CN214869244U - 一种建筑墙面自动打磨机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种建筑墙面自动打磨机器人，包括导向机构、运动机构和打磨机构；导向机构包括沿水平方向布置的水平导轨和沿竖直方向布置的升降导轨；水平导轨和升降导轨共同所在的平面形成基准面，基准面与待打磨墙面的成墙理论面相互平行；运动机构包括水平运动单元和升降运动单元，升降运动单元位于升降导轨上，并在升降导轨上做升降运动；升降导轨位于水平运动单元上，并随水平运动单元沿水平导轨滑动；水平运动单元为机器人小车；打磨机构，安装于升降运动单元上，用于对墙面进行打磨。本实用新型具有自动化程度高、打磨效率高、打磨质量高、人工成本低且安全可靠等优点。

Description

一种建筑墙面自动打磨机器人

技术领域

本实用新型主要涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种建筑墙面自动打磨机器人。

背景技术

建筑物墙面的打磨(如腻子粉打磨等)工序是建筑领域中的一个重要的施工项目，主要是通过对建筑物的墙体表面进行打磨以达到改善墙面平整度的目的。传统的打磨工序通常由人工手持砂纸或人工手持电动式打磨机对墙面进行打磨，这种打磨方式的工作量大、工作效率低、劳动强度高、施工质量(如墙面平整度等)难以得到保证；对于墙面上方部位，需要搭设脚手架等平台，人工在高位平台上施工，存在跌落等安全风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种自动化程度高、打磨效率高的建筑墙面自动打磨机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种建筑墙面自动打磨机器人，包括导向机构、运动机构和打磨机构；

所述导向机构包括沿水平方向布置的水平导轨和沿竖直方向布置的升降导轨；所述水平导轨和所述升降导轨共同所在的平面形成基准面，所述基准面与待打磨墙面的成墙理论面相互平行；

所述运动机构包括水平运动单元和升降运动单元，所述升降运动单元位于所述升降导轨上，并在所述升降导轨上做升降运动；所述升降导轨位于所述水平运动单元上，并随水平运动单元沿水平导轨滑动；所述水平运动单元为机器人小车；

所述打磨机构，安装于所述升降运动单元上，用于对墙面进行打磨。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述打磨机构包括旋转电机、磨盘和伸缩组件，所述磨盘套设于所述旋转电机的旋转轴上，所述旋转电机安装于所述伸缩组件上，并在伸缩组件的伸缩下靠近或远离待打磨墙面，所述伸缩组件安装于所述升降运动单元上。

所述磨盘与所述旋转电机之间设有压力检测件，用于检测磨盘与旋转电机之间的压力，所述伸缩件与所述压力检测件相连，用于根据所述压力调整所述伸缩件的伸缩距离。

所述伸缩组件包括电机导轨和伸缩件，所述电机导轨布置于垂直于基准面的水平方向上，所述旋转电机滑动安装于所述电机导轨上，所述伸缩件的固定端安装于升降运动单元上，伸缩端与所述旋转电机相连。

所述电机导轨滑动设置于一横向导轨上，所述横向导轨的布置方向平行于基准面。

所述伸缩件为伸缩油缸。

所述机器人小车上设有套环，所述套环套设于所述水平导轨上。

所述升降运动单元包括升降座和升降驱动件，所述升降座位于所述升降导轨的滑槽内并在所述升降驱动件的驱动下在滑槽内滑动。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的建筑墙面自动打磨机器人，通过导向机构实现运动单元上的打磨机构在对应平行于成墙理论面的平面内运动，从而实现打磨机构与成墙理论面之间的距离恒定，保证后续打磨的效果和质量；上述打磨机构通过运动机构固定于导向机构上，从而可以实现对整个毛坯墙面的打磨，其整体打磨效率高且易于实现；相对于人工的方式，上述自动打磨系统的整体自动化程度高、打磨效率高、打磨质量高、人工成本低且安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型的系统在具体应用时的立体结构示意图。

图2为本实用新型的系统在具体应用时的主视结构示意图。

图3为本实用新型的系统在具体应用时的侧视结构示意图。

图4为本实用新型中的机器人小车在实施例的结构示意图。

图5为本实用新型中的打磨机构在实施例的结构示意图。

图6为本实用新型的打磨方法在实施例的流程图。

图7为本实用新型中各个面在实施例的示意图。

图中标号表示：1、导向机构；101、水平导轨；102、立杆；103、升降导轨；2、运动机构；201、水平运动单元；2011、机器人小车；2012、套环；202、升降运动单元；2021、升降座；2022、升降驱动件；3、打磨机构；301、旋转电机；302、磨盘；303、伸缩组件；3031、电机导轨；3032、伸缩件；3033、横向导轨。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1～3所示，本实施例的建筑墙面自动打磨机器人，包括导向机构1、运动机构2和打磨机构3；导向机构1包括沿水平方向布置的水平导轨101和沿竖直方向布置的升降导轨103；水平导轨101和所述升降导轨103共同所在的平面形成基准面，基准面与待打磨墙面的成墙理论面(最终的理想平面)相互平行；运动机构2包括水平运动单元201和升降运动单元202，升降运动单元202位于升降导轨103上，并在升降导轨103上做升降运动；升降导轨103位于水平运动单元201上，并随水平运动单元201沿水平导轨101滑动；水平运动单元201为机器人小车2011；打磨机构3，安装于升降运动单元202上，用于在运动机构2运动的过程中对某一区域的墙面进行打磨。

本实用新型的建筑墙面自动打磨机器人，通过导向机构1实现运动机构2上的打磨机构3在对应平行于成墙理论面的平面内运动，从而实现打磨机构3与成墙理论面之间的距离恒定，保证后续打磨的效果和质量；上述打磨机构3通过运动机构2固定于导向机构1上，从而可以实现对整个墙面的打磨，其整体打磨效率高且易于实现；相对于人工的方式，上述自动打磨机器人的整体自动化程度高、打磨效率高、打磨质量高、人工成本低且安全可靠。

在一具体实施例中，如图5所示，打磨机构3具体包括旋转电机301、磨盘302和伸缩组件303，其中磨盘302安装在旋转电机301的旋转轴上，即磨盘302在旋转电机301的旋转下而旋转，从而实现对墙面的打磨。其中旋转电机301安装于伸缩组件303上，并在伸缩组件303的伸缩下可以实现靠近或远离待打磨墙面，伸缩组件303则安装于升降运动单元202上。具体地，伸缩组件303包括电机导轨3031和伸缩件3032(如伸缩油缸)，电机导轨3031的布置方向垂直于基准面，旋转电机301则通过电机底座滑动安装于电机导轨3031上，伸缩油缸的伸缩端则与旋转电机301的底座相连，通过伸缩油缸的伸缩，可以实现旋转电机301的磨盘302靠近或远离墙面，从而便于对打磨作业的控制。另外，上述电机导轨3031也可以布置在一横向导轨3033上，横向导轨3033的布置方面与基准面相平行，从而也便于对磨盘302的横向位置进行调整，从而适用于对墙角等特定位置的打磨。

进一步地，在磨盘302与旋转电机301之间设有压力检测件(如压力传感器，图中未示出)，用于检测磨盘302与旋转电机301之间的压力。在进行打磨作业时，由于基准面与成墙理论面预先确认好，故根据基准面与成墙理论面之间的距离，可以通过对伸缩件3032的伸缩距离进行调整，以使最终的磨盘302工作面与成墙理论面处于同一个平面内。在进行打磨的过程中，则可以通过上述压力传感器对磨盘302所受到的压力进行实时监控，从而判断目前墙面的状态，即如果需要打磨的墙面还比较厚，此时磨盘302受到的压力则会偏大，如果打磨的墙面接近成墙理论面，则磨盘302受到的压力则会偏小。在打磨后的墙面在成墙理论面内时，此时压力接近于零，此时则可以停止打磨作业，保证打磨的正常作业。当然，也可以根据压力检测件来对伸缩件3032(伸缩油缸)的伸缩距离进行控制，即在压力检测件检测的压力较大时，即需要打磨的墙面厚度较厚时，则可以使伸缩油缸进一步地伸长，从而使磨盘302对墙面的作用力加大，提高打磨效率；而在压力检测件检测的压力较小时，即需要打磨的墙面接近成墙理论面时，则可以使伸缩油缸缩短，从而使磨盘302对墙面的作用力减少，提高打磨精度。

进一步地，在旋转电机301与磨盘302之间还可以设置有压力缓冲件(类似弹簧的作用)，在磨盘302处于成墙理论面内时，上述压力缓冲件是处于自然状态的。在需要打磨的墙面还比较厚时，由于上述压力缓冲件受到的压力会比较大，相应的反弹力也会比较大，反弹力则会将磨盘302往墙面上靠，使得磨盘302对墙面的作用力加大，从而提高打磨效率；而在打磨的墙面快接近成墙理论面，此时压力缓冲件受到的压力会比较小，相应的反弹力也会比较小，避免磨盘302作用力过大而造成的墙面磨损的情况，从而保证打磨效果。

在一具体实施例中，水平导轨101为导杆，通过人工在待打磨墙面的前方两侧标定两根基准立杆102，导杆则固定在两根基准立杆102之间，从而保证导杆布置方向与成墙理论面的距离恒定(如通过激光标定)。机器人小车2011上设有套环2012，套环2012套设于水平导轨101上。具体地，如图4所示，运动机构2内部设有驱动电机，其底部设有驱动轮，通过驱动电机带驱动轮转动而实现运动；其机器人小车2011的在运动的过程中，通过套设于导杆的套环2012，实现对机器人小车2011的运动限位，使其沿导杆方向滑动，即在基准面内运动。其中升降运动单元202包括升降座2021和升降驱动件2022，升降座2021位于升降导轨103的滑槽内并在升降驱动件2022的驱动下在滑槽内滑动，其中打磨机构3则安装于升降座2021上，其中升降驱动件2022可以采用伸缩气缸或伸缩油缸或者驱动电机加传动件的方式来实现。上述水平运动单元201的整体结构简单、拆装简便，有利于提高整体的施工效率。

如图6所示，基于如上所述的建筑墙面自动打磨机器人的自动打磨方法，具体包括步骤：

1)将导向机构1的水平导轨101和升降导轨103布置于待打磨墙面的前方，使水平导轨101和升降导轨103共同所在的平面与待打磨墙面的成墙理论面相互平行；其中水平导轨101和升降导轨103共同所在的平面为基准面；

2)通过控制运动机构2中的水平运动单元201的水平运动和升降运动单元202的升降运动，使得打磨机构3在平行于基准面的工作面内运动，同时打磨机构3在运动的过程中对墙面进行打磨；

3)在打磨机构3打磨的过程中，实时检测打磨机构3的磨盘302所受到的压力；当压力达到预设范围内，则判定打磨后的墙面达到成墙理论面，则停止打磨。

在一具体实施例中，如图7所示，上述基准面等各各面的具体设置为：

通过人工勘测待打磨的墙面A，确定最终打磨后需要得到的成墙理论面B,此时曲面A距离垂直面B的距离h即为墙体需要打磨的厚度；人工通过成墙理论面B平移距离h1得到垂直面D，垂直面D即为运动机构2的X轴运动轨迹，为基准面；磨盘302的的工作面C平行于B面以及D面。在进行打磨时，可以直接调整对应的伸缩油缸的最终距离,使对应磨盘302的工作面C处于B平面内(即h2＝h1)，并同时对其的压力进行检测，在检测到对应的压力约等于0时，则说明此区域墙面打磨已达到成墙理论厚度，则打磨完成。

在一具体实施例中，在步骤2)中，打磨机构3的运动轨迹整体呈S形。具体可以从上至下沿S形轨迹进行打磨，或者从下至上沿S形轨迹进行打磨，或者从左至右沿S形轨迹进行打磨，或者从右至左沿S形轨迹进行打磨。上述呈S形的打磨轨迹，能够提高整体的打磨效率。当然，在其它实施例中，也可以将整体墙面划分为多个子区域，逐一对各个子区域进行打磨，在其中一个子区域打磨完成后，再进行下一个子区域的打磨；也可以采用整体打磨的方式，通过多次打磨的方式来实现对整体墙体的打磨。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种建筑墙面自动打磨机器人，其特征在于，包括导向机构(1)、运动机构(2)和打磨机构(3)；

所述导向机构(1)包括沿水平方向布置的水平导轨(101)和沿竖直方向布置的升降导轨(103)；所述水平导轨(101)和所述升降导轨(103)共同所在的平面形成基准面，所述基准面与待打磨墙面的成墙理论面相互平行；

所述运动机构(2)包括水平运动单元(201)和升降运动单元(202)，所述升降运动单元(202)位于所述升降导轨(103)上，并在所述升降导轨(103)上做升降运动；所述升降导轨(103)位于所述水平运动单元(201)上，并随水平运动单元(201)沿水平导轨(101)滑动；所述水平运动单元(201)为机器人小车(2011)；

所述打磨机构(3)，安装于所述升降运动单元(202)上，用于对墙面进行打磨。

2.根据权利要求1所述的建筑墙面自动打磨机器人，其特征在于，所述打磨机构(3)包括旋转电机(301)、磨盘(302)和伸缩组件(303)，所述磨盘(302)套设于所述旋转电机(301)的旋转轴上，所述旋转电机(301)安装于所述伸缩组件(303)上，并在伸缩组件(303)的伸缩下靠近或远离待打磨墙面，所述伸缩组件(303)安装于所述升降运动单元(202)上。

3.根据权利要求2所述的建筑墙面自动打磨机器人，其特征在于，所述磨盘(302)与所述旋转电机(301)之间设有压力检测件，用于检测磨盘(302)与旋转电机(301)之间的压力，所述伸缩组件(303)与所述压力检测件相连，用于根据所述压力调整所述伸缩组件(303)的伸缩距离。

4.根据权利要求3所述的建筑墙面自动打磨机器人，其特征在于，所述伸缩组件(303)包括电机导轨(3031)和伸缩件(3032)，所述电机导轨(3031)布置于垂直于基准面的水平方向上，所述旋转电机(301)滑动安装于所述电机导轨(3031)上，所述伸缩件(3032)的固定端安装于升降运动单元(202)上，伸缩端与所述旋转电机(301)相连。

5.根据权利要求4所述的建筑墙面自动打磨机器人，其特征在于，所述电机导轨(3031)滑动设置于一横向导轨(3033)上，所述横向导轨(3033)的布置方向平行于基准面。

6.根据权利要求4或5所述的建筑墙面自动打磨机器人，其特征在于，所述伸缩件(3032)为伸缩油缸。

7.根据权利要求1～5中任意一项所述的建筑墙面自动打磨机器人，其特征在于，所述机器人小车(2011)上设有套环(2012)，所述套环(2012)套设于所述水平导轨(101)上。

8.根据权利要求1～5中任意一项所述的建筑墙面自动打磨机器人，其特征在于，所述升降运动单元(202)包括升降座(2021)和升降驱动件(2022)，所述升降座(2021)位于所述升降导轨(103)的滑槽内并在所述升降驱动件(2022)的驱动下在滑槽内滑动。

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