CN215716952U - 一种多功能喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

一种多功能喷涂机器人，本申请设计一种应用于建筑喷涂的智能语音控制机器人，主体结构包括喷涂器、喷涂摄像头、机械臂、摄像头、激光雷达、移动底盘和空气压缩机，通过在移动底盘前端上安装摄像头，后端安装空气压缩机，中部安装机械臂，前后安装激光雷达，所述机械臂前端安装喷涂摄像头和喷涂器；所述喷涂机器人通过摄像头上的语音拾取器进行智能语音控制，移动底盘实现机器人自由移动，所述空气压缩机为机械臂前端的喷涂器提供动力，所述喷涂摄像头控制喷涂器的喷涂效果，通过智能控制解决室内装饰装修喷涂还停留在人工操作的问题，提高建筑装饰装修喷涂工作效率和质量。

Description

一种多功能喷涂机器人

技术领域

本实用新型涉及喷涂设备技术领域，具体涉及一种多功能喷涂机器人。

背景技术

随着目前国内建筑行业的快速发展，与建筑业配套的装饰行业也具有很大的市场前景；然而当前装饰行业很大一部分工作需要人工完成，比如墙面喷涂就是基本人工拿着喷涂机进行喷涂工人喷涂技术不专业时，喷涂效果参差不齐，很难保证施工质量和效率。

建筑装饰装修手工喷涂时，工程量大，工人工作强度大，而且喷涂距离和喷涂速度受人为因素影响大，容易造成喷涂厚度误差过大而返工，甚至出现不符合质量要求的问题；而常见的涂料中含有重金属、放射性物质和有毒农业生产体系溶剂等，在喷涂过程中涂料需要雾化，雾化的涂料很容易吸入现场施工人员的肺部，恶劣的施工环境对喷涂工人健康危害很大。针对以上各种问题，申请人设计了一种多功能喷涂机器人，它能实现对房屋墙面喷涂自动化，从而以机器人有序的喷涂作业代替人工的喷涂作业，改善工人工作环境，减轻工人工作强度，大幅度提高喷涂的效率，并且对施工质量有所保障，值得大范围推广应用。

实用新型内容

本实用新型一种多功能喷涂机器人，通过采用智能语音控制的机器人实现对墙面喷涂，机器人设置摄像头、喷涂器、喷涂摄像头、机械臂、移动底盘、空气压缩机、激光雷达、天线，系统通过基于VSLAM技术实现机器人即时定位以及自动对地图建模，自主定位导航，语音智能控制，远程控制、不需人工过多的操作实现对装饰装修墙面的喷涂。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种多功能喷涂机器人，包括喷涂器、喷涂摄像头、机械臂、摄像头、移动底盘、空气压缩机、激光雷达和天线，所述多功能喷涂机器人设置移动底盘，在移动底盘前后两端安装激光雷达，在移动底盘前端上部安装摄像头，摄像头边上安装天线，在移动底盘中部安装机械臂，所述机械臂后端安装空气压缩机，所述机械臂前端安装有喷涂器和喷涂摄像头，所述在移动底盘内部安装蓄电池、驱动电机和控制系统；

所述喷涂器结构为上部设置有储料罐，储料罐下端为喷头，所述喷头下端设置有进气管，所述储料罐、喷头和进气管安装在喷涂器架上，所述喷涂器架和喷涂摄像头安装在机械臂的前端；

所述机械臂结构底部为安装在移动底盘上的旋转底座，所述旋转底座上部设置旋转机械轴关节一，所述旋转机械轴关节一外侧安装支撑臂，所述支撑臂上端设置旋转机械轴关节二，所述旋转机械轴关节二上安装旋转臂，所述旋转臂前端设置旋转机械轴关节三，所述旋转机械轴关节三前端设置安装臂；

所述移动底盘结构为前后两端安装激光雷达，所述前端中部设置充电接口，所述移动底盘两侧面安装履带轮，所述履带轮内安装驱动轮。

作为本实用新型进一步改进，所述安装的摄像头上设置有语音拾取器，采用智能语音系统控制，摄像头为广角镜头，所述摄像头与移动底盘上安装的激光雷达配套使用。

作为本实用新型进一步改进，所述移动底盘上设置的履带轮外侧有橡胶层，运行时不破坏装饰装修地面，对光洁地面摩擦力好。

作为本实用新型进一步改进，所述机械臂能实现360度旋转控制，实现全区域翻盖喷涂，喷涂器下端设置有喷涂摄像头实时采集喷涂效果对比分析，使喷涂器喷涂均匀。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1）本申请设计的多功能喷涂机器人采用摄像头，通过语音进行控制，摄像头与激光雷达对运行的过程进行控制，防止碰撞，实现机器人智能化；

2）本申请设计的多功能喷涂机器人设计采用机械臂末端安装喷涂器和喷涂摄像头，机械臂支撑喷涂器实现全方位的喷涂，喷涂摄像头实现对喷涂部位的喷涂均匀度进行控制；

3）本申请设计多功能喷涂机器人设计的履带轮采用橡胶制作，能有效保护装饰装修地面，在洁净面上有很好的摩擦力。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型局部结构示意图一；

图3为本实用新型局部结构示意图二；

图4为本实用新型局部结构示意图三；

图5为本实用新型工作过程原理图。

图中：1、喷涂器；1-1、储料罐；1-2、喷头；1-3、进气管；1-4、喷涂器架；2、喷涂摄像头；3、机械臂；3-1、旋转底座；3-2、旋转机械轴关节一；3-3、旋转机械轴关节二；3-4、旋转臂；3-5、旋转机械轴关节三； 4、摄像头；5、移动底盘；5-1、充电接口；5-2、履带轮；5-3、驱动轮；6、空气压缩机；7、激光雷达；8、天线。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

一种多功能喷涂机器人，通过采用智能语音控制的机器人实现对墙面喷涂，机器人设置摄像头、喷涂器、喷涂摄像头、机械臂、移动底盘、空气压缩机、激光雷达、天线，系统通过基于VSLAM技术实现机器人即时定位以及自动对地图建模，自主定位导航，语音智能控制，远程控制、不需人工过多的操作实现对装饰装修墙面的喷涂。

作为本实用新型实施例，本实用新型提供一种多功能喷涂机器人，包括喷涂器1、喷涂摄像头2、机械臂3、摄像头4、移动底盘5、空气压缩机6、激光雷达7和天线8，其特征在于：所述多功能喷涂机器人设置移动底盘5，移动底盘5为机器人的主要运动部件，所述在移动底盘前后两端安装激光雷达7，激光雷达7在机器人运动过程中实时检查障碍物，使机器人移动底盘5在运动过程中保持与障碍物的距离，防止碰撞事故的发生，所述在移动底盘5前端上部安装摄像头4，摄像头4上设置语音拾取器，通过语音拾取器拾取使用者的语音指令，机器人根据指令进行运动工作，所述摄像头4边上安装天线8，天线8为无线控制的重要部件，通过天线8与内部控制器上的无线控制模块相连接，实现机器人与因特网的连接，实现无线控制操作功能，对机器人内部数据进行设置，所述在移动底盘5中部安装机械臂3，后端安装空气压缩机6，空气压缩机6为喷涂器1提供气流动力，所述机械臂3前端安装有喷涂器1和喷涂摄像头2，所述喷涂器通过语音指令或无线控制实现对墙面的喷涂，喷涂摄像头实时监测效果，保障喷涂质量，所述在移动底盘5内部安装蓄电池、驱动电机和控制系统，为智能语音喷涂机器人常规必要部件；

所述喷涂器1结构为上部设置有储料罐1-1，储料罐1-1内放置需要喷涂的涂料，所述储料罐1-1为下部锥形结构，下部设置气动开关，储料罐1-1尾部设置封闭盖，所述储料罐1-1下端为喷头1-2，喷头1-2为喷涂专用喷头，可进行快速更换，所述喷头1-2下端设置有进气管1-3，进气管1-3与空气压缩机6相连接，为喷涂器1提供气压动力，所述储料罐1-1、喷头1-2和进气管1-3安装在喷涂器架1-4上，所述喷涂器架1-4和喷涂摄像头2安装在机械臂3的前端，所述喷涂摄像头2具备测距功能，能精确控制喷涂器1喷头1-2与墙面间的距离，同时实时采集喷涂面，对比分析喷涂质量，控制喷涂器1的喷涂效果，确保喷涂质量；

所述机械臂3结构底部为安装在移动底盘5上的旋转底座3-1，所述旋转底座3-1安装在移动底盘5上，具备水平360度旋转，所述旋转底座3-1上部设置旋转机械轴关节一3-2，所述旋转机械轴关节一3-2在竖直方向上实现180度旋转控制，所述旋转机械轴关节一3-2外侧安装支撑臂，支撑臂实现对前端设备支撑，所述支撑臂上端设置旋转机械轴关节二3-3，所述旋转机械轴关节二3-3能180度竖直方向上旋转控制，所述旋转机械轴关节二3-3上安装旋转臂3-4，所述旋转臂3-4分设为两端结构，前半段结构能基于后半段结构旋转360度，所述旋转臂3-4前端设置旋转机械轴关节三3-5，所述旋转机械轴关节三3-5能实现竖向上的360度旋转，所述旋转机械轴关节三3-5前端设置安装臂，安装臂前端安装喷涂器1和喷涂摄像头2，所述机械臂3个各机械轴关节内部设置独立的控制电机，电机控制线路安装在机械臂3内部；

所述移动底盘5结构为前后两端安装激光雷达7，激光雷达对机器人外侧障碍物进行定位测距，避免运动过程中发生碰撞事故，所述前端中部设置充电接口5-1，充电口5-1为内部蓄电池进行充电，所述移动底盘5两侧面安装履带轮5-3，所述履带轮5-3采用橡胶材质，运行时不破坏装饰装修地面，对光洁地面摩擦力好，所述履带轮内安装驱动轮5-2。

作为本实用新型具体实施例，本实用新型提供一种多功能喷涂机器人，如图1所示，所示结构包括喷涂器1、喷涂摄像头2、机械臂3、摄像头4、移动底盘5、空气压缩机6、激光雷达7和天线8，其特征在于：所示多功能喷涂机器人设置移动底盘5，移动底盘5为机器人的主要运动部件，所示在移动底盘前后两端安装激光雷达7，激光雷达7在机器人运动过程中实时检查障碍物，使机器人移动底盘5在运动过程中保持与障碍物的距离，防止碰撞事故的发生，所示在移动底盘5前端上部安装摄像头4，摄像头4上设置语音拾取器，通过语音拾取器拾取使用者的语音指令，机器人根据指令进行运动工作，所示摄像头4边上安装天线8，天线8为无线控制的重要部件，通过天线8与内部控制器上的无线控制模块相连接，实现机器人与因特网的连接，实现无线控制操作功能，对机器人内部数据进行设置，所示在移动底盘5中部安装机械臂3，后端安装空气压缩机6，空气压缩机6为喷涂器1提供气流动力，所示机械臂3前端安装有喷涂器1和喷涂摄像头2，所示喷涂器通过语音指令或无线控制实现对墙面的喷涂，喷涂摄像头实时监测效果，保障喷涂质量，所示在移动底盘5内部安装蓄电池、驱动电机和控制系统，为智能语音喷涂机器人常规必要部件；

作为本实用新型的喷涂器具体结构如图2所示，所示喷涂器1结构为上部设置有储料罐1-1，储料罐1-1内放置需要喷涂的涂料，所示储料罐1-1为下部锥形结构，下部设置气动开关，储料罐1-1尾部设置封闭盖，所示储料罐1-1下端为喷头1-2，喷头1-2为喷涂专用喷头，可进行快速更换，所示喷头1-2下端设置有进气管1-3，进气管1-3与空气压缩机6相连接，为喷涂器1提供气压动力，所示在储料罐1-1、喷头1-2和进气管1-3安装在喷涂器架1-4上，所示喷涂器架1-4和喷涂摄像头2安装在机械臂3的前端，所示喷涂摄像头2具备测距功能，能精确控制喷涂器1喷头1-2与墙面间的距离，同时实时采集喷涂面，对比分析喷涂质量，控制喷涂器1的喷涂效果，确保喷涂质量；

作为本实用新型的机械臂具体结构如图3所示，所示机械臂3结构底部为安装在移动底盘5上旋转底座3-1，所示旋转底座3-1安装在移动底盘5上，具备水平360度旋转，所示旋转底座3-1上部设置旋转机械轴关节一3-2，所示旋转机械轴关节一3-2在竖直方向上实现180度旋转控制，所示旋转机械轴关节一3-2外侧安装支撑臂，支撑臂实现对前端设备支撑，所示支撑臂上端设置旋转机械轴关节二3-3，所示旋转机械轴关节二3-3能180度竖直方向上旋转控制，所示旋转机械轴关节二3-3上安装旋转臂3-4，所示旋转臂3-4分设为两端结构，前半段结构能基于后半段结构旋转360度，所示旋转臂3-4前端设置旋转机械轴关节三3-5，所示旋转机械轴关节三3-5能实现竖向上的360度旋转，所示旋转机械轴关节三3-5前端设置安装臂，安装臂前端安装喷涂器1和喷涂摄像头2，所示机械臂3个各机械轴关节内部设置独立的控制电机，电机控制线路安装在机械臂3内部；

作为本实用新型的移动底盘具体结构如图4所示，所示移动底盘5结构为前后两端安装激光雷达7，激光雷达对机器人外侧障碍物进行定位测距，避免运动过程中发生碰撞事故，所示前端中部设置充电接口5-1，充电口5-1为内部蓄电池进行充电，所示移动底盘5两侧面安装履带轮5-3，所示履带轮5-3采用橡胶材质，运行时不破坏装饰装修地面，对光洁地面摩擦力好，所示履带轮内安装驱动轮5-2。

本申请实际使用流程如下：

使用时将多功能喷涂机器人放置到需要喷涂的室内，打开设备开关，设备进入开机自检过程，自检过程完成后发出提示音，提示音过后，将涂料放置到储料罐内，然后使用者通过语音输入需要机器人运动的命令，如：开始测量房间、开始喷涂、设置喷涂高度、设置喷涂边界等。工作时机器人通过自身传感器基于VSLAM技术实现机器人即时定位以及自动对地图建模，实现自主定位导航，在接收到喷涂命令后开始对墙面进行喷涂工作，喷涂过程中喷涂摄像头控制喷涂质量，移动底盘上安装的激光雷达和摄像头对运行移动避障碍。多功能喷涂机器人具体实施操作过程为如图5所示，包括两个子系统，施工模型库输入系统及施工模型输入系统。施工模型输入系统可以将作业进度、施工操作条件和具体施工操作等信息输入机器人。施工模型库系统可以将过去相似的操作经验以信息指令的方式输入机器人，从而操作机器人实际施工工作，机器人的日常动作是由这两个子系统共同协作以实现的。系统通过可以识别的执行指令代码与外部操作命令连接，内部设置的翻译器根据实际的施工条件将相关操作命令转换为机器人代码，在此之后，再由机器人信息前置处理器将该机器人代码转换为特定的数控程序，从而驱动机器人控制器运动，进而操控机器人的执行机构完成各个动作。本多功能喷涂机器人适用于各种墙面喷涂，可以用于各种建筑装饰行业，与传统的人工喷涂操作相比，本喷涂机器人喷涂质量高，可以自主导航、人机交互等，操作简单简便，而且非常有效地减少了工人的工作强度，具有很显著的经济技术效益和非常广阔的市场前景。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种多功能喷涂机器人，包括喷涂器（1）、喷涂摄像头（2）、机械臂（3）、摄像头（4）、移动底盘（5）、空气压缩机（6）、激光雷达（7）和天线（8），其特征在于：所述多功能喷涂机器人设置移动底盘（5），在移动底盘前后两端安装激光雷达（7），在移动底盘（5）前端上部安装摄像头（4），摄像头（4）边上安装天线（8），在移动底盘（5）中部安装机械臂（3），所述机械臂（3）后端安装空气压缩机（6），所述机械臂（3）前端安装有喷涂器（1）和喷涂摄像头（2），所述在移动底盘（5）内部安装蓄电池、驱动电机和控制系统；

所述喷涂器（1）结构为上部设置有储料罐（1-1），储料罐（1-1）下端为喷头（1-2），所述喷头（1-2）下端设置有进气管（1-3），所述储料罐（1-1）、喷头（1-2）和进气管（1-3）安装在喷涂器架（1-4）上，所述喷涂器架（1-4）和喷涂摄像头（2）安装在机械臂（3）的前端；

所述机械臂（3）结构底部为安装在移动底盘（5）上的旋转底座（3-1），所述旋转底座（3-1）上部设置旋转机械轴关节一（3-2），所述旋转机械轴关节一（3-2）外侧安装支撑臂，所述支撑臂上端设置旋转机械轴关节二（3-3），所述旋转机械轴关节二（3-3）上安装旋转臂（3-4），所述旋转臂（3-4）前端设置旋转机械轴关节三（3-5），所述旋转机械轴关节三（3-5）前端设置安装臂；

所述移动底盘（5）结构为前后两端安装激光雷达（7），所述前端中部设置充电接口（5-1），所述移动底盘（5）两侧面安装履带轮（5-3），所述履带轮内安装驱动轮（5-2）。

2.根据权利要求1所述的一种多功能喷涂机器人，其特征在于：所述安装的摄像头（4）上设置有语音拾取器，摄像头为广角镜头，所述摄像头与移动底盘（5）上安装的激光雷达（7）配套使用。

3.根据权利要求1所述的一种多功能喷涂机器人，其特征在于：所述移动底盘（5）上设置的履带轮（5-3）外侧有橡胶层。

4.根据权利要求1所述的一种多功能喷涂机器人，其特征在于：所述喷涂器（1）下端设置有喷涂摄像头。

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