CN204953205U - 自移动喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于喷涂设备技术领域，提供了一种自移动喷涂机器人，包括料桶、喷枪系统、移动机构、定位模块、环境检测模块、涂料配比系统以及控制模块。料桶、喷枪系统通过输送管连通，定位模块、环境检测模块的输出端与控制模块的输入端电连接；控制模块的输出端与移动机构、涂料配比系统以及喷枪系统的输入端电连接。本实用新型能自移动到喷涂位置，并可检测周围的环境参数并传送给控制模块，涂料配比系统调配出合适的涂料，然后输出动作指令对喷枪系统进行控制。输入预设参数后，喷涂机器人可自动地完成整个喷涂工作，自动化程度高，大大地节省了人工成本。采用环境检测模块对周围环境进行检测，其精确高，有利于调配出与实际环境匹配的涂料。

Description

自移动喷涂机器人

技术领域

本实用新型属于喷涂设备技术领域，尤其涉及一种自移动喷涂机器人。

背景技术

目前的喷涂设备自动化程度较低，对涂料的浓度、流动性，喷涂位置的定位以及对周围环境因素的判断主要依靠喷涂工人的经验来判断。可见这些判断的不确定性大，不能做到精确的控制。

特别对于一些体积大，不能移动的施涂工件，例如给建筑物进行装饰喷涂，设计一种可以自行移动、定位以及自动检测各种参数并能自动喷涂的设备，显得尤其重要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种自移动喷涂机器人，旨在解决现有技术中的喷涂设备所存在的自动化程度较低，对喷涂过程的控制不精确的问题。

本实用新型是这样实现的，一种自移动喷涂机器人，包括料桶以及喷枪系统，所述料桶、喷枪系统通过输送管连通，所述自移动喷涂机器人还包括：

用于移动整机的移动机构；

用于确定喷涂位置的定位模块；

用于检测周围环境参数的环境检测模块；

用于调配涂料的涂料配比系统；以及

根据所述定位模块、环境检测模块得到的信息控制所述移动机构、涂料配比系统、喷枪系统工作的控制模块；

所述定位模块、环境检测模块的输出端与控制模块的输入端电连接；所述控制模块的输出端与所述移动机构、涂料配比系统以及喷枪系统的输入端电连接。

进一步地，所述自移动喷涂机器人还包括用于输送涂料的输送泵，所述输送泵连通所述料桶与喷枪系统之间的输送管。

进一步地，所述定位模块包括用于检测喷枪系统的喷枪距喷涂位置的距离与喷涂位置轮廓信息的视觉系统以及使所述喷枪执行控制模块的动作指令的执行机构，所述视觉系统的输出端与所述控制模块的输入端电连接，所述控制模块的输出端与所述执行机构的输入端电连接。

进一步地，所述视觉系统包括光电定位传感器，所述喷枪与所述光电定位传感器的位置相对固定，所述光电定位传感器采集喷涂位置多个点与其自身的距离，所述控制模块将所述光电定位传感器采集到的信息转换为喷枪与喷涂位置的距离以及喷涂位置的轮廓信息。

进一步地，所述执行机构包括机械臂、带动所述机械臂竖向旋转的竖向旋转装置、带动所述机械臂水平旋转的水平旋转装置以及带动所述水平旋转装置上、下移动的纵向伸缩组件；所述机械臂与所述水平旋转装置枢接，所述水平旋转装置固定于所述纵向伸缩组件的伸缩杆上。

进一步地，所述机械臂包括第一机械臂以及第二机械臂，所述第一机械臂的一端通过一旋转结构与所述的水平旋转装置枢接，所述第二机械臂的一端通过另一旋转结构与所述第一机械臂的另一端枢接，所述第二机械臂的另一端安装有所述的喷枪系统。

进一步地，所述自移动喷涂机器人还包括用于输入预设参数的输入装置，所述输入装置的输出端与所述控制模块的输入端电连接。

进一步地，所述涂料配比系统包括根据所述控制模块的信息对涂料各种原料进行配比的组分配比装置、搅拌涂料的搅拌装置、检测涂料各项参数的涂料参数传感器以及检测涂料液位高度的液位传感器；所述组分配比装置以及搅拌装置的输入端与所述控制模块的输出端电连接；所述涂料参数传感器以及液位传感器的输出端与所述控制模块的输入端电连接。

进一步地，所述自移动喷涂机器人还包括用于承载清洁剂的容器，所述容器与所述的输送泵、输送管以及料桶连通。

进一步地，所述移动机构还包括设备平台、滚轮以及驱动所述滚轮转动的驱动系统；所述驱动系统接收所述控制模块的动作指令然后控制所述滚轮的具体动作以及状态。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型的自移动喷涂机器人能检测到喷涂位置的具体位置，移动到该位置后检测周围环境的环境参数(如湿温度等)并传送给控制模块，控制模块处理分析后控制涂料配比系统调配出合适的涂料，控制模块输出动作指令对喷枪系统的喷涂操作进行具体的控制。只需预先向控制模块输入各种参数，喷涂机器人即可自动地完成整个喷涂工作，自动化程度高，大大地节省了人工成本。并且相比于人工对周围环境进行判断的方法，本实用新型采用环境检测模块对周围环境进行检测，其检测精确，有利于调配出与实际环境匹配的涂料。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的自移动喷涂机器人的电路结构框图。

图2是本实用新型实施例提供的自移动喷涂机器人的主视示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1及图2所示，为本实用新型的一较佳实施例，一种自移动喷涂机器人，包括料桶1、输送泵2、喷枪系统3、用于移动整机的移动机构4、用于确定喷涂位置的定位模块5、用于检测周围环境参数的环境检测模块6、用于调配涂料的涂料配比系统7、用于输入预设参数的输入装置8以及根据定位模块5、环境检测模块6得到的信息控制移动机构4、涂料配比系统7、喷枪系统3工作的控制模块9，输入装置8的输出端与控制模块9的输入端电连接。

料桶1、喷枪系统3通过输送管10连通，输送泵2连通料桶1与喷枪系统3之间的输送管10。定位模块5、环境检测模块6的输出端与控制模块9的输入端电连接；控制模块9的输出端与移动机构4、涂料配比系统7以及喷枪系统3的输入端电连接。输送泵2与控制模块9电连接，从而可通过控制模块9控制输送泵2的工作状态。

定位模块5包括视觉系统51以及执行机构52，视觉系统51的输出端与控制模块9的输入端电连接，控制模块9的输出端与执行机构52的输入端电连接。视觉系统51用于检测喷枪系统3的喷枪31距喷涂位置的距离与喷涂位置轮廓信息，执行机构52控制喷枪31执行控制模块9的动作指令。

具体地，视觉系统51包括光电定位传感器511，喷枪31与光电定位传感器511的位置相对固定。光电定位传感器511采集喷涂位置多个点与其自身的距离，控制模块9将光电定位传感器采集到的信息转换为喷枪31与喷涂位置的距离以及喷涂位置的轮廓信息。控制模块9可从喷涂位置的轮廓信息进行分析后输出动作指令到上述的执行机构52，执行机构52控制喷枪31移动具体的距离，旋转或倾斜具体的角度，从而使喷枪31的喷射距离合适，喷射方向与喷涂位置的具体形状相匹配。

执行机构52包括机械臂521、带动机械臂521竖向旋转的旋转结构522、带动机械臂521水平旋转的水平旋转装置523以及带动水平旋转装置523上、下移动的纵向伸缩组件524。机械臂521与水平旋转装置523枢接，水平旋转装置523固定于纵向伸缩组件524的伸缩杆5241上。纵向伸缩组件524用于带动喷枪31在竖直方向上移动，水平旋转装置523用于控制喷枪31在水平面上旋转，旋转结构522用于控制喷枪31在竖直面上旋转。

具体地，上述机械臂521包括第一机械臂5211以及第二机械臂5212。第一机械臂5211的一端通过一旋转结构522与水平旋转装置523枢接，第二机械臂5212的一端通过另一旋转结构522与第一机械臂5211的另一端枢接，第二机械臂5212的另一端安装有上述的喷枪系统3。于本实施例中，旋转结构522包括电机(图中未示出)以及齿轮组件5221，电机的转轴通过齿轮组件5221与第二机械臂5212实现传动连接，电机与控制模块9电连接，控制模块9发送指令控制电机旋转，从而控制第二机械臂5212按设定的轨迹运动。优化地，上述第一、第二机械臂5221、5222可做成中空状，从而将线缆、油、汽管等收纳于第一、第二机械臂5221、5222。

涂料配比系统7包括根据控制模块9的信息对涂料的各种原料进行配比的组分配比装置71、搅拌涂料的搅拌装置72、检测涂料各项参数的涂料参数传感器73以及检测涂料液位高度的液位传感器74。组分配比装置71以及搅拌装置72的输入端与控制模块9的输出端电连接；涂料参数传感器73以及液位传感器74的输出端与控制模块9的输入端电连接。输入装置8固定在手推把手20上，其高度设置与人体高度相匹配，本实施例采用控制面板作为输入装置8，从控制面板上输入涂料的各种参数(例如：涂料的类型、流动性、稠度)，另外，控制面板还具有示教功能以及模式调试设置功能。控制模块9控制组分配比装置71分配好各种材料(水、一种或多种涂料原料、溶剂等)的比例，液位传感器74检测涂料的高度，当高度达到预设的值时，组分配比装置71停止各种材料的输入；然后搅拌装置72将配比好各成份的涂料进行搅拌，直到涂料参数传感器73检测到涂料的各项参数与输入的各项参数一致后，控制模块9控制涂料配比系统7停止工作。

上述喷枪系统3包括上述的喷枪31、喷枪调节装置以及吹扫装置(图中均未示出)，喷枪调节装置用于调节喷枪31的各种参数(如压力、流量以及幅度等)，吹扫装置用于对喷涂位置进行吹扫清洁工作。喷枪31中的喷头可根据具体的涂料类型进行更换。

本实施例的自移动喷涂机器人还包括用于承载清洁剂的容器(图中未示出)、容置上述控制模块9的控制柜90，控制柜90是机器人的中央控制系统(可编程控制伺服系统)，包括软、硬件系统，其中，软件系统包括喷涂控制模块、泵送模块、吹扫模块等功能模块。上述移动机构4包括承载上述料桶1、输送泵2、控制柜90以及纵向伸缩组件524的设备平台41。该设备平台41的下方安装有用于固定设备平台41的脚架42，该脚架42包括水平伸缩杆421、竖向伸缩杆422以及脚架爪垫423，喷涂作业时，水平伸缩杆伸长，可扩大固定的面积，保证设备平台41稳定。竖向伸缩杆可上、下伸缩，从而可调节设备平台41，使其处于水平状态。脚架爪垫423具有自适应施工现场不同平整度的调节功能，保证与地面的良好接触固定。该移动机构4还包括滚轮43以及驱动滚轮43转动的驱动系统(图中未示出)，滚轮43可向各个方向旋转，驱动系统接收控制模块9的动作指令然后控制滚轮43的具体旋转方向以及控制脚架42伸出或收入设备平台41。料桶1通过固定装置11可拆卸地安装在设备平台41上，从而在装载各种材料时可将料桶1取下设备平台41，待装载完毕后再将料桶1固定在设备平台41上。容器与输送泵2、输送管10以及料桶1连通，从而构成一个自清洁系统。当喷涂工作结束后，输送泵2将容器中的清洁剂输送入输送管10以及料桶1中，从而清洗输送管10以及料桶1。本实施例的料桶1可以采用专门制作的容器，也可直接采用料桶1自身的包装容器。

本实施例的自移动喷涂机器人能检测到喷涂位置的具体位置，移动到该位置后检测周围环境的环境参数(如湿、温度等)并传送给控制模块9，控制模块9处理分析后控制涂料配比系统7调配出合适的涂料，控制模块9输出动作指令对喷枪系统3的喷涂操作进行具体的控制。只需预先向控制模块9输入各种参数，喷涂机器人即可自动地完成整个喷涂工作，自动化程度高，大大地节省了人工成本。并且相比于人工对周围环境进行判断的方法，本实施例采用环境检测模块6对周围环境进行检测，其检测精确，有利于调配出与实际环境匹配的涂料。

上述的自移动喷涂机器人的喷涂过程如下：

A、开动喷涂机器人，喷涂机器人自动移动到需要喷涂位置的操作区域，工人往料桶1装好涂料的各种原材料；

B、往输入装置8(即控制面板)输入喷枪31操作面范围以及喷涂模式(包括涂料的参数、移动机构4、喷枪系统3的动作指令、涂料类型、喷涂效果、喷涂厚度、喷涂压力及速度、喷枪31的移动速度、喷枪31离喷涂面距离、涂料稠度及流动性、泵送速度等参数)。

C、视觉系统51检测到位置参数，传送给控制模块9处理分析，控制模块9向移动机构4的驱动系统发出指令，自动调整机器人到达目标位置后，向驱动系统发出固定动作指令，脚架42伸出设备平台41将设备平台41固定，并自动调整水平；

D、环境检测模块6收集环境参数后传送给控制模块9进行处理分析，自动调整喷涂模式中的各项参数；

E、控制模块9按设定的喷涂模式向涂料配比系统7发出涂料配比参数要求和搅拌配比指令，完成涂料配比动作和涂料质量监控；

F、喷涂准备工作完工成。

G、控制模块9启动喷涂动作，向机械臂521发出动作指令使其调整姿态；

H、控制模块9按设定的喷涂模式产生的泵送模式向输送泵发生动作指令；

I、控制模块9向喷枪系统3发出动作指令，喷枪系统3开始工作；

J、控制模块9向机械臂521发出动作指令使其按设定轨迹运动；

K、当视觉系统51检测到喷涂面完成，传警示信息给控制模块9，控制模块9暂停喷涂动作，完成一个喷涂位置的喷涂工作。

L、接着，控制模块9向设备平台41的驱动系统发出指令，收起脚架42，使机器人自动移动到另一个需要喷涂位置的操作区域，控制模块9向驱动系统发出指令，脚架42伸出设备平台41将设备平台41固定，并自动调整水平，准备下一轮的喷涂工作。

在上述的喷涂过程中，当液位传感器74检测到涂料不足时，液位传感器74向控制模块9发送信号，控制模块9控制喷枪31暂停喷涂，同时发出备料警示。

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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自移动喷涂机器人，包括料桶以及喷枪系统，所述料桶、喷枪系统通过输送管连通，其特征在于，所述自移动喷涂机器人还包括：

用于移动整机的移动机构；

用于确定喷涂位置的定位模块；

用于检测周围环境参数的环境检测模块；

用于调配涂料的涂料配比系统；以及

根据所述定位模块、环境检测模块得到的信息控制所述移动机构、涂料配比系统、喷枪系统工作的控制模块；

所述定位模块、环境检测模块的输出端与控制模块的输入端电连接；所述控制模块的输出端与所述移动机构、涂料配比系统以及喷枪系统的输入端电连接。

2.如权利要求1所述的自移动喷涂机器人，其特征在于，所述自移动喷涂机器人还包括用于输送涂料的输送泵，所述输送泵连通所述料桶与喷枪系统之间的输送管。

3.如权利要求1所述的自移动喷涂机器人，其特征在于，所述定位模块包括用于检测喷枪系统的喷枪距喷涂位置的距离与喷涂位置轮廓信息的视觉系统以及使所述喷枪执行控制模块的动作指令的执行机构，所述视觉系统的输出端与所述控制模块的输入端电连接，所述控制模块的输出端与所述执行机构的输入端电连接。

4.如权利要求3所述的自移动喷涂机器人，其特征在于，所述视觉系统包括光电定位传感器，所述喷枪与所述光电定位传感器的位置相对固定，所述光电定位传感器采集喷涂位置多个点与其自身的距离，所述控制模块将所述光电定位传感器采集到的信息转换为喷枪与喷涂位置的距离以及喷涂位置的轮廓信息。

5.如权利要求3所述的自移动喷涂机器人，其特征在于，所述执行机构包括机械臂、带动所述机械臂竖向旋转的旋转结构、带动所述机械臂水平旋转的水平旋转装置以及带动所述水平旋转装置上、下移动的纵向伸缩组件；所述机械臂与所述水平旋转装置枢接，所述水平旋转装置固定于所述纵向伸缩组件的伸缩杆上。

6.如权利要求5所述的自移动喷涂机器人，其特征在于，所述机械臂包括第一机械臂以及第二机械臂，所述第一机械臂的一端通过一旋转结构与所述的水平旋转装置枢接，所述第二机械臂的一端通过另一旋转结构与所述第一机械臂的另一端枢接，所述第二机械臂的另一端安装有所述的喷枪系统。

7.如权利要求1至3任意一项所述的自移动喷涂机器人，其特征在于，所述自移动喷涂机器人还包括用于输入预设参数的输入装置，所述输入装置的输出端与所述控制模块的输入端电连接。

8.如权利要求1至3任意一项所述的自移动喷涂机器人，其特征在于，所述涂料配比系统包括根据所述控制模块的信息对涂料各种原料进行配比的组分配比装置、搅拌涂料的搅拌装置、检测涂料各项参数的涂料参数传感器以及检测涂料液位高度的液位传感器；所述组分配比装置以及搅拌装置的输入端与所述控制模块的输出端电连接；所述涂料参数传感器以及液位传感器的输出端与所述控制模块的输入端电连接。

9.如权利要求2所述的自移动喷涂机器人，其特征在于，所述自移动喷涂机器人还包括用于承载清洁剂的容器，所述容器与所述的输送泵、输送管以及料桶连通。

10.如权利要求1至3任意一项所述的自移动喷涂机器人，其特征在于，所述移动机构还包括设备平台、滚轮以及驱动所述滚轮转动的驱动系统；所述驱动系统接收所述控制模块的动作指令然后控制所述滚轮的具体动作以及状态。