CN203626207U - 高层建筑外立面智能喷涂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及运动控制领域，尤其涉及一种高层建筑外立面智能喷涂系统。本实用新型通过设置两根相互平行的钢缆，并在该两根钢缆上分别设置两个移动机构，同时在该两移动机构间连接第三钢缆，并在该第三钢缆上设置第三移动机构，然后将喷头设置在该第三移动机构上，三个移动机构根据控制系统所设定的喷头移动路线做出相应的移动，使该喷头按照该喷头移动路线移动，在移动过程中，喷涂装置根据控制系统的命令通过该喷头对高层建筑外立面平面实施喷涂作业。本实用新型可代替人工实施高层建筑外立面平面的喷涂作业，使人工远离作业现场，避免了人工高空作业的危险，同时，通过控制系统自动控制喷涂作业也大大提高了作业效率。

Description

高层建筑外立面智能喷涂系统

技术领域

本实用新型涉及运动控制领域，尤其涉及一种高层建筑外立面智能喷涂系统。

背景技术

近些年来，城市的建筑越来越高，导致建筑的喷涂和清洗作业困难。传统的喷涂和清洗方式均依靠人工高空作业，不仅危险系数高，劳动强度大，而且工作效率和作业质量都得不到保证。现在提出了一种建筑喷涂机器人系统，但是机器人占用面积大，喷涂高度也受到很大限制，不能满足高层建筑的喷涂需求。

实用新型内容

为本实用新型所要解决的技术问题是，提出一种高层建筑外立面智能喷涂系统，代替人工对高层建筑外立面进行喷涂作业，避免人工高空作业的危险。

本实用新型是这样实现的：一种高层建筑外立面智能喷涂系统，包括：控制系统、定位装置、喷涂装置；所述喷涂装置包括一喷头;

所述定位装置包括：相对于高层建筑外立面固定设置的第一钢缆及第二钢缆；所述第一钢缆与所述第二钢缆相互平行，所述第一钢缆上设置有可沿该第一钢缆移动的第一移动机构，所述第二钢缆上设置有可沿该第二钢缆移动的第二移动机构，所述第二移动机构与所述第一移动机构同步移动；所述第一移动机构与所述第二移动机构之间连接有第三钢缆，该第三钢缆与所述第一钢缆及第二钢缆垂直，该第三钢缆上还设置有可沿该第三钢缆移动的第三移动机构；所述喷头设置在该第三移动机构上，用于对所述高层建筑外立面实施喷涂;

所述控制系统根据所设定的喷头的移动路线控制所述第一移动机构、第二移动机构及第三移动机构做出相应移动，以驱动该喷头按照该移动路线移动；在移动过程中，所述喷涂装置根据所述控制系统的命令通过所述喷头对所述高层建筑外立面实施喷涂。

进一步地，所述喷头的位置与该喷头处于该位置时所喷涂到的所述高层建筑外立面上的区域具有相互对应关系，所述控制系统根据所述高层建筑外立面上需要喷涂的区域以及所述对应关系自动设定所述喷头的移动路线。

进一步地，所述第一钢缆与所述第二钢缆长度相等，且并列排列。

进一步地，所述第三移动机构上设置有一摄像头；该摄像头用于对喷涂过程进行监视，并将拍摄的视频或照片发送到所述控制系统。

进一步地，所述摄像头与所述控制系统通过无线方式连接。

进一步地，所述喷涂装置包括涂料泵、增压装置、喷头开断装置、管道；

所述管道连接所述喷头；

所述涂料泵与所述增压装置与所述管道连接；

所述喷头开断装置与所述喷头连接。

进一步地，所述增压装置为气液增压泵。

进一步地，所述喷头开断装置为气动阀或电磁阀。

进一步地，所述控制系统包括：依次连接的上位机、伺服驱动器、伺服电机；所述第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构中的任意一个或多个为滑动部件；所述上位机通过所述伺服驱动器控制所述伺服电机驱动所述滑动部件沿其所在的钢缆滑动。

进一步地，所述第三移动机构包括：固定设置在该第三移动机构上的第一导轨及第二导轨，该第一导轨与该第二导轨相互平行，且与所述第一钢缆平行，该第一导轨上设置有可沿该第一导轨移动的第四移动机构，该第二导轨上设置有可沿该第二导轨移动的第五移动机构，所述第四移动机构与所述第五移动机构同步移动，所述第四移动机构与所述第五移动机构之间连接有第三导轨，所述第三导轨上设置有可沿该第三导轨移动的第六移动机构，所述喷头设置在所述第六移动机构上；当所述第一移动机构、第二移动机构或第三移动机构移动时，所述第四移动机构、第五移动机构及第六移动机构不工作。

进一步地，所述智能喷涂系统还包括一地面移动装置，所述控制系统或喷涂装置安装在该地面移动装置上。

进一步地，所述喷头有多个。

进一步地，所述定位装置还包括：

悬吊机构，其安装在所述高层建筑的顶部，可沿安装于所述高层建筑顶部的、平行于所述高层建筑外立面的轨道移动，具有两个分别与所述第一钢缆及所述第二钢缆的顶端连接的支撑点，用于支撑所述第一钢缆及所述第二钢缆，且两支撑点之间的距离可调。

本实用新型通过设置两根相互平行的钢缆，并在该两根钢缆上分别设置两个移动机构，同时在该两移动机构间连接第三钢缆，并在该第三钢缆上设置第三移动机构，然后将喷头设置在该第三移动机构上，三个移动机构根据控制系统所设定的喷头移动路线做出相应的移动，使该喷头按照该喷头移动路线移动，在移动过程中，喷涂装置根据控制系统的命令通过该喷头对高层建筑外立面平面实施喷涂作业。本实用新型可代替人工实施高层建筑外立面平面的喷涂作业，使人工远离作业现场，避免了人工高空作业的危险，同时，通过控制系统自动控制喷涂作业也大大提高了作业效率。

附图说明

图1：本实用新型提供的高层建筑外立面智能喷涂系统组成框图；

图2：本实用新型提供的定位装置结构框图；

图3：本实用新型中第三移动机构结构示意图；

图4：本实用新型提供的高层建筑外立面智能喷涂系统工作示意图;

图5：本实用新型提供的增加微型定位装置的高层建筑外立面智能喷涂系统工作示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为高层建筑外立面智能喷涂系统的系统组成框图。该系统包括控制系统1、定位装置2、喷涂装置3，喷涂装置3包括一喷头。控制系统1作为整个高层建筑外立面智能喷涂系统的控制中枢，用于控制定位装置2及喷涂装置3。定位装置2用于根据控制系统1的命令驱动喷涂装置3的喷头按照设定的移动路线进行移动。在移动过程中，喷涂装置3根据控制系统1的命令通过其喷头对高层建筑外立面实施喷涂。控制系统1设置于地面远离喷涂作业区的安全区域，喷涂作业人员只需在安全区域操作控制系统1就可以对喷涂过程进行控制,保证了喷涂作业人员的安全。

图2为定位装置2的工作示意图。首先对定位装置2的结构进行说明。定位装置2包括：相对于高层建筑外立面固定设置的第一钢缆201及第二钢缆202，第一钢缆201与第二钢缆202平行。第一钢缆201上设置有可沿第一钢缆201移动的第一移动机构204，第二钢缆202上设置有可沿第二钢缆202移动的第二移动机构205，第一移动机构204与第二移动机构205之间还连接有第三钢缆203。第三钢缆203与第一钢缆201及第二钢缆202垂直。第一移动机构204及第二移动机构205同步移动，从而带动第三钢缆203以始终垂直于第一钢缆201及第二钢缆202的方式移动。第一钢缆201及第二钢缆202采用长度相等的两根钢缆并列平行的设置方式。第三钢缆203上设置有可沿第三钢缆203移动的第三移动机构206。喷头304设置在第三移动机构206上（如图3所示），用于对高层建筑外立面实施喷涂。第一移动机构204、第二移动机构205及第三移动机构206可采用滑动部件，通过伺服电机驱动滑动部件移动。第一移动机构204及第二移动机构205的滑动部件之间可连接一同步轴，通过同一伺服电机驱动，使第一移动机构204与第二移动机构205同步移动。

下面基于定位装置2的结构，描述定位装置2对喷头304进行定位的方法。喷头304的位置由第三移动机构206的位置决定。根据定位装置2的结构可以看出，定位装置2的第一钢缆201、第二钢缆202、第三钢缆203呈“H”型。如前所述，由于第三钢缆203始终与第一钢缆201及第二钢缆202垂直，而第一钢缆201与第二钢缆202平行，因此，喷头304的位置与第一移动机构204处于第一钢缆201上的位置（以下以X表示）、第二移动机构205处于第二钢缆202上的位置（以下以Y1表示）、第三移动机构206处于第三钢缆203上的位置（以下以Y2表示）三者的组合（X,Y1,Y2）具有相互对应关系。因此，喷头304的位置可由组合（X,Y1,Y2）表示。又由于第一移动机构204及第二移动机构205是同步移动关系，即Y1与Y2具有相互对应关系，因此，实际上喷头304的位置可由组合（X，Y1）或组合（X，Y2）表示。基于以上推导，可将喷头304的移动区域置于一平面直角坐标系中，通过坐标P(X，Y)来表示喷头304的位置。该坐标系的原点理论上可选择喷头304的移动区域中的任意一点。由于第一钢缆201及第二钢缆202采用长度相等的两根钢缆并列平行的设置方式，所以，可根据日常习惯，选择当第一移动机构204处于第一钢缆201的低端或第二移动机构205处于第二钢缆202的低端，且第三移动机构206处于第三钢缆203的最左端时，第三移动机构206所处的位置为坐标原点，此时第三钢缆203处于最低端。如果该高层建筑外立面为规则矩形，将第一钢缆201及第二钢缆202分别设置于该高层建筑外立面的左右两边沿，第一钢缆201及第二钢缆202的高度与该外立面同高，且由高层建筑外立面的底部为起点，那么选择当第三移动机构206处于高层建筑外立面底部左端点时的位置为坐标原点，则坐标P(X,Y)中的X就可视为喷头304离该高层建筑外立面左边沿的距离，Y可视为喷头304离该高层建筑外立面底部的距离。具有规则矩形的外立面的建筑是很多的。当喷头304的位置确定了，第一移动机构204处于第一钢缆201上的位置、第二移动机构205处于第二钢缆202上的位置及第三移动机构206处于第三钢缆203上的位置就确定了。这时，控制系统1就可通过控制第一移动机构204、第二移动机构205、第三移动机构206分别移动到相应位置，从而将喷头304移动到设定的位置。

第一移动机构204、第二移动机构205及第三移动机构206可采用滑动部件。滑动部件由伺服电机驱动，伺服电机连接一伺服驱动器，伺服驱动器连接一以单片机或运动控制卡为核心的上位机。上位机根据所设定的喷头304的移动路线分解成各滑动部件的移动规则，并根据各滑动部件的移动规则生成驱动各滑动部件的各伺服电机的执行程序，各伺服电机根据各自的执行程序动作，使各滑动部件按照各自的移动规则移动，从而带动喷头304按照设定的移动路线移动。

现实情况中，经常遇到的情况是：并非整个高层建筑外立面都需要进行喷涂，往往只需要对其中的某些特定区域实施喷涂（比如只需喷涂高层建筑外立面上除窗户之外的区域，或者需要在该高层建筑外立面上喷涂一种图案等）。基于这种现实情况，本装置建立了喷头304的位置与喷头304处于该位置时所喷涂到的高层建筑外立面上的区域之间的相互对应关系。具体地，可通过固定喷头304的朝向来实现，当喷头304的朝向固定了，喷头304处于某个位置时所喷涂到的高层建筑外立面上的区域就固定了，反之亦然。立了该相互对应关系后，控制系统1就可根据高层建筑外立面上需要喷涂的区域以及该对应关系确定出喷头304的移动区域，从而自动确定喷头304的最佳移动路线。

如图3所示，为直观了解喷涂过程，可在第三移动机构206上设置一摄像头305，摄像头305可将喷涂过程的视频或照片通过无线方式发送到控制系统1，并显示在与控制系统1连接的显示设备上。

喷涂装置3是喷涂作业的执行机构，用于对高层建筑外立面实施喷涂作业。如图4所示，喷涂装置3除包括喷头304外，还包括：喷头开断装置301、增压装置302、管道303、涂料泵306。管道303与喷头304连接，涂料泵306及增压装置302与管道303连接。涂料由涂料泵306进入管道303，在管道303内经过增压装置302增压后，由喷头304喷出，从而对高层建筑外立面实施喷涂。增压装置302可采用气液增压泵。喷头开断装置301可采用气动阀或电磁阀，如果采用气动阀，可连接到增压装置302上，由增压装置302提供气压，实现对喷头304开断的控制。

为实现更为精确的喷涂，本系统还可设置一微型定位装置。该微型定位装置设置在第三移动机构206上。如图5所示，该微型定位装置包括：固定设置在第三移动机构206上的第一导轨207及第二导轨208，第一导轨207与第二导轨208相互平行，且与第一钢缆201平行，第一导轨207上设置有可沿第一导轨207移动的第四移动机构210，第二导轨208上设置有可沿第二导轨208移动的第五移动机构211，第四移动机构210与第五移动机构211同步移动，第四移动机构210与第五移动机构211之间连接有第三导轨209，第三导轨209上设置有可沿第三导轨209移动的第六移动机构212，喷头34（未在图4中示出）设置在第六移动机构212上；当第一移动机构204、第二移动机构205或第三移动机构206移动时，第四移动机构210、第五移动机构211及第六移动机构212不工作。这个微型定位装置的定位范围比定位装置2的定位范围要小的多，同时，第四移动机构210、第五移动机构211及第六移动机构212的精度要比第一移动机构204、第二移动机构205、第三移动机构206要高的多，具体地，可以如上述那样同样采用滑块，但同时采用精度更高的伺服电机实现。这样，当第三移动机构206静止时，控制系统1可通过该微型定位装置实现小范围区域内的更精确喷涂作业或喷涂修正作业。第三移动机构206上还可以设置多个喷头304以提高工作效率。

定位装置2还包括一悬吊机构，其安装在所述高层建筑的顶部，可沿安装于所述高层建筑顶部的、平行于所述高层建筑外立面的轨道移动，具有两个分别与所述第一钢缆及所述第二钢缆的顶端连接的支撑点，用于支撑所述第一钢缆及所述第二钢缆，且两支撑点之间的距离可调。

此外，该系统还包括一地面移动装置，控制系统1及喷涂装置3安装在该地面移动装置上。该地面移动装置可以是一工程车辆，便于整套智能喷涂系统可以快速部署到需要的地方。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，包括：控制系统、定位装置、喷涂装置；所述喷涂装置包括一喷头;

所述定位装置包括：相对于高层建筑外立面固定设置的第一钢缆及第二钢缆；所述第一钢缆与所述第二钢缆相互平行，所述第一钢缆上设置有可沿该第一钢缆移动的第一移动机构，所述第二钢缆上设置有可沿该第二钢缆移动的第二移动机构，所述第二移动机构与所述第一移动机构同步移动；所述第一移动机构与所述第二移动机构之间连接有第三钢缆，该第三钢缆与所述第一钢缆及第二钢缆垂直，该第三钢缆上还设置有可沿该第三钢缆移动的第三移动机构；所述喷头设置在该第三移动机构上，用于对所述高层建筑外立面实施喷涂;

所述控制系统根据所设定的喷头的移动路线控制所述第一移动机构、第二移动机构及第三移动机构做出相应移动，以驱动该喷头按照该移动路线移动；在移动过程中，所述喷涂装置根据所述控制系统的命令通过所述喷头对所述高层建筑外立面实施喷涂。

2.如权利要求1所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述喷头的位置与该喷头处于该位置时所喷涂到的所述高层建筑外立面上的区域具有相互对应关系，所述控制系统根据所述高层建筑外立面上需要喷涂的区域以及所述对应关系自动设定所述喷头的移动路线。

3.如权利要求1所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述第一钢缆与所述第二钢缆长度相等，且并列排列。

4.如权利要求1所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述第三移动机构上设置有一摄像头；该摄像头用于对喷涂过程进行监视，并将拍摄的视频或照片发送到所述控制系统。

5.如权利要求4所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述摄像头与所述控制系统通过无线方式连接。

6.如权利要求1所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述喷涂装置包括涂料泵、增压装置、喷头开断装置、管道；

所述管道连接所述喷头；

所述涂料泵与所述增压装置与所述管道连接；

所述喷头开断装置与所述喷头连接。

7.如权利要求6所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述增压装置为气液增压泵。

8.如权利要求6所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述喷头开断装置为气动阀或电磁阀。

9.如权利要求1所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述控制系统包括：依次连接的上位机、伺服驱动器、伺服电机；所述第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构中的任意一个或多个为滑动部件；所述上位机通过所述伺服驱动器控制所述伺服电机驱动所述滑动部件沿其所在的钢缆滑动。

10.如权利要求1所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述第三移动机构包括：固定设置在该第三移动机构上的第一导轨及第二导轨，该第一导轨与该第二导轨相互平行，且与所述第一钢缆平行，该第一导轨上设置有可沿该第一导轨移动的第四移动机构，该第二导轨上设置有可沿该第二导轨移动的第五移动机构，所述第四移动机构与所述第五移动机构同步移动，所述第四移动机构与所述第五移动机构之间连接有第三导轨，所述第三导轨上设置有可沿该第三导轨移动的第六移动机构，所述喷头设置在所述第六移动机构上；当所述第一移动机构、第二移动机构或第三移动机构移动时，所述第四移动机构、第五移动机构及第六移动机构不工作。

11.如权利要求6或9所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，还包括一地面移动装置，所述控制系统或喷涂装置安装在该地面移动装置上。

12.如权利要求1所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述喷头有多个。

13.如权利要求1所述的高层建筑外立面智能喷涂系统，其特征在于，所述定位装置还包括：

悬吊机构，其安装在所述高层建筑的顶部，可沿安装于所述高层建筑顶部的、平行于所述高层建筑外立面的轨道移动，具有两个分别与所述第一钢缆及所述第二钢缆的顶端连接的支撑点，用于支撑所述第一钢缆及所述第二钢缆，且两支撑点之间的距离可调。

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