一种墙面智能抹灰系统技术方案

本发明专利技术涉及一种墙面智能抹灰系统，该系统包括：图像采集器、超声波传感器、中央控制器和抹灰机构；该系统通过图像采集器采集整面砖墙的图像，以采集到的墙面特征数据为分析依据，匹配获得整面墙体涂抹策略，并控制抹灰机构自动执行该策略；同时，对于已抹灰的墙面由系统进行自动质检，如检测到存在质量问题的区域，能够进一步控制抹灰机构对该区域进行修补，使得抹灰作业不再需要工人参与，从而降低了劳动力和施工成本，减少了人为因素所带来的施工误差，即实现了抹灰作业全自动化智能控制功能；另外，本系统可用于包括砂灰、白灰、水泥灰、干粉砂浆、发泡砂浆等物料在内的多种施工模式，适用范围较广。

【技术实现步骤摘要】
一种墙面智能抹灰系统
本专利技术涉及建筑设备
，具体涉及一种墙面智能抹灰系统。
技术介绍
在建筑施工中，砖墙表面的抹灰是墙面处理的一道处理工序，是指在墙面上抹水泥砂浆、混合砂浆、白灰砂浆面层工程。墙面抹灰的作用有两个：一是具备防护功能，保护墙体不受潮、防风化、隔热，提高墙身测耐久性能；二是美化功能，改善室内的卫生条件，净化环境，提高居室内的舒适度。现有的墙面抹灰有人工抹灰和机械设备抹灰两种方式，人工抹灰的成本高，而且劳动强度大，抹灰质量不一定能保证，效率低下；随着工业自动化程度的完善，目前机械式抹灰机得到了一些大型场所室内装修的使用，但是仍然存在若干问题：1、无法脱离需要现场人工的监测和协助，施工工序和质量需要人工的实时监管。2、边角部分及梁角柱部位不能充分抹灰，机械作业完成后，还需要人工再次完善。3、在机械抹灰操作的情况下，物料的落料情况较严重，机械完工后需要人工的回收落下的物料。4、抹灰机构是安装在固定的框架上，直上直下的完成作业，路径单一，如果在施工的过程中出现质量问题，无法及时修补。5、不适合复杂结构的作业环境，设备无法正常布局，没有统一的行业标准，施工后的抹灰面平整度有差异。总之，目前现有的机械抹灰机构还不能完全替代人工，在智能化程度上还有差距，机械完成作业后还需要人工来检查和修补，并没有解决人工的劳动力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为克服现有的抹灰设备智能化程度较低，仍需要人工配合才能完成抹灰作业的技术问题，提供一种墙面智能抹灰系统，本专利技术的系统完全代替了人工进行墙体抹灰动作，降低了劳动力和施工成本。为实现上述目的，本专利技术提供的一种墙面智能抹灰系统，该系统具体包括：图像采集器、超声波传感器、中央控制器和抹灰机构；所述的图像采集器用于采集整面砖墙的图像，并发送至中央控制器；所述的超声波传感器用于向已抹灰的墙面发射超声波信号，并将采集获得的回波信号发送至中央控制器；所述的中央控制器将砖墙的图像进行特征提取后生成特征数据，通过对特征数据进行分析后生成抹灰机构执行策略，并利用该抹灰机构执行策略控制抹灰机构进行抹灰操作，所述的抹灰机构执行策略包括墙面涂抹顺序、墙面涂抹宽度、单位时间内砂浆流出量、砂浆抹平速度、砂浆抹平厚度的参数设定，该中央控制器还用于对回波信号进行分析得到砂浆厚度信息，同时将砂浆厚度信息与设定的厚度阈值进行比较，对厚度差值进行分析后生成墙面修复策略，并利用该墙面修复策略控制抹灰机构进行修复操作，所述的墙面修复策略包括局部墙面补浆量、局部墙面砂浆消减量、墙面打磨平整度的参数设定；所述抹灰机构的信号输入端与中央控制器连接，用于将砂浆涂抹至砖墙表面，并对已抹灰的墙面进行修复。作为上述技术方案的进一步改进，所述的图像采集器采用CCD摄像头对图像进行采集。作为上述技术方案的进一步改进，所述的中央控制器包括：图像信号处理模块、声信号处理模块、特征提取模块、执行策略匹配模块、执行策略存储模块、厚度测量模块、厚度比较模块、修复策略构建模块和驱动模块；所述的图像信号处理模块用于接收图像采集器输出的图像信号，并将图像信号进行处理，生成供特征提取模块识别的图像数据；所述的声信号处理模块用于接收超声波传感器输出的回波声信号，并将回波声信号进行处理，生成供厚度测量模块识别的声波数据；所述的特征提取模块用于在图像信号中提取出砖墙的特征数据，并将获得的特征数据发送至执行策略匹配模块，所述的特征数据包括砖面粗糙度、砖面尺寸、砖面缝隙宽度、墙面轮廓和墙面尺寸；所述的执行策略匹配模块将特征数据与执行策略存储模块中存储的特征组合序列进行匹配，提取经匹配的特征组合序列所对应的抹灰机构执行策略，所述的执行策略存储模块用于存储各种特征组合序列，所述的特征组合序列包括由砖面粗糙度、砖面尺寸、砖面缝隙宽度组合及其对应的抹灰机构执行策略；所述的厚度测量模块用于将超声波发射时间与声波数据的回波时间进行比较，并通过时间差值计算获得砂浆厚度信息；所述的厚度比较模块用于将砂浆厚度信息与设定的厚度阈值进行比较，并将厚度差值发送至修复策略构建模块；所述的修复策略构建模块用于对厚度差值进行分析后，构建生成墙面修复策略；所述驱动模块的信号输入端与执行策略匹配模块、修复策略构建模块的信号输出端连接，该驱动模块受抹灰机构执行策略和墙面修复策略控制，分别驱动抹灰机构进行抹灰及修复操作。作为上述技术方案的进一步改进，所述的图像信号处理模块包括：A/D转换器、信号放大器和滤波器，用于将图像采集器输出的图像信号依次进行模数转换、放大和滤波处理。作为上述技术方案的进一步改进，所述的声信号处理模块包括：A/D转换器、信号放大器和滤波器，用于将超声波传感器输出的回波声信号依次进行模数转换、放大和滤波处理。作为上述技术方案的进一步改进，所述的抹灰机构包括：机械臂、给料软管、环形抹灰板、回收箱、储料箱、上料机、万向驱动轮、测距传感器和PLC控制器；所述的储料箱用于存储砂浆，该储料箱的底部设置有万向驱动轮，其顶部开设有出料口，所述出料口的上方架设有上料机，所述上料机与给料软管的一端连接，用于将储料箱内的砂浆输送至给料软管内，所述给料软管的另一端呈敞口结构，在敞口结构的外缘设置有环形抹灰板，所述的机械臂沿给料软管的轴线固定在给料软管外壁上，用于驱动给料软管上下移动，所述的回收箱设置于储料箱的一侧，该回收箱的底部呈斜面，并与储料箱连通，用于收集抹灰时掉落的砂浆并通过斜面滑落至储料箱内，所述的万向驱动轮用于驱动储料箱沿地面水平移动，所述的测距传感器设置于给料软管的外壁上，并与敞口结构的端面处于同一平面上，用于测量砖墙与端面之间的距离，并将测距数据发送至PLC控制器，所述PLC控制器的信号输入端与驱动模块、测距传感器电性连接，其信号输出端与机械臂、上料机、万向驱动轮电性连接，该PLC控制器根据驱动模块输出的指令控制机械臂、上料机、万向驱动轮的运行，并根据接收到的测距数据实时监控砖墙与端面之间的距离。作为上述技术方案的进一步改进，所述给料软管敞口结构的端面上覆盖有盖板，所述的盖板上沿其中心线开设有若干个等间隔分布的喷口，在所有喷口上均设置有电控阀门，各电控阀门的信号输入端与PLC控制器并联，所述的PLC控制器根据驱动模块输出的指令控制各电控阀门执行开闭动作，以调整墙面涂抹宽度和涂抹区域。作为上述技术方案的进一步改进，所述的抹灰机构还包括打磨盘，所述的打磨盘设置于给料软管敞口结构的下方，该打磨盘的信号输入端与PLC控制器并联，所述的PLC控制器根据驱动模块输出的指令控制打磨盘转动，通过对墙面打磨以调整墙面平整度。本专利技术的一种墙面智能抹灰系统优点在于：本专利技术的系统通过图像采集器采集整面砖墙的图像，以采集到的墙面特征数据为分析依据，匹配获得整面墙体涂抹策略，并控制抹灰机构自动执行该策略；同时，对于已抹灰的墙面由系统进行自动质检，如检测到存在质量问题的区域，能够进一步控制抹灰机构对该区域进行修补，使得抹灰作业不再需要工人参与，从而降低了劳动力和施工成本，减少了人为因素所带来的施工误差，即实现了抹灰作业全自动化智能控制功能；另外，本系统可用于包括砂灰、白灰、水泥灰、干粉砂浆、发泡砂浆等物料在内的多种施工模式，适用范围较广。附图说明图1为本专利技术提供的一种墙面智能抹灰系统结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种墙面智能抹灰系统，其特征在于，包括：图像采集器、超声波传感器、中央控制器和抹灰机构；所述的图像采集器用于采集整面砖墙的图像，并发送至中央控制器；所述的超声波传感器用于向已抹灰的墙面发射超声波信号，并将采集获得的回波信号发送至中央控制器；所述的中央控制器将砖墙的图像进行特征提取后生成特征数据，通过对特征数据进行分析后生成抹灰机构执行策略，并利用该抹灰机构执行策略控制抹灰机构进行抹灰操作，所述的抹灰机构执行策略包括墙面涂抹顺序、墙面涂抹宽度、单位时间内砂浆流出量、砂浆抹平速度、砂浆抹平厚度的参数设定，该中央控制器还用于对回波信号进行分析得到砂浆厚度信息，同时将砂浆厚度信息与设定的厚度阈值进行比较，对厚度差值进行分析后生成墙面修复策略，并利用该墙面修复策略控制抹灰机构进行修复操作，所述的墙面修复策略包括局部墙面补浆量、局部墙面砂浆消减量、墙面打磨平整度的参数设定；所述抹灰机构的信号输入端与中央控制器连接，用于将砂浆涂抹至砖墙表面，并对已抹灰的墙面进行修复。

【技术特征摘要】
1.一种墙面智能抹灰系统，其特征在于，包括：图像采集器、超声波传感器、中央控制器和抹灰机构；所述的图像采集器用于采集整面砖墙的图像，并发送至中央控制器；所述的超声波传感器用于向已抹灰的墙面发射超声波信号，并将采集获得的回波信号发送至中央控制器；所述的中央控制器将砖墙的图像进行特征提取后生成特征数据，通过对特征数据进行分析后生成抹灰机构执行策略，并利用该抹灰机构执行策略控制抹灰机构进行抹灰操作，所述的抹灰机构执行策略包括墙面涂抹顺序、墙面涂抹宽度、单位时间内砂浆流出量、砂浆抹平速度、砂浆抹平厚度的参数设定，该中央控制器还用于对回波信号进行分析得到砂浆厚度信息，同时将砂浆厚度信息与设定的厚度阈值进行比较，对厚度差值进行分析后生成墙面修复策略，并利用该墙面修复策略控制抹灰机构进行修复操作，所述的墙面修复策略包括局部墙面补浆量、局部墙面砂浆消减量、墙面打磨平整度的参数设定；所述抹灰机构的信号输入端与中央控制器连接，用于将砂浆涂抹至砖墙表面，并对已抹灰的墙面进行修复。2.根据权利要求1所述的墙面智能抹灰系统，其特征在于，所述的图像采集器采用CCD摄像头对图像进行采集。3.根据权利要求1所述的墙面智能抹灰系统，其特征在于，所述的中央控制器包括：图像信号处理模块、声信号处理模块、特征提取模块、执行策略匹配模块、执行策略存储模块、厚度测量模块、厚度比较模块、修复策略构建模块和驱动模块；所述的图像信号处理模块用于接收图像采集器输出的图像信号，并将图像信号进行处理，生成供特征提取模块识别的图像数据；所述的声信号处理模块用于接收超声波传感器输出的回波声信号，并将回波声信号进行处理，生成供厚度测量模块识别的声波数据；所述的特征提取模块用于在图像信号中提取出砖墙的特征数据，并将获得的特征数据发送至执行策略匹配模块，所述的特征数据包括砖面粗糙度、砖面尺寸、砖面缝隙宽度、墙面轮廓和墙面尺寸；所述的执行策略匹配模块将特征数据与执行策略存储模块中存储的特征组合序列进行匹配，提取经匹配的特征组合序列所对应的抹灰机构执行策略，所述的执行策略存储模块用于存储各种特征组合序列，所述的特征组合序列包括由砖面粗糙度、砖面尺寸、砖面缝隙宽度组合及其对应的抹灰机构执行策略；所述的厚度测量模块用于将超声波发射时间与声波数据的回波时间进行比较，并通过时间差值计算获得砂浆厚度信息；所述的厚度比较模块用于将砂浆厚度信息与设定的厚度阈值进行比较，并将厚度差值发送至修复策略构建模块；所述的修复策略构建模块用于对厚度差值进行分析后，构建生成墙面修复策略；所述驱动模块的信号输入端与执行策略匹配模块、修复策略构建模块的信号输出端连接，该驱动模块受抹灰机构执行策略和墙面修复策略控制，分别驱动抹灰机构进行抹灰及修复操作。4.根据权利要求3所述的墙面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大伟，任立军，
申请(专利权)人：李大伟，任立军，
类型：发明
国别省市：山东,37