CN216727858U - 一种室内喷涂机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种室内喷涂机器人，包括其上设万向轮与驱动轮的底盘，设于底盘上的立式机柜，其特征在于立式机柜上设有升降柱，以及沿升降柱上、下移动的平移机构，和沿平移机构水平移动的其上设喷管的喷涂机构，其中：升降柱通过一级升降机构连接在立式机柜上，平移机构通过二级升降机构连接在升降柱上，喷管通过旋转平台连接在平移机构上。实现墙面或者天花板等建筑室内作业面的涂装，最大限度降低喷涂作业过程中工人的劳动强度，避免有毒有害物料对人体造成的危害。同时采用一、二两级升降机构，能完成层高较大的建筑室内的喷涂，再配合可调整喷射角度的喷管，进一步拓宽喷涂作业范围。

Description

一种室内喷涂机器人

技术领域

本实用新型提供一种机器人，特别是一种室内喷涂机器人，属于机械设计制造技术领域。

背景技术

在建筑、装饰行业中，经常需要对室内墙面、天花板等表面进行涂装，以提高美观度及功能性。现有的室内表面涂装主要通过人工方式进行刷涂、喷涂或滚涂，不管采用哪种方式都需要工人手工进行操作。由于一部分功能性涂料及色料因其化学特性具有较强刺激性，因此在施工中容易对工人的身体健康带来严重危害。如果佩戴防护装置，又会影响人工操作，从而降低涂装质量。另外，人工操作方式不仅效率低下，而且工作量巨大，特别是较大空间、较高层高的大型室内涂装，还要架设专用脚手架来完成高位涂装，大大增加施工难度及成本、时间投入。因此有必要对现有技术加以改进。

发明内容

为解决现有室内涂装采用人工进行刷涂、喷涂或滚涂，所带来的效率低下、工作量大、成本投入高，以及对工人身体健康危害较大等问题，本实用新型提供一种室内喷涂机器人。

本实用新型通过下列技术方案完成：一种室内喷涂机器人，包括其上设万向轮与驱动轮的底盘，设于底盘上的立式机柜，其特征在于立式机柜上设有升降柱，以及沿升降柱上、下移动的平移机构，和沿平移机构水平移动的其上设喷管的喷涂机构，其中：升降柱通过一级升降机构连接在立式机柜上，平移机构通过二级升降机构连接在升降柱上，喷管通过旋转平台连接在平移机构上。以便操纵一级升降机构实现升降柱的升或降，并操纵二级升降机构实现平移机构的升或降，又操纵平移机构实现喷涂机构的水平移动，再操纵旋转平台使喷管摆动角度，从而实现喷涂。

所述立式机柜由框架及框架上的面板构成其内带空腔的竖直长方体，其左、右侧的上、下部均设有柜门，前侧设有向内凹陷的、其顶部及外侧敞开的竖直滑槽，竖直滑槽的左、右两侧分别设有竖直滑轨，且竖直滑槽、竖直滑轨的高度与立式机柜高度相适应，以便在竖直滑槽内插设升降柱。

所述升降柱的左、右两侧分别设有与竖直滑槽内左、右两侧的竖直滑轨相配接的滑块，升降柱的后侧设有齿条，该齿条与一级升降机构相连。

所述一级升降机构包括与升降柱后侧的齿条相啮合的驱动齿轮，驱动齿轮通过水平传动轴与第一传动箱输出轴相连，第一传动箱输入轴与固定在立式机柜框架上的第一动力机相连，以便在第一动力机带动下，通过第一传动箱、水平传动轴带动驱动齿轮转动，进而带动齿条连同升降柱沿竖直滑槽上升或下降。

所述平移机构包括其内设空腔、顶部为敞口的长条矩形槽，该长条矩形槽后侧板通过连接螺栓及螺母固定在升降柱上，长条矩形槽空腔两端分别设有主动链轮与从动链轮，主动链轮、从动链轮上套设水平传动链，水平传动链上连接有喷涂机构，主动链轮的轮轴与电动辊筒相连接，以便在电动辊筒带动下，使主动链轮的轮轴转动，进而带动主动链轮、从动链轮转动的同时，带动水平传动链往复运行，进而带动喷涂机构在平移机构上水平往复移动。

所述二级升降机构包括设于升降柱底部的主动链轮，设于升降柱顶部的从动链轮，套设于主动、从动链轮上的升降链，其中主动链轮固定在升降柱底部的第二传动箱输出轴上，第二传动箱输入轴与第二动力机主轴相连，传动链上设有与平移机构相连的Z字形连接板，以便在第二动力机带动下，通过第二传动箱、主动和从动链轮带动升降链上升或下降，进而通过升降链上的Z字形连接板带动平移机构沿升降柱上升或下降。

所述喷涂机构包括L形支架，该L形支架的水平板通过螺栓及螺母固定在水平传动链上，L形支架的竖直板上固定有旋转平台，该旋转平台包括由电机及传动件驱动的旋转盘，旋转盘与悬置的支撑架相连，支撑架上设有管座，喷管后端穿过管座向后延伸后与料管相连，喷管向前延伸，其前端连接有喷嘴，所述传动件包括与电机转轴相连的蜗杆，与蜗杆相啮合的蜗轮，该蜗轮的轮轴上固定有旋转盘，以便通过电机带动蜗杆及其相啮合的蜗轮使旋转盘旋转，进而带动支撑架及其上的喷管作180度摆动，拓宽喷涂作业范围。

所述底盘上位于立式机柜内设有与喷涂机构上的喷管相连通的料管及料泵，料管与料箱相连，通过料泵将料箱内的涂料送喷管经喷嘴进行喷涂。

所述底盘设为矩形平台，万向轮设为四个，并分设于矩形平台底部四个角上，每个万向轮通过轮轴安装在万向架上，万向架通过轴承配接在底盘上，驱动轮设为两个，并分设于底盘中部两侧，每个驱动轮都通过自身轮轴的内端与设于底盘底部对应的电机相连，以便在电机带动下通过驱动轮带动底盘移动，同时由于两个驱动轮都由独立的电机提供动力，因此通过两个驱动轮间的转速差实现底盘转弯。

底盘上的两台电机、料泵、立式机柜框架上的第一动力机、升降柱上的第二动力机、平移机构的电动辊筒、旋转平台上的电机均与控制器电连接，通过控制器进行底盘移动、转向、喷涂供料、升降柱升降、平移机构升降、喷涂机构水平移动、喷管摆动等操作与控制。

在升降柱上、下部分别设有与平移机构上的触发开关相配接的高位接近开关及低位接近开关，并与控制器电连接，以便通过高、低位接近开关将位置信号送控制器处理后，控制第二动力机工作或停止，进而对平移机构的上、下极限位置进行限定。

在竖直滑槽内的上、下部分别设有与升降柱上的触发开关相配接的高位、低位接近开关，并与控制器电连接，以便通过高、低位接近开关将位置信号送控制器处理后，控制第一动力机停止或开始转动，进而对升降柱的上、下极限位置进行限定。

在长条矩形槽外侧两端及中间设有与喷涂机构上的触发开关相配接的接近开关，并与控制器电连接，以便通过接近开关将位置信号送控制器处理后，控制电动辊筒停止或开始转动，进而对喷涂机构的左、中、右位置进行限定。

在喷涂机构的支撑架前侧设有与喷嘴方向一致的视觉信号采集器及距离传感器，并与控制器电连接，以便将喷涂信息、距离信息送控制器处理后，对喷涂水平位置、高度、角度进行控制。

底盘上安装有电池组，用于向控制器、电机、料泵、第一动力机、第二动力机、电动辊筒、电机供电。

本实用新型具有下列优点及效果：采用上述方案，可实现对墙面或者天花板等建筑室内作业面进行涂装，最大限度降低喷涂作业过程中工人的劳动强度，避免有毒有害物料对人体造成的危害。同时采用一、二两级升降机构，能完成层高较大的建筑室内的喷涂，再配合可调整喷射角度的喷管，进一步拓宽喷涂作业范围。实为一理想的喷涂机器人。

附图说明

图1为本实用新型正面结构图；

图2为图1去掉侧板后的背面及内部结构图；

图3为底盘正面图；

图4为底盘底面图；

图5为图1的背面及顶部结构图；

图6为图1正面中部结构图；

图7为图1正面下部结构图；

图8为图7中的局部图；

图9为图8中的局部图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

本实用新型提供的室内喷涂机器人，包括其上设万向轮12及驱动轮11的底盘1，设于底盘1上的立式机柜2，在该立式机柜2上设有升降柱3，以及沿升降柱3上、下移动的平移机构5，和沿平移机构5水平移动的其上设喷管67的喷涂机构6，其中：升降柱3通过一级升降机构9连接在立式机柜2上，平移机构5通过二级升降机构4连接在升降柱3上，喷管67通过旋转平台连接在平移机构5上，以便操纵一级升降机构9实现升降柱3的升或降，并操纵二级升降机构4实现平移机构5的升或降，又操纵平移机构5实现喷涂机构6的水平移动，再操纵旋转平台使喷管67摆动角度，从而实现喷涂；其中：

所述底盘1设为矩形平台，万向轮12设为四个，并分设于矩形平台底部四个角上，每个万向轮12通过轮轴安装在万向架15上，万向架15通过轴承配接在底盘1上，驱动轮11设为两个，并分设于底盘1中部两侧，每个驱动轮11都通过自身轮轴的内端与设于底盘1底部对应的电机16相连，以便在电机16带动下通过驱动轮11带动底盘1移动，由于两个驱动轮11都由独立的电机16提供动力，因此通过两个驱动轮11间的转速差实现底盘转弯，如图3、图4；

所述立式机柜2由框架及框架上的面板构成其内带空腔的竖直长方体，其左、右侧的上、下部均设有柜门21，前侧设有向内凹陷的、其顶部及外侧敞开的竖直滑槽22，竖直滑槽22的左、右两侧分别设有竖直滑轨23，竖直滑槽22、竖直滑轨23的高度与立式机柜2高度相适应，如图1，以便在竖直滑槽22内插设升降柱3；

所述升降柱3高度与竖直滑槽22一致，升降柱3的左、右两侧分别设有与竖直滑槽22内左、右两侧的竖直滑轨23相配接的滑块31，升降柱3的后侧设有齿条32，该齿条32与一级升降机构9相连，如图6、图2；

所述一级升降机构9包括与升降柱3后侧的齿条32相啮合的驱动齿轮91，驱动齿轮91通过水平传动轴92与第一传动箱93输出轴相连，第一传动箱93输入轴与固定在立式机柜2框架上的第一动力机94相连，第一传动箱93为常规齿轮箱，如图2、图5，以便在第一动力机94带动下，通过第一传动箱93、水平传动轴92带动驱动齿轮91转动，进而带动齿条32连同升降柱3沿竖直滑槽22上升或下降；

所述平移机构5包括其内设空腔、顶部为敞口的长条矩形槽51，该长条矩形槽51后侧板通过连接螺栓及螺母固定在升降柱3上二级升降机构4的升降链43上的Z字形连接板46上，长条矩形槽51空腔两端分别设有主动链轮54与从动链轮56，主动链轮54、从动链轮56上套设水平传动链52，水平传动链52上连接有喷涂机构6的L形支架61，主动链轮54的轮轴与电动辊筒53相连接，如图1、图6、图7、图8，以便在电动辊筒53带动下，使主动链轮54的轮轴转动，进而带动主动链轮54、从动链轮56转动的同时，带动水平传动链52往复运行，进而带动喷涂机构6在平移机构5上水平往复移动；

所述二级升降机构4包括设于升降柱3底部的主动链轮47，设于升降柱3顶部的从动链轮41，套设于主动、从动链轮47、41上的升降链43，其中主动链轮47固定在升降柱3底部的第二传动箱45输出轴上，第二传动箱45输入轴与第二动力机44主轴相连，传动链43上设有与平移机构5相连的Z字形连接板46，如图6，以便在第二动力机44带动下，通过第二传动箱45、主动、从动链轮47、41带动升降链43上升或下降，进而通过升降链43上的Z字形连接板46带动平移机构5沿升降柱3上升或下降；

所述喷涂机构6包括L形支架61，该L形支架61的水平板通过螺栓及螺母固定在水平传动链52上，L形支架61的竖直板上固定有旋转平台，该旋转平台包括由电机64及传动件63驱动的旋转盘62，旋转盘62与悬置的支撑架66相连，支撑架66上设有管座65，喷管67后端穿过管座65向后延伸后与料管671相连，喷管67向前延伸，其前端连接有喷嘴672，如图7、图8，所述传动件63包括与电机64转轴相连的蜗杆631，与蜗杆631相啮合的蜗轮632，该蜗轮632的轮轴上固定有旋转盘62，如图9，以便通过电机64带动蜗杆631及其相啮合的蜗轮632使旋转盘62旋转，进而带动支撑架66及其上的喷管67作180度摆动，拓宽喷涂作业范围；所述底盘1上位于立式机柜2内设有与喷涂机构6上的喷管67相连通的料管671及料泵17，料管671与料箱18相连，通过料泵17将料箱18内的涂料送喷管67经喷嘴672进行喷涂。

底盘1上的两台电机16、料泵17、立式机柜2框架上的第一动力机94、升降柱3上的第二动力机44、平移机构5的电动辊筒53、旋转平台上的电机64均与控制器8电连接，通过控制器8进行底盘1移动、转向、喷涂供料、升降柱3升降、平移机构5升降、喷涂机构6水平移动、喷管67摆动等操作与控制。

在升降柱3上、下部分别设有与平移机构5上的触发开关相配接的高位接近开关42及低位接近开关48，并与控制器8电连接，如图6，以便通过高、低位接近开关将位置信号送控制器8处理后，控制第二动力机44停止转动，进而对平移机构5的上、下极限位置进行限定。

在竖直滑槽22内的上、下部分别设有与升降柱3上的触发开关相配接的高位、低位接近开关（图中没有标出），并与控制器8电连接，以便通过高、低位接近开关将位置信号送控制器8处理后，控制第一动力机94停止转动，进而对升降柱3的上、下极限位置进行限定。

在长条矩形槽51外侧两端及中间设有与喷涂机构6上的触发开关相配接的接近开关55，并与控制器8电连接，以便通过接近开关55将位置信号送控制器8处理后，控制电动辊筒53停止转动，进而对喷涂机构6的左、中、右位置进行限定。

在喷涂机构6的支撑架66前侧设有与喷嘴672方向一致的视觉信号采集器68（摄像头）及距离传感器69，并与控制器8电连接，以便将喷涂信息、距离信息送控制器8处理后，对喷涂水平位置、高度、角度进行控制。

底盘1上安装有电池组13，用于向控制器8、电机16、料泵17、第一动力机94、第二动力机44、电动辊筒53、电机64供电。

所述控制系统8为常规设备。

Claims (9)

1.一种室内喷涂机器人，包括其上设万向轮与驱动轮的底盘，设于底盘上的立式机柜，其特征在于立式机柜上设有升降柱，以及沿升降柱上、下移动的平移机构，和沿平移机构水平移动的其上设喷管的喷涂机构，其中：升降柱通过一级升降机构连接在立式机柜上，平移机构通过二级升降机构连接在升降柱上，喷管通过旋转平台连接在平移机构上。

2.根据权利要求1所述的室内喷涂机器人，其特征在于所述立式机柜由框架及框架上的面板构成其内带空腔的竖直长方体，其左、右侧的上、下部均设有柜门，前侧设有向内凹陷的、其顶部及外侧敞开的竖直滑槽，竖直滑槽的左、右两侧分别设有竖直滑轨，且竖直滑槽、竖直滑轨的高度与立式机柜高度相适应。

3.根据权利要求1所述的室内喷涂机器人，其特征在于所述升降柱的左、右两侧分别设有与竖直滑槽内左、右两侧的竖直滑轨相配接的滑块，升降柱的后侧设有齿条，该齿条与一级升降机构相连；

所述一级升降机构包括与升降柱后侧的齿条相啮合的驱动齿轮，驱动齿轮通过水平传动轴与第一传动箱输出轴相连，第一传动箱输入轴与固定在立式机柜框架上的第一动力机相连。

4.根据权利要求1所述的室内喷涂机器人，其特征在于所述平移机构包括其内设空腔、顶部为敞口的长条矩形槽，该长条矩形槽后侧板通过连接螺栓及螺母固定在升降柱上，长条矩形槽空腔两端分别设有主动链轮与从动链轮，主动链轮、从动链轮上套设水平传动链，水平传动链上连接有喷涂机构，主动链轮的轮轴与电动辊筒相连接；

所述二级升降机构包括设于升降柱底部的主动链轮，设于升降柱顶部的从动链轮，套设于主动、从动链轮上的升降链，其中主动链轮固定在升降柱底部的第二传动箱输出轴上，第二传动箱输入轴与第二动力机主轴相连，传动链上设有与平移机构相连的Z字形连接板。

5.根据权利要求1所述的室内喷涂机器人，其特征在于所述喷涂机构包括L形支架，该L形支架的水平板通过螺栓及螺母固定在水平传动链上，L形支架的竖直板上固定有旋转平台，该旋转平台包括由电机及传动件驱动的旋转盘，旋转盘与悬置的支撑架相连，支撑架上设有管座，喷管后端穿过管座向后延伸后与料管相连，喷管向前延伸，其前端连接有喷嘴。

6.根据权利要求1所述的室内喷涂机器人，其特征在于所述底盘上位于立式机柜内设有与喷涂机构上的喷管相连通的料管及料泵，料管与料箱相连。

7.根据权利要求1所述的室内喷涂机器人，其特征在于所述底盘设为矩形平台，万向轮设为四个，并分设于矩形平台底部四个角上，每个万向轮通过轮轴安装在万向架上，万向架通过轴承配接在底盘上，驱动轮设为两个，并分设于底盘中部两侧，每个驱动轮都通过自身轮轴的内端与设于底盘底部对应的电机相连。

8.根据权利要求1所述的室内喷涂机器人，其特征在于底盘上的两台电机、料泵、立式机柜框架上的第一动力机、升降柱上的第二动力机、平移机构的电动辊筒、旋转平台上的电机均与控制器电连接。

9.根据权利要求1所述的室内喷涂机器人，其特征在于在升降柱上、下部分别设有与平移机构上的触发开关相配接的高位接近开关及低位接近开关，并与控制器电连接；

在竖直滑槽内的上、下部分别设有与升降柱上的触发开关相配接的高位、低位接近开关，并与控制器电连接；

在长条矩形槽外侧两端及中间设有与喷涂机构上的触发开关相配接的接近开关，并与控制器电连接；

在喷涂机构的支撑架前侧设有与喷嘴方向一致的视觉信号采集器及距离传感器，并与控制器电连接；

底盘上安装有电池组。

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