一种剪叉式顶壁加工机器人及其电学系统技术方案

本发明专利技术涉及建筑机械领域，具体的说是一种剪叉式顶壁加工机器人及其电学系统，本发明专利技术的机器人主体包括底部行走装置、距离传感器、升降装置、前后移动平台、左右移动平台、储液槽、刷粉装置、喷漆装置、打磨装置和光电式传感器；本发明专利技术的电学系统，所述的电学系统包括可编程控制器、传感器单元、液压单元、伺服电机单元和伺服控制器；本发明专利技术能够实现对顶壁的打磨、刷腻子和喷乳胶漆的一体化操作，无需人工，也无需多台设备来操作，节省了人工，减轻了工人的健康隐患，提高了效率，且增加了经济效益，且本发明专利技术的打磨效果、刷粉效果和喷漆效果相对于传统设备来说更好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑机械领域，具体的说是一种剪叉式顶壁加工机器人及其电学系统。
技术介绍
在建筑领域，楼房的顶壁往往通过浇筑或楼板形成。这种楼板形成的楼房顶壁表面往往粗糙不平。对于后续的建筑加工，例如涂料或者刮泥，都具有不利影响。因此，需要对这种顶壁的表面进行整平。装修房屋中，一定要刮腻子。因为墙面刮腻子是保证室内装修质量的重要环节，腻子(填泥)是平整墙体表面的一种装饰材料，是一种厚浆状涂料，是涂料粉刷前必不可少的一种产品。涂施于底漆上或直接涂施于物体上，用以清除被涂物表面上高低不平的缺陷。现有技术中，顶壁处理的主要工作步骤是：1、顶壁平整处理：对楼房顶壁进行打磨处理，使楼房顶壁平整，并且，当顶壁有缝隙时，用专用的防开裂剂对顶壁接缝口槽进行填缝处理，再用牛皮纸+乳白胶粘贴在接缝处；2、刮腻子：腻子工站在专用的支撑架上，通过手握沾满腻子的刮板对顶壁一丝不漏的全部刮到，全部刮到之后，对整个墙体表面进行处理，保证整个墙面必须是平整的，不得有起皮现象；3、喷涂乳胶漆：乳胶漆的处理方法有三种：a、滚涂，益处：经济实惠；b、喷涂，益处：表面更加平整；c、印花，适合小面积施工，益处：美观。对乳胶漆进行喷涂之前要首先对腻子表面进行打磨处理，打磨的作用是使墙体表面更加平整和增强墙面乳胶漆附着力的作用。乳胶漆的施工要求要达到表面平整光滑、无流坠、无污染、色泽一致、顺直流畅。现有技术中，上述步骤有两种方式完成：1、人工完成，其缺陷是操作复杂、费时费力、工作效率低且浪费人工、同时不利于工人的身体健康；2、机器完成，但现有的机器设备往往是单独工作，各自为战，顶壁打磨的设备专门用于顶壁打磨，喷漆的设备专门用于喷漆，刷腻子的设备专门用于刷腻子，因此，要全程完成上述工序，往往需要多台不同设备工作方能完成，这样便加大了施工单位的经济成本，同时，现有机器设备的顶壁打磨
的平整度、刷腻子光滑度和喷漆均匀度都不理想。鉴于此，现急需一种代替人工，成本相对较低，且能够一体化的对顶壁进行打磨、刷腻子和喷涂乳胶漆，且打磨、刷腻子和喷涂效果均较好的新型高效设备。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种剪叉式顶壁加工机器人及其电学系统，其弥补了人工对顶壁进行处理费事费力，影响身体健康的缺陷，以及现有机械设备无法做到同时对顶壁进行打磨、刷腻子和喷涂乳胶漆而带来不便和增加成本等的缺陷。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种剪叉式顶壁加工机器人，包括底部行走装置、距离传感器、升降装置、前后移动平台、左右移动平台、储液槽、刷粉装置、喷漆装置、打磨装置和光电式传感器；所述的升降装置位于底部行走装置上端，所述的前后移动平台位于升降装置上端，左右移动平台位于前后移动平台上端，储液槽、刷粉装置、喷漆装置、打磨装置和光电式传感器均位于左右移动平台上。所述的底部行走装置下端安装有四个移动轮，所述的移动轮为麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮的设计使得底部行走装置能够全向任意运动，所述的底部行走装置四周安装有四个距离传感器，所述距离传感器的作用是使得底部行走装置在行进过程中能够提前预判四周的障碍物，避免发生碰撞。所述的底部行走装置用于对本专利技术的位置进行较大幅度调整。所述的升降装置下端转动连接在底部行走装置上端，所述的升降装置上端转动连接有工作台，所述的升降装置主体为剪叉式机构，剪叉式机构为现有技术中的常规机构，工作时，底部行走装置运动带动升降装置运动，并且通过剪叉式构造的升降装置实现工作台的升降。所述的前后移动平台包括沿工作台前后方向安装在工作台上端面的一号螺杆，安装在工作台上端面且与一号螺杆相连接的一号电机，位于工作台上方且与一号螺杆相连接的前后移动板；工作时，一号电机工作带动一号螺杆转动，进而带动前后移动板前后运动。所述的左右移动平台包括沿前后移动板左右方向安装在前后移动板上端面的二号螺杆，安装在前后移动板上端面且与二号螺杆相连接的二号电机，位于前后移动板上方且与二号螺杆相连接的左右移动板；工作时，二号电机工作带动二号螺杆转动，进而带动左右移动板左右运动。所述的前后移动平台与左右移动平台均用于本专利技术在对顶壁加工过程中的小幅度位置调整。所述的储液槽固定在左右移动板上端面中部，所述的储液槽用于储存腻子粉或乳胶
漆。所述的刷粉装置位于左右移动板右端，所述的刷粉装置包括刷粉气缸、刷粉板和刷粉气泵，所述的刷粉气缸固定在储液槽右侧的左右移动板上；所述的刷粉板底部与刷粉气缸顶部相固定，所述的刷粉板上端面设置有呈水平状态的顶板，所述的顶板用于对顶壁刷涂腻子粉；所述的顶板上端沿左右移动板前后方向设置有一条长条形出粉槽，所述的出粉槽下端设置有出粉腔，所述的刷粉气泵安装在左右移动板上，且所述的储液槽、刷粉气泵和出粉腔之间均通过软管相连接；工作时，当需要对顶壁刷涂腻子粉，则首先将与水混合好的腻子粉倒入储液槽内，接着，刷粉气泵工作使得储液槽内的腻子粉进入刷粉板的出粉腔内，再经出粉腔上端的出粉槽流出到顶板上端并布满顶板上端面，接着，再根据顶壁的具体情况，使刷粉气缸伸出，从而使得布满腻子粉的顶板贴紧顶壁，再同步调整底部行走装置、前后移动平台和左右移动平台，实现顶板对顶壁进行腻子粉的平整涂刷。所述的喷漆装置位于左右移动板上，且喷漆装置位于储液槽与刷粉装置之间，所述的喷漆装置包括定平台、动平台、第一气缸、第二气缸、第三气缸、喷嘴、喷涂气泵和回收板；所述第一气缸、第二气缸和第三气缸均分别连接定平台和动平台，所述第一气缸、第二气缸、第三气缸、定平台与动平台连接形成一个闭环四自由度并联机构，该并联机构能实现动平台的三个自由度转动和一个自由度移动；所述的喷嘴安装在所述动平台中部；所述的喷涂气泵安装在左右移动板上，且所述的储液槽、喷涂气泵和喷嘴之间通过软管相连接；所述的回收板固定在动平台上，喷嘴的液体出口处位于回收板上方，且回收板沿左右移动板的左右方向从右往左逐步倾斜向下布置，回收板最左端位于储液槽上方，回收板用于回收喷洒后未附着在顶壁上的乳胶漆；工作时，首先将准备好的乳胶漆倒入储液槽内，当需要对顶壁均喷乳胶漆时，则通过喷涂气泵将乳胶漆运送到喷嘴而后喷出到顶壁上，同时接着通过第一气缸、第二气缸和第三气缸调整动平台的位置和角度，进而调整喷嘴的位置和角度，同时同步调整底部行走装置、前后移动平台和左右移动平台，从而喷嘴实现对顶壁均匀喷涂乳胶漆，其中一部分乳胶漆未附着到顶壁而回落到回收板上，再经回收板滑入储液槽内，从而避免了乳胶漆的浪费，同时保护了环境。所述的打磨装置位于左右移动板上端面左侧，所述的打磨装置包括固定台、打磨电机、磨盘和打磨气缸，所述的打磨电机安装在固定台上端中部，所述的磨盘与打磨电机相连接，所述的磨盘采用P120/180型砂纸或P320/400型砂纸制成，所述的固定台与左右移动板之间通过打磨气缸相连接；工作时，当需要对顶壁进行打磨，则使打磨气缸伸出，使得磨盘的盘面贴紧顶壁，接着，打磨电机工作带动磨盘对顶壁进行打磨，同理，同步调整底部行
走装置、前后移动平台和左右移动平台，进而调整磨盘的位置，从而使磨盘实现对顶壁的均匀打磨。打磨装置工作的时间为：1、刷涂腻子粉前对顶壁进行打磨，以使得后续腻子粉更易涂刷平整；2、涂刷完腻子粉后约天，在喷乳胶漆之前对刷涂好的腻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种剪叉式顶壁加工机器人，其特征在于：包括底部行走装置(1)、距离传感器(2)、升降装置(3)、前后移动平台(4)、左右移动平台(5)、储液槽(6)、刷粉装置(7)、喷漆装置(8)、打磨装置(9)和光电式传感器(10)；所述的升降装置(3)位于底部行走装置(1)上端，所述的前后移动平台(4)位于升降装置(3)上端，左右移动平台(5)位于前后移动平台(4)上端，储液槽(6)、刷粉装置(7)、喷漆装置(8)、打磨装置(9)和光电式传感器(10)均位于左右移动平台(5)上；其中：所述的底部行走装置(1)下端安装有四个移动轮(11)，所述的移动轮(11)为麦克纳姆轮，所述的底部行走装置(1)四周安装有四个距离传感器(2)；所述的升降装置(3)下端转动连接在底部行走装置(1)上端，所述的升降装置(3)上端转动连接有工作台(31)，所述的升降装置(3)主体为常规剪叉式机构；所述的前后移动平台(4)包括沿工作台(31)前后方向安装在工作台(31)上端面的一号螺杆(41)，安装在工作台(31)上端面且与一号螺杆(41)相连接的一号电机(42)，位于工作台(31)上方且与一号螺杆(41)相连接的前后移动板(43)；所述的左右移动平台(5)包括沿前后移动板(43)左右方向安装在前后移动板(43)上端面的二号螺杆(51)，安装在前后移动板(43)上端面且与二号螺杆(51)相连接的二号电机(52)，位于前后移动板(43)上方且与二号螺杆(51)相连接的左右移动板(53)；所述的储液槽(6)固定在左右移动板(53)上端面中部；所述的刷粉装置(7)位于左右移动板(53)右端，所述的刷粉装置(7)包括刷粉气缸(71)、刷粉板(72)和刷粉气泵(73)，所述的刷粉气缸(71)固定在储液槽(6)右侧的左右移动板(53)上；所述的刷粉板(72)底部与刷粉气缸(71)顶部相固定，所述的刷粉板(72)上端面设置有呈水平状态的顶板(721)；所述的顶板(721)上端沿左右移动板(53)前后方向设置有一条长条形出粉槽(722)，所述的出粉槽(722)下端设置有出粉腔(723)，所述的刷粉气泵(73)安装在左右移动板(53)上，且所述的储液槽(6)、刷粉气泵(73)和出粉腔(723)之间均通过软管相连接；所述的喷漆装置(8)位于左右移动板(53)上，且喷漆装置(8)位于储液槽(6)与刷粉装置(7)之间，所述的喷漆装置(8)包括定平台(81)、动平台(82)、第一气缸(83)、第二气缸(84)、第三气缸(85)、喷嘴(86)、喷涂气泵(87)和回收板(88)；所述第一气缸(83)、第二气缸(84)和第三气缸(85)均分别连接定平台(81)和动平台(82)，所述第一气缸(83)、第二气缸(84)、第三气缸(85)、定平台(81)与动平台(82)连接形成一个闭环四自由度并联机构，该并联机构能实现动平台(82)的三个自由度转动和一个自由度移动；所述的喷嘴(86)安装在所述动平台(82)中部；所述的喷涂气泵(87)安装在左右移动板(53)上，且所述的储液槽(6)、喷涂气泵(87)和喷嘴(86)之间通过软管相连接；所述的回收板(88)固定在动平台(82)上，喷嘴(86)的液体出口处位于回收板(88)上方，且回收板(88)沿左右移动板(53)的左右方向从右往左逐步倾斜向下布置，回收板(88)最左端位于储液槽(6)上方；所述的打磨装置(9)位于左右移动板(53)上端面左侧，所述的打磨装置(9)包括固定台(91)、打磨电机(92)、磨盘(93)和打磨气缸(94)，所述的打磨电机(92)安装在固定台(91)上端中部，所述的磨盘(93)与打磨电机(92)相连接，所述的磨盘(93)采用P120/180型砂纸或P320/400型砂纸制成，所述的固定台(91)与左右移动板(53)之间通过打磨气缸(94)相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种剪叉式顶壁加工机器人，其特征在于：包括底部行走装置(1)、距离传感器(2)、升降装置(3)、前后移动平台(4)、左右移动平台(5)、储液槽(6)、刷粉装置(7)、喷漆装置(8)、打磨装置(9)和光电式传感器(10)；所述的升降装置(3)位于底部行走装置(1)上端，所述的前后移动平台(4)位于升降装置(3)上端，左右移动平台(5)位于前后移动平台(4)上端，储液槽(6)、刷粉装置(7)、喷漆装置(8)、打磨装置(9)和光电式传感器(10)均位于左右移动平台(5)上；其中：所述的底部行走装置(1)下端安装有四个移动轮(11)，所述的移动轮(11)为麦克纳姆轮，所述的底部行走装置(1)四周安装有四个距离传感器(2)；所述的升降装置(3)下端转动连接在底部行走装置(1)上端，所述的升降装置(3)上端转动连接有工作台(31)，所述的升降装置(3)主体为常规剪叉式机构；所述的前后移动平台(4)包括沿工作台(31)前后方向安装在工作台(31)上端面的一号螺杆(41)，安装在工作台(31)上端面且与一号螺杆(41)相连接的一号电机(42)，位于工作台(31)上方且与一号螺杆(41)相连接的前后移动板(43)；所述的左右移动平台(5)包括沿前后移动板(43)左右方向安装在前后移动板(43)上端面的二号螺杆(51)，安装在前后移动板(43)上端面且与二号螺杆(51)相连接的二号电机(52)，位于前后移动板(43)上方且与二号螺杆(51)相连接的左右移动板(53)；所述的储液槽(6)固定在左右移动板(53)上端面中部；所述的刷粉装置(7)位于左右移动板(53)右端，所述的刷粉装置(7)包括刷粉气缸(71)、刷粉板(72)和刷粉气泵(73)，所述的刷粉气缸(71)固定在储液槽(6)右侧的左右移动板(53)上；所述的刷粉板(72)底部与刷粉气缸(71)顶部相固定，所述的刷粉板(72)上端面设置有呈水平状态的顶板(721)；所述的顶板(721)上端沿左右移动板(53)前后方向设置有一条长条形出粉槽(722)，所述的出粉槽(722)下端设置有出粉腔(723)，所述的刷粉气泵(73)安装在左右移动板(53)上，且所述的储液槽(6)、刷粉气泵(73)和出粉腔(723)之间均通过软管相连接；所述的喷漆装置(8)位于左右移动板(53)上，且喷漆装置(8)位于储液槽(6)与刷粉装置(7)之间，所述的喷漆装置(8)包括定平台(81)、动平台(82)、第一气缸(83)、第二气缸(84)、第三气缸(85)、喷嘴(86)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恒，吕辉，
申请(专利权)人：淮南师范学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34