一种室内喷涂机器人制造技术

本申请公开一种室内喷涂机器人，涉及机械臂在建筑机器人中的应用领域。室内喷涂机器人包括移动部件，在移动部件上设置有支撑立柱、喷涂工艺控制模块和机器人底层控制单元。通过支撑立柱安装平面机械臂单元，喷涂机构安装于平面机械臂单元的端部，喷涂机构的连接件配置竖直转轴和水平转轴，两个转轴在工艺控制单元的控制下带动喷涂机构根据施工所需要的喷涂方向在水平、竖直方向转动，能够自动实现墙面、天花板等不同喷涂方向的切换。另外，本申请提供的方案，利用平面机械臂单元替代现有的直线模组结构，使机器人整体具有更简化的结构、更小的体积和更大的作业范围。小的体积和更大的作业范围。小的体积和更大的作业范围。

【技术实现步骤摘要】
一种室内喷涂机器人


[0001]本申请涉及机械臂在建筑机器人中的应用领域，特别涉及一种室内喷涂机器人。

技术介绍

[0002]室内装修中的漆面施工作业是一项对操作工人技术要求较高的施工工序，施工工艺不过关容易出现漆面不均匀、流挂、透底、漏涂（喷）等问题，因此漆面施工一般需要熟练工人操作完成。对于施工企业来说其面临的一个显著问题在于漆面施工的人工成本日益提升，而对于操作工人来说，在漆面施工过程中，操作工人对相同的施工动作反复操作，极容易引起疲劳，而且可能因此影响到漆面施工质量。同时漆料通常都含有一定量的有害成分，施工过程被喷枪雾化更容易吸入人体造成损害。为此，现有技术中提出了用于执行喷漆操作的机器人。
[0003]现有的室内喷涂机器人主要采用直角坐标结构，采用直角坐标结构的室内喷涂机器人控制系统相对简单，但是为同时满足通过性和施工高度要求，机械结构上通常采用两级或多级直线模组来实现高度补偿。为了实现一定宽度的作业要求，部分室内喷涂机器人还设置了水平直线模组；由于车体尺寸限制，水平直线模组只能实现较小宽度范围内的施工作业，无法进行大范围作业，需要频繁移动机器人，降低了施工效率。
[0004]基于上述分析，目前的室内喷涂机器人存在的问题主要是结构相对复杂、操作便利性低。

技术实现思路

[0005]本申请要解决的技术问题是现有室内喷涂机器人存在的结构复杂、操作维护便利性低的问题，为此，本申请提出了一种室内喷涂机器人。
[0006]针对上述技术问题，本申请提供如下技术方案：本申请实施例提供一种室内喷涂机器人，包括：移动部件，包括底盘和驱动轮；支撑立柱，设置于所述底盘上；平面机械臂单元，包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的第一端通过第一关节机构设置于所述支撑立柱上，所述第一机械臂的第二端通过第二关节机构与所述第二机械臂的第一端连接，所述第二机械臂的第二端设置有第三关节机构；喷涂机构，通过连接件与所述第三关节机构连接，所述连接件包括竖直转轴和水平转轴；所述竖直转轴用于带动所述喷涂机构在水平方向转动；所述水平转轴用于带动所述喷涂机构在竖直方向俯仰转动；喷涂工艺控制模块，包括工艺控制单元和物料单元；所述物料单元用于为所述喷涂机构提供喷涂所需介质及辅助部件；所述工艺控制单元获取喷涂需求，根据所述喷涂需求确定所述喷涂机构的喷涂方向、所述移动部件的移动路径、所述喷涂机构的移动轨迹及所述辅助部件的工作状态；所述工艺控制单元根据所述喷涂方向控制所述竖直转轴和所述
水平转轴转动；机器人底层控制单元，接收所述工艺控制单元发送的所述移动路径和所述移动轨迹，根据所述移动路径控制所述驱动轮按照所述移动路径行走，根据所述移动轨迹控制所述第一关节机构、所述第二关节机构和所述第三关节机构运动；其中，所述喷涂机构包括连接杆，所述连接杆的两端分别设置第一喷枪和第二喷枪；所述连接件设置于所述连接杆的预设位置处，且所述连接件与所述水平转轴相连；以所述第一喷枪与所述预设位置间的距离为第一距离，以所述第二喷枪与所述预设位置间的距离为第二距离，则所述第一距离为所述第二距离的三倍。
[0007]本申请部分实施例所述的室内喷涂机器人，所述竖直转轴在所述工艺控制单元的控制下带动所述喷涂机构在水平方向转动至90
°
位置、
‑
90
°
位置或0
°
位置；所述水平转轴在所述工艺控制单元的控制下带动所述喷涂机构沿竖直方向在[
‑
90
°
，90
°
]范围内俯仰转动。
[0008]本申请部分实施例所述的室内喷涂机器人，所述第二距离小于喷枪幅宽的1/3，同时大于喷枪幅宽的1/4。
[0009]本申请部分实施例所述的室内喷涂机器人，所述机器人底层控制单元在控制所述第一关节机构和所述第二关节机构动作的同时控制所述第三关节机构协同动作，使所述喷涂机构保持与所述喷涂需求相适合的姿态。
[0010]本申请部分实施例所述的室内喷涂机器人，所述第一关节机构包括伺服电机及与所述伺服电机输出轴连接的减速机，所述减速机的输出轴与所述第一机械臂的第一端连接；所述第二关节机构和所述第三关节机构为一体化关节模组。
[0011]本申请部分实施例所述的室内喷涂机器人，所述支撑立柱的高度根据所述平面机械臂单元的臂展区间进行设定，使所述平面机械臂单元的臂展区间的最高点与最低点之间的高度差覆盖室内墙面及天花板的高度区间；和/或，所述平面机械臂单元的臂展区间的一侧极限点与另一侧极限点的距离差大于所述底盘的宽度。
[0012]本申请部分实施例所述的室内喷涂机器人，所述平面机械臂单元及所述喷涂机构收起时，所述平面机械臂单元及所述喷涂机构的整体完全收进所述室内喷涂机器人的空间内部。
[0013]本申请部分实施例所述的室内喷涂机器人，所述机器人底层控制单元的封装箱体与所述工艺控制单元的封装箱体设置于所述支撑立柱的同一侧，且所述工艺控制单元的封装箱体置于所述机器人底层控制单元的封装箱体的上部；所述物料单元的封装箱体设置于所述支撑立柱的另一侧，且所述平面机械臂单元收起状态下的所述第二关节机构的位置高于所述物料单元的封装箱体。
[0014]本申请部分实施例所述的室内喷涂机器人，还包括：导航雷达，设置于所述工艺控制单元的封装箱体的顶部；所述导航雷达用于在所述室内喷涂机器人移动过程中对所述室内喷涂机器人进行定位及路径导航；所述导航雷达还用于对施工场景进行扫描，并将扫描结果发送至所述工艺控制单元，供所述工艺控制单元识别所述施工场景中的特征位置和所述喷涂机构的喷涂作业范围；其中，所述特征位置包括门体位置、窗体位置及开孔位置；避障雷达，设置于所述底盘的底部端面上；所述避障雷达用于扫描所述移动部件的行走环境并将识别结果发送至所述机器人底层控制单元，供所述机器人底层控制单元识
别所述行走环境中的障碍物；所述避障雷达包括两个，两个所述避障雷达设置于所述底盘的一条对角线的两端。
[0015]本申请的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：本申请提供的室内喷涂机器人，在移动部件上设置支撑立柱，通过支撑立柱安装平面机械臂单元，喷涂机构安装于平面机械臂单元的端部，由于喷涂机构的连接件配置竖直转轴和水平转轴，竖直转轴和水平转轴在工艺控制单元的控制下带动喷涂机构根据施工所需要的喷涂方向在水平、竖直方向转动，能够自动实现墙面、天花板等不同喷涂方向的切换。
[0016]另外，本申请提供的方案，利用平面机械臂单元替代现有的直线模组结构，使机器人整体具有更简化的结构、更小的体积和更大的作业范围。同时，由于机器人移动时，依靠工艺控制单元根据施工需求确定移动部件的路径和喷涂机构的移动轨迹，之后自动地控制移动部件的驱动轮按照规划路径行走，自动地控制第一关节机构、第二关节机构和第三关节机构动作从而使喷涂机构按照规划的轨迹移动，再配合工艺控制单元对物料单元的协同控制，能够使机器人针对内墙面漆施工的特点，精确控制喷涂速度和用漆量，避免由于施工工人技术原因导致的质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内喷涂机器人，其特征在于，包括：移动部件，包括底盘和驱动轮；支撑立柱，设置于所述底盘上；平面机械臂单元，包括第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的第一端通过第一关节机构设置于所述支撑立柱上，所述第一机械臂的第二端通过第二关节机构与所述第二机械臂的第一端连接，所述第二机械臂的第二端设置有第三关节机构；喷涂机构，通过连接件与所述第三关节机构连接，所述连接件包括竖直转轴和水平转轴；所述竖直转轴用于带动所述喷涂机构在水平方向转动；所述水平转轴用于带动所述喷涂机构在竖直方向俯仰转动；喷涂工艺控制模块，包括工艺控制单元和物料单元；所述物料单元用于为所述喷涂机构提供喷涂所需介质及辅助部件；所述工艺控制单元获取喷涂需求，根据所述喷涂需求确定所述喷涂机构的喷涂方向、所述移动部件的移动路径、所述喷涂机构的移动轨迹及所述辅助部件的工作状态；所述工艺控制单元根据所述喷涂方向控制所述竖直转轴和所述水平转轴转动；机器人底层控制单元，接收所述工艺控制单元发送的所述移动路径和所述移动轨迹，根据所述移动路径控制所述驱动轮按照所述移动路径行走，根据所述移动轨迹控制所述第一关节机构、所述第二关节机构和所述第三关节机构运动；其中，所述喷涂机构包括连接杆，所述连接杆的两端分别设置第一喷枪和第二喷枪；所述连接件设置于所述连接杆的预设位置处，且所述连接件与所述水平转轴相连；以所述第一喷枪与所述预设位置间的距离为第一距离，以所述第二喷枪与所述预设位置间的距离为第二距离，则所述第一距离为所述第二距离的三倍。2.根据权利要求1所述的室内喷涂机器人，其特征在于：所述竖直转轴在所述工艺控制单元的控制下带动所述喷涂机构在水平方向转动至90
°
位置、
‑
90
°
位置或0
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位置；所述水平转轴在所述工艺控制单元的控制下带动所述喷涂机构沿竖直方向在[
‑
90
°
，90
°
]范围内俯仰转动。3.据权利要求2所述的室内喷涂机器人，其特征在于：所述第二距离小于喷枪幅宽的1/3，同时大于喷枪幅宽的1/4。4.根据权利要求1
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文全，佟力，张胜，王弘跃，李舒畅，姚占勇，
申请(专利权)人：安徽同湃特机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：