CN114718281B - 一种用于室内墙面装修的智能喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，包括行走机构和喷涂机构；所述喷涂机构包括喷涂液供给机构和喷涂驱动机构，所述喷涂液供给机构包括喷嘴、输送管以及料箱；所述喷涂驱动机构包括喷涂机械手、横向驱动机构和竖向驱动机构；所述横向驱动机构包括横向驱动电机、横向传动组件和转向导杆；所述转向导杆设有两个相互垂直的导向部；两个导向部之间通过圆角导杆实现首尾相连；所述横向传动组件包括横向传动皮带、横向传动带轮以及用于在转向导杆上移动的横向移动架，所述横向移动架与横向传动皮带固定连接；所述喷涂机械手设置在横向移动架上。该智能喷涂机器人采用双喷嘴同时作业的方式，具有喷涂效率高和灵活性好等优点。

Description

一种用于室内墙面装修的智能喷涂机器人

技术领域

本发明涉及喷涂机器人，具体涉及一种用于室内墙面装修的智能喷涂机器人。

背景技术

喷涂机器人又叫喷漆机器人(spray painting robot)，是可进行自动喷漆或喷涂其他涂料的工业机器人。喷漆机器人主要由机器人本体、计算机和相应的控制系统组成，液压驱动的喷漆机器人还包括液压油源，如油泵、油箱和电机等。

根据需求不同，喷漆机器人不仅广泛应用于汽车制造、仪表制造、电器制造、搪瓷制造等行业，还在建筑装修行业逐渐取得大量的应用。例如申请公布号为CN110017012A的发明申请公开了了一种喷涂机器人、控制方法和计算机可读存储介质，该喷涂机器人能够替代人工喷涂，可以节约人工成本，提高作业效率。

但是上述喷漆机器人仍在以下的不足：

上述喷漆机器人只设置一组喷嘴，单次喷涂只能完成一个方位的喷涂工作，喷涂作业的效率仍有待提升。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，该用于室内墙面装修的智能喷涂机器人采用双喷嘴同时作业的方式，既可以同时对同一面墙面进行喷涂，也可以同时对相对的两面墙或相邻的两面墙进行喷涂，还可以分别喷涂不同层的涂料，喷涂作业的效率和灵活性大大提升。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，包括行走机构和设置在行走机构上的喷涂机构；

所述喷涂机构包括喷涂液供给机构和喷涂驱动机构，所述喷涂液供给机构包括喷嘴、输送管以及料箱，所述输送管连接在喷嘴和料箱之间；

所述喷涂驱动机构包括喷涂机械手、横向驱动机构和竖向驱动机构，所述喷嘴设置在喷涂机械手上，所述喷涂机械手设置在横向驱动机构上，所述横向驱动机构设置在竖向驱动机构上；

所述横向驱动机构包括横向驱动电机、横向传动组件和转向导杆；所述转向导杆设有两个相互垂直的导向部，两个导向部分别水平设置在行走机构的机架的两个相邻侧面外；两个导向部之间通过圆角导杆实现首尾相连；所述横向传动组件包括横向传动皮带、横向传动带轮以及用于在转向导杆上移动的横向移动架，所述横向移动架与横向传动皮带固定连接；所述喷涂机械手设置在横向移动架上；

所述喷涂机构设有两组，两组喷涂机构的转向导杆的其中一个导向部同时位于行走机构的机架的同一个侧面外，两组喷涂机构的转向导杆的另一个导向部分别位于行走机构的机架的两个相对的侧面外。

上述用于室内墙面装修的智能喷涂机器人的工作原理为：

工作时，通过行走机构驱动喷涂机构靠近待喷涂的墙面，然后启动喷涂液供给机构，通过输送管将喷涂液从料箱输送至喷嘴，再由喷嘴将喷涂液雾化并喷向墙面。与此同时，沿着设定好的喷涂路径，通过横向驱动机构、竖向驱动机和喷涂机械手驱动喷嘴进行三维方向的移动，从而完成墙面的喷涂工作。

其中，由于转向导杆设有两个首尾相连且相互垂直的导向部，两个导向部分别水平设置在行走机构的机架的两个相邻侧面外，所以在横向驱动电机的驱动下，横向传动皮带不仅可以带动横向移动架进行同一个方向上的移动，还可以切换至相邻且相互垂直的方向上进行移动，从而原地实现相互垂直且相邻的两个墙面的喷涂工作，无需行走机构转向换位，十分灵活。

进一步，由于两组喷涂机构的转向导杆的其中一个导向部同时位于行走机构的机架的同一个侧面外，两组喷涂机构的转向导杆的另一个导向部分别位于行走机构的机架的两个相对的侧面外，所以根据实际需要，两个喷嘴既可以对同一面墙面进行喷涂，也可以同时对相对的两面墙分别进行喷涂，也可以相邻的两面墙同时进行喷涂；而且两个喷嘴既可以喷涂同一种涂料，也可以分别喷涂不同层的涂料，大大提升喷涂作业的效率和灵活性。

本发明的一个优选方案，其中，所述横向移动架上沿着导向部的长度方向设有两组滚轮，每组滚轮包括两个相对设置的滚轮。上述结构，通过滚轮夹在转向导杆上，不仅可以实现转向传动，而且还可以减小摩擦力。

进一步，所述转向导杆设有两个，两个转向导杆平行设置；

所述横向移动架上沿着转向导杆排列的方向设有两组滚轮，每组滚轮包括两个相对设置的滚轮；两组滚轮的轴线相互垂直。通过上述结构，设置两组滚轮，可以为横向移动架提供稳定的支撑，从而实现稳定精确的喷涂作业。

本发明的一个优选方案，其中，所述竖向驱动机构包括竖向移动架、竖向驱动电机和竖向传动组件；所述竖向驱动电机固定设置在行走机构的机架上；

所述竖向传动组件包括丝杆和丝杆螺母，所述竖向移动架与丝杆螺母固定连接，所述横向驱动机构设置在竖向移动架上。通过上述结构，在竖向驱动电机的驱动下，竖向移动架进行竖向移动，从而带动横向驱动机构、喷涂机械手进行横向竖向移动，从而完成竖向的喷涂工作。

进一步，所述竖向移动架包括一级竖向移动架和二级竖向移动架，所述一级竖向移动架与丝杆螺母固定连接；所述二级竖向移动架通过竖向滑动结构与一级竖向移动架连接；

所述竖向传动组件还包括定滑轮和竖向悬吊绳；所述定滑轮转动连接在一级竖向移动架的顶部；所述竖向悬吊绳的一端与行走机构的机架固定连接，另一端绕过定滑轮与二级竖向移动架固定连接。通过上述结构，在竖向驱动电机的驱动下，一级竖向移动架进行竖向移动，实现一级竖向驱动；在一级竖向移动架往上移动时，定滑轮随着往上移动，从而往上拉扯竖向悬吊绳，使得二级竖向移动架相对于二级竖向移动架往上移动，实现二级竖向驱动，这样可以获得更大距离的竖向驱动，满足更高墙面的喷涂工作。进一步，采用本优选的结构，实现两级的竖向驱动，仅需一套竖向驱动力即可，可以简化结构以及降低生产成本。

进一步，所述一级竖向移动架与机架之间设有一级竖向导杆和一级直线轴承，所述一级竖向导杆固定设置在机架上，所述一级直线轴承固定设置在一级竖向移动架上。

进一步，所述竖向滑动结构包括二级竖向导杆和二级直线轴承，所述二级竖向导杆固定设置在一级竖向移动架上，所述二级直线轴承固定设置在二级竖向移动架上。

进一步，同一组喷涂机构中设有两组定滑轮和竖向悬吊绳，这样可以提供更加稳定的二级竖向驱动。

进一步，所述竖向传动组件还包括竖向传动皮带、竖向传动带轮以及离合结构；所述竖向传动带轮至少包括两个竖向从动带轮，两个竖向从动带轮分别通过竖向转轴设置在两组喷涂机构的丝杆的一侧；

所述离合结构设有两组，两组离合结构分别设置在两组喷涂机构的丝杆与两个竖向从动带轮之间；所述离合结构包括齿轮组件和离合驱动气缸；

所述齿轮组件包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮固定设置在所述竖向转轴上，所述第二齿轮同轴固定设置在丝杆上，所述第三齿轮转动连接在啮合架上，所述啮合架转动连接在丝杆上；所述第二齿轮和第三齿轮为啮合状态；在工作状态下，所述第二齿轮啮合在第一齿轮和第三齿轮之间；

所述离合驱动气缸的驱动端与啮合架连接。

通过上述结构，共用一个竖向驱动力，可以同步完成两组竖向移动操作或者单独完成其中一组竖向移动操作，具体操作为：在竖向驱动电机的驱动下，两个竖向从动带轮进行旋转；通过离合驱动气缸驱动啮合架绕着丝杆进行转动，使得第二齿轮靠近第一齿轮，并啮合在第一齿轮和第三齿轮之间，从而形成动力的传递。进一步，在实际操作中，若需要进行竖向驱动，只需通过离合结构将动力传递搭通即可，结构十分巧妙，还可以降低生产成本。

本发明的一个优选方案，其中，所述料箱设置在行走机构的内部。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明的智能喷涂机器人采用双喷嘴同时作业的方式，既可以同时对同一面墙面进行喷涂，也可以同时对相对的两面墙或相邻的两面墙进行喷涂，还可以分别喷涂不同层的涂料，喷涂作业的效率和灵活性大大提升。

2、由于转向导杆设有两个首尾相连且相互垂直的导向部，两个导向部分别水平设置在行走机构的机架的两个相邻侧面外，所以在横向驱动电机的驱动下，横向传动皮带不仅可以带动横向移动架进行同一个方向上的移动，还可以切换至相邻且相互垂直的方向上进行移动，从而原地实现相互垂直且相邻的两个墙面的喷涂工作，无需行走机构转向换位，十分灵活。

附图说明

图1为本发明的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人的立体结构示意图。

图2为本发明的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人的侧视图。

图3为图1中的X的放大图。

图4为图1中的Y的放大图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-2，本实施例的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，包括行走机构和设置在行走机构上的喷涂机构；所述行走机构可采用现有的移动结构。

所述喷涂机构包括喷涂液供给机构和喷涂驱动机构，所述喷涂液供给机构包括喷嘴1、输送管2以及料箱，所述输送管2连接在喷嘴1和料箱之间；其中，所述料箱设置在行走机构的内部，该料箱至少设有一个。

所述喷涂驱动机构包括喷涂机械手3(多自由度)、横向驱动机构和竖向驱动机构，所述喷嘴1设置在喷涂机械手3上，所述喷涂机械手3设置在横向驱动机构上，所述横向驱动机构设置在竖向驱动机构上；所述横向驱动机构包括横向驱动电机4、横向传动组件和转向导杆5；所述转向导杆5设有两个相互垂直的导向部，两个导向部分别水平设置在行走机构的机架6的两个相邻侧面外；两个导向部之间通过圆角导杆实现首尾相连；所述横向传动组件包括横向传动皮带7、横向传动带轮以及用于在转向导杆5上移动的横向移动架8，所述横向移动架8与横向传动皮带7固定连接；所述喷涂机械手3设置在横向移动架8上；所述喷涂机构设有两组，两组喷涂机构的转向导杆5的其中一个导向部同时位于行走机构的机架6的同一个侧面外，两组喷涂机构的转向导杆5的另一个导向部分别位于行走机构的机架6的两个相对的侧面外。

参见图3，所述横向移动架8上沿着导向部的长度方向设有两组滚轮9，每组滚轮9包括两个相对设置的滚轮9。上述结构，通过滚轮9夹在转向导杆5上，不仅可以实现转向传动，而且还可以减小摩擦力。

进一步，所述转向导杆5设有两个，两个转向导杆5平行设置；所述横向移动架8上沿着转向导杆5排列的方向设有两组滚轮9，每组滚轮9包括两个相对设置的滚轮9；两组滚轮9的轴线相互垂直。通过上述结构，设置两组滚轮9，可以为横向移动架8提供稳定的支撑，从而实现稳定精确的喷涂作业。

参见图1-2，所述竖向驱动机构包括竖向移动架、竖向驱动电机10和竖向传动组件；所述竖向驱动电机10固定设置在行走机构的机架6上；所述竖向传动组件包括丝杆11和丝杆螺母，所述竖向移动架与丝杆螺母固定连接，所述横向驱动机构设置在竖向移动架上。通过上述结构，在竖向驱动电机10的驱动下，竖向移动架进行竖向移动，从而带动横向驱动机构、喷涂机械手3进行横向竖向移动，从而完成竖向的喷涂工作。

进一步，所述竖向移动架包括一级竖向移动架12和二级竖向移动架13，所述一级竖向移动架12与丝杆螺母固定连接；所述二级竖向移动架13通过竖向滑动结构与一级竖向移动架12连接；所述竖向传动组件还包括定滑轮14和竖向悬吊绳15；所述定滑轮14转动连接在一级竖向移动架12的顶部；所述竖向悬吊绳15的一端与行走机构的机架6固定连接，另一端绕过定滑轮14与二级竖向移动架13固定连接。通过上述结构，在竖向驱动电机10的驱动下，一级竖向移动架12进行竖向移动，实现一级竖向驱动；在一级竖向移动架12往上移动时，定滑轮14随着往上移动，从而往上拉扯竖向悬吊绳15，使得二级竖向移动架13相对于二级竖向移动架13往上移动，实现二级竖向驱动，这样可以获得更大距离的竖向驱动，满足更高墙面的喷涂工作。进一步，采用本优选的结构，实现两级的竖向驱动，仅需一套竖向驱动力即可，可以简化结构以及降低生产成本。

进一步，所述一级竖向移动架12与机架6之间设有一级竖向导杆16和一级直线轴承，所述一级竖向导杆16固定设置在机架6上，所述一级直线轴承固定设置在一级竖向移动架12上。

进一步，所述竖向滑动结构包括二级竖向导杆17和二级直线轴承，所述二级竖向导杆17固定设置在一级竖向移动架12上，所述二级直线轴承固定设置在二级竖向移动架13上。

参见图2和图4，所述竖向传动组件还包括竖向传动皮带18、竖向传动带轮以及离合结构；所述竖向传动带轮至少包括两个竖向从动带轮19，两个竖向从动带轮19分别通过竖向转轴设置在两组喷涂机构的丝杆11的一侧；所述离合结构设有两组，两组离合结构分别设置在两组喷涂机构的丝杆11与两个竖向从动带轮19之间；所述离合结构包括齿轮组件和离合驱动气缸20；所述齿轮组件包括第一齿轮21、第二齿轮22和第三齿轮23，所述第一齿轮21固定设置在所述竖向转轴上，所述第二齿轮22同轴固定设置在丝杆11上，所述第三齿轮23转动连接在啮合架24上，所述啮合架24转动连接在丝杆11上；所述第二齿轮22和第三齿轮23为啮合状态；在工作状态下，所述第二齿轮22啮合在第一齿轮21和第三齿轮23之间；所述离合驱动气缸20的驱动端与啮合架24连接。

通过上述结构，共用一个竖向驱动力，可以同步完成两组竖向移动操作或者单独完成其中一组竖向移动操作，具体操作为：在竖向驱动电机10的驱动下，两个竖向从动带轮19进行旋转；通过离合驱动气缸20驱动啮合架24绕着丝杆11进行转动，使得第二齿轮22靠近第一齿轮21，并啮合在第一齿轮21和第三齿轮23之间，从而形成动力的传递。进一步，在实际操作中，若需要进行竖向驱动，只需通过离合结构将动力传递搭通即可，结构十分巧妙，还可以降低生产成本。

参见图1-2，本实施例的上述用于室内墙面装修的智能喷涂机器人的工作原理为：

工作时，通过行走机构驱动喷涂机构靠近待喷涂的墙面，然后启动喷涂液供给机构，通过输送管2将喷涂液从料箱输送至喷嘴1，再由喷嘴1将喷涂液雾化并喷向墙面。与此同时，沿着设定好的喷涂路径，通过横向驱动机构、竖向驱动机和喷涂机械手3驱动喷嘴1进行三维方向的移动，从而完成墙面的喷涂工作。

其中，由于转向导杆5设有两个首尾相连且相互垂直的导向部，两个导向部分别水平设置在行走机构的机架6的两个相邻侧面外，所以在横向驱动电机4的驱动下，横向传动皮带7不仅可以带动横向移动架8进行同一个方向上的移动，还可以切换至相邻且相互垂直的方向上进行移动，从而原地实现相互垂直且相邻的两个墙面的喷涂工作，无需行走机构转向换位，十分灵活。

进一步，由于两组喷涂机构的转向导杆5的其中一个导向部同时位于行走机构的机架6的同一个侧面外，两组喷涂机构的转向导杆5的另一个导向部分别位于行走机构的机架6的两个相对的侧面外，所以根据实际需要，两个喷嘴1既可以对同一面墙面进行喷涂，也可以同时对相对的两面墙分别进行喷涂，也可以相邻的两面墙同时进行喷涂；而且两个喷嘴1既可以喷涂同一种涂料，也可以分别喷涂不同层的涂料，大大提升喷涂作业的效率和灵活性。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，其特征在于，包括行走机构和设置在行走机构上的喷涂机构；

所述喷涂机构包括喷涂液供给机构和喷涂驱动机构，所述喷涂液供给机构包括喷嘴、输送管以及料箱，所述输送管连接在喷嘴和料箱之间；

所述喷涂驱动机构包括喷涂机械手、横向驱动机构和竖向驱动机构，所述喷嘴设置在喷涂机械手上，所述喷涂机械手设置在横向驱动机构上，所述横向驱动机构设置在竖向驱动机构上；

所述横向驱动机构包括横向驱动电机、横向传动组件和转向导杆；所述转向导杆设有两个相互垂直的导向部，两个导向部分别水平设置在行走机构的机架的两个相邻侧面外；两个导向部之间通过圆角导杆实现首尾相连；所述横向传动组件包括横向传动皮带、横向传动带轮以及用于在转向导杆上移动的横向移动架，所述横向移动架与横向传动皮带固定连接；所述喷涂机械手设置在横向移动架上；

所述喷涂机构设有两组，两组喷涂机构的转向导杆的其中一个导向部同时位于行走机构的机架的同一个侧面外，两组喷涂机构的转向导杆的另一个导向部分别位于行走机构的机架的两个相对的侧面外。

2.根据权利要求1所述的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，其特征在于，所述横向移动架上沿着导向部的长度方向设有两组滚轮，每组滚轮包括两个相对设置的滚轮。

3.根据权利要求2所述的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，其特征在于，所述转向导杆设有两个，两个转向导杆平行设置；

所述横向移动架上沿着转向导杆排列的方向设有两组滚轮，每组滚轮包括两个相对设置的滚轮；两组滚轮的轴线相互垂直。

4.根据权利要求1所述的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，其特征在于，所述竖向驱动机构包括竖向移动架、竖向驱动电机和竖向传动组件；所述竖向驱动电机固定设置在行走机构的机架上；

所述竖向传动组件包括丝杆和丝杆螺母，所述竖向移动架与丝杆螺母固定连接，所述横向驱动机构设置在竖向移动架上。

5.根据权利要求4所述的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，其特征在于，所述竖向移动架包括一级竖向移动架和二级竖向移动架，所述一级竖向移动架与丝杆螺母固定连接；所述二级竖向移动架通过竖向滑动结构与一级竖向移动架连接；

所述竖向传动组件还包括定滑轮和竖向悬吊绳；所述定滑轮转动连接在一级竖向移动架的顶部；所述竖向悬吊绳的一端与行走机构的机架固定连接，另一端绕过定滑轮与二级竖向移动架固定连接。

6.根据权利要求5所述的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，其特征在于，所述一级竖向移动架与机架之间设有一级竖向导杆和一级直线轴承，所述一级竖向导杆固定设置在机架上，所述一级直线轴承固定设置在一级竖向移动架上。

7.根据权利要求5所述的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，其特征在于，所述竖向滑动结构包括二级竖向导杆和二级直线轴承，所述二级竖向导杆固定设置在一级竖向移动架上，所述二级直线轴承固定设置在二级竖向移动架上。

8.根据权利要求5所述的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，其特征在于，同一组喷涂机构中设有两组定滑轮和竖向悬吊绳。

9.根据权利要求4所述的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，其特征在于，所述竖向传动组件还包括竖向传动皮带、竖向传动带轮以及离合结构；所述竖向传动带轮至少包括两个竖向从动带轮，两个竖向从动带轮分别通过竖向转轴设置在两组喷涂机构的丝杆的一侧；

所述离合结构设有两组，两组离合结构分别设置在两组喷涂机构的丝杆与两个竖向从动带轮之间；所述离合结构包括齿轮组件和离合驱动气缸；

所述齿轮组件包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮固定设置在所述竖向转轴上，所述第二齿轮同轴固定设置在丝杆上，所述第三齿轮转动连接在啮合架上，所述啮合架转动连接在丝杆上；所述第二齿轮和第三齿轮为啮合状态；在工作状态下，所述第二齿轮啮合在第一齿轮和第三齿轮之间；

所述离合驱动气缸的驱动端与啮合架连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的用于室内墙面装修的智能喷涂机器人，其特征在于，所述料箱设置在行走机构的内部，该料箱至少设有一个。

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