连接在旋转接头331上的软管，适应旋转接头331底端混料罐31的转动，防止因混料罐31转动而导致进料泵361和出料泵362连接在其上的软管纠缠在一起；
进一步的，使得工人得以通过进料泵361将涂料的原料注入至混料罐31中，且进料泵361可以设置多个，以适应多种原料的同时注入；
且通过出料泵362将混料罐31内部的原料抽出注入至喷头352内；
进一步的，通过混料罐31底端插接的液位传感器313，从而对混料罐31内的液位进行实时监测，以确定清洗时间。
具体的，请着重参照附图4和8，在本发明另一优选的实施例中，所述直线运动机构34包括通过轴承座与所述机架33的外壁转动连接的丝杆341，以及套设于所述丝杆341外部且通过丝母与所述丝杆341相连接的滑动块342，所述滑动块342远离机架33的一侧表面固定于所述六轴机械臂35的壳体上，所述环境感应机构351包括固定于所述六轴机械臂35远离直线运动机构34的一端壳体上的风力传感器3511、湿度传感器3512、温度传感器3513；
需要说明的是，在本实施例中，使得丝杆341在与其连接的电机的带动下进行旋转时，由于丝杆341上通过丝母与六轴机械臂35上固定的滑动块342相连接，以使六轴机械臂35将丝杆341的回转运动转变为自身的直线运动，以带动六轴机械臂35进行位移，进而使得六轴机械臂35能够快速挪动至带喷涂区域；
进一步的，由于六轴机械臂35上固定有型号为GFW15的风力传感器3511，从而利用该风力传感器3511感受外界风力，以使六轴机械臂35在与风力传感器3511相连接的型号为CD4024BE的单片机的带动下调整姿态，于此同理，通过型号为SHT21的湿度传感器3512，以及型号为GXTS03的温度传感器3513，感受外界的湿度和温度变化，以调整六轴机械臂35动作。
具体的，请着重参照附图2和6，在本发明另一优选的实施例中，所述悬吊组件20包括固定于所述移动车架10上表面的卷扬机21，一端固定于所述卷扬机21的壳体上、另一端与所述机架33的上表面相连接的钢丝绳24，以及用于支撑所述钢丝绳24的支撑架22，所述支撑架22远离所述移动车架10的一端穿设有与所述钢丝绳24相抵靠的旋转轮23，所述移动车架10远离混料罐31的侧壁两端均固定有滑动组件32，所述滑动组件32包括固定于所述移动车架10远离混料罐31的侧壁表面、且对称设置的支撑臂321，两个所述支撑臂321相互靠近的一侧表面均通过转轴转动连接有三角形转动架322，两个所述三角形转动架322之间转动连接有多个转动辊323，；
需要说明的是，在本实施例中，使得卷扬机21对钢丝绳24进行收绳动作时，由于钢丝绳24的另一端与机架33相连接，以使机架33在垂直方向上进行挪动，且通过支撑架22上的旋转轮23为钢丝绳24提供支撑和导向，以使钢丝绳24能够稳定拉动机架33；
进一步的，使得移动车架10通过其上支撑臂321拉开其与待喷涂平面之间的距离，从而为六轴机械臂35提供足够的空间，由于多个转动辊323位于三角形转动架322的顶角处，且三角形转动架322与支撑臂321之间转动连接，以通过转动辊323和三角形转动架322的转动使得移动车架10能够适应在不同平面上的滑动。
本发明的具体操作方式如下：
通过移动车架10带动用于悬挂机架33的悬吊组件20在待喷涂建筑的顶端进行平移，以使机架33挪动至合适的位置，且通过悬吊组件20收放机架33顶端的钢丝绳24，从而控制安装喷头352和混料罐31的机架33到达合适的高度，再通过六轴机械臂35以调整喷头352的方位，以使喷头352快速到达合适的角度，由于定量机构36的出料端和进料端分别与喷头352以及混料罐31相连接，从而通过喷头352喷射涂料以完成喷涂工作；
外墙喷涂机器人工作达到预设时间后，为防止持续喷涂造成机器人内部被粘性涂料堵塞，机器人停止混料喷涂工作，开始进行自我清洁，定量机构36控制定量水进入混料罐31后，罐中的搅拌组件311开始工作，从而搅拌水流，以对混料箱进行清洗，再通过定量机构36将混料罐31中的废水抽至喷头352中喷出，以借助高压水流喷出喷头352中凝固的杂质，且通过直线运动机构34带动固定喷头352的六轴机械臂35进行位移，以带动喷头352下降，方便工人承接喷头352所喷出的污水。
上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，包括移动车架(10)，其特征在于，所述移动车架(10)的上表面固定有悬吊组件(20)，所述悬吊组件(20)的执行端连接有外墙喷涂组件(30)；
所述外墙喷涂组件(30)包括固定于所述悬吊组件(20)执行端的机架(33)，与所述机架(33)的一端转动连接的混料罐(31)，以及固定于所述机架(33)另一端的直线运动机构(34)，所述直线运动机构(34)的执行端连接有六轴机械臂(35)，所述六轴机械臂(35)远离直线运动机构(34)的一端壳体上固定有环境感应机构(351)和喷头(352)；
所述混料罐(31)的内部设有搅拌组件(311)，所述混料罐(31)的出料端通过软管与固定于所述机架(33)顶端的定量机构(36)相连接，所述定量机构(36)的出料端通过软管与所述喷头(352)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，其特征在于，所述搅拌组件(311)包括穿设于所述混料罐(31)的壳体上、且两端通过轴承座与所述机架(33)的外壁转动连接的搅拌轴(3111)，套设于所述混料罐(31)外表面的齿圈(3112)，以及与所述齿圈(3112)相啮合、且通过转轴与所述机架(33)的内壁转动连接的齿轮(3113)。
3.根据权利要求2所述的一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，其特征在于，所述混料罐(31)的底端设有动力机构(312)，所述动力机构(312)包括位于所述齿轮(3113)的底端且同轴设置的第一皮带轮(3121)，以及固定于所述搅拌轴(3111)延伸至外部一端的第二皮带轮(3122)，所述第一皮带轮(3121)与第二皮带轮(3122)之间通过皮带相连接。
4.根据权利要求1所述的一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，其特征在于，所述混料罐(31)的顶端通过轴承转动连接有旋转接头(331)。
5.根据权利要求4所述的一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，其特征在于，所述定量机构(36)包括固定于所述机架(33)上表面的进料泵(361)以及出料泵(362)，所述进料泵(361)的出料端通过软管与所述旋转接头(331)相连接，所述出料泵(362)的进料端通过软管与所述旋转接头(331)相连接、出料端通过软管与所述喷头(352)相连接。
6.根据权利要求1所述的一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，其特征在于，所述直线运动机构(34)包括通过轴承座与所述机架(33)的外壁转动连接的丝杆(341)，以及套设于所述丝杆(341)外部且通过丝母与所述丝杆(341)相连接的滑动块(342)，所述滑动块(342)远离机架(33)的一侧表面固定于所述六轴机械臂(35)的壳体上。
7.根据权利要求1所述的一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，其特征在于，所述环境感应机构(351)包括固定于所述六轴机械臂(35)远离直线运动机构(34)的一端壳体上的风力传感器(3511)、湿度传感器(3512)、温度传感器(3513)。
8.根据权利要求1所述的一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，其特征在于，所述悬吊组件(20)包括固定于所述移动车架(10)上表面的卷扬机(21)，一端固定于所述卷扬机(21)的壳体上、另一端与所述机架(33)的上表面相连接的钢丝绳(24)，以及用于支撑所述钢丝绳(24)的支撑架(22)，所述支撑架(22)远离所述移动车架(10)的一端穿设有与所述钢丝绳(24)相抵靠的旋转轮(23)。
9.根据权利要求1所述的一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，其特征在于，所述移动车架(10)远离混料罐(31)的侧壁两端均固定有滑动组件(32)，所述滑动组件(32)包括固定于所述移动车架(10)远离混料罐(31)的侧壁表面、且对称设置的支撑臂(321)，两个所述支撑臂(321)相互靠近的一侧表面均通过转轴转动连接有三角形转动架(322)，两个所述三角形转动架(322)之间转动连接有多个转动辊(323)。
10.根据权利要求1所述的一种监控环境自动混料的外墙喷涂机器人，其特征在于，所述混料罐(31)的底端插接有液位传感器(313)。
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