一种室内墙体智能喷涂机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种室内墙体智能喷涂机器人，包括机器人本体、舵轮底盘、升降机构、机械臂组件、喷涂机构、供料组件、传感器系统、底盘控制器八个系统。机器人本体可灵活执行活动路径；升降机构带动机械臂组件沿竖直方向移动，完成喷涂机构的竖直方向以及墙角拐弯处的完整喷涂；机械臂组件保证了更大范围角度的喷涂，机械臂末端采用模块化设计；机械臂末顶端置有传感器，以解决现有技术中的喷涂机器人自动化程度低的问题；喷涂机构位于机械臂末端。本发明专利技术具有移动式喷涂装置操作简便、对涂料适应性强、工作范围广、喷涂精度高、自动化程度高等特点，可实现竖直墙体的喷涂作业，室内墙体的高质量装修喷涂作业。的高质量装修喷涂作业。的高质量装修喷涂作业。

【技术实现步骤摘要】
一种室内墙体智能喷涂机器人


[0001]本专利技术涉及建筑喷涂和机器人
，具体为一种室内墙体智能喷涂机器人。

技术介绍

[0002]在商品房的建设流程中，室内装饰装修工程作为最后一个环节，决定着房屋的实用性和美观性，在整个房屋建设周期中占据较大的比重。然而在引进机电设备和普及自动化技术以提高施工效率方面，室内装修工程严重落后于其他建设工程。尤其是室内精装修作业中任务量大且质量要求高的墙面喷涂工艺目前大多依赖人工实现，墙面处理作为室内装修工作流程中最重要的一环，具有劳动强度大、工艺标准不统一、对工人技术要求高等特点。
[0003]目前国内的装修工作大都以作坊式的工作环境为主，其自动化程度极低，重要的工作步骤均依赖人工完成，但是人工喷涂有着劳动强度大、作业环境差、喷涂质量不稳定的缺陷，而且人工的粉刷效率低、成本高，对操作人员有一定的技术要求，同时费时长，粉刷时间不易保证。在人口红利衰减和工作环境恶劣的背景下，建筑装饰装修行业面临用工成本提高和施工低效浪费等诸多问题，急需应用和发展相关自动化技术来改善和转变施工模式。现在市面上的粉刷机多为大型，价格昂贵，使用费用高。以上问题均制约着室内装修行业的发展。因此，墙壁粉刷行业急需一种结构简单，高效便利的全自动墙面喷涂机器人，来改善目前室内墙面喷涂低自动化的现状。
[0004]目前，国际上喷涂机器人技术基本成熟，侧重研究喷枪的建模分析和轨迹优化。目前国内的墙面喷涂机器人已开展实验室规模的前期探索研究，主要为滚轮机构粉刷机和丝杆机构粉刷机，普遍具有结构复杂、拆装麻烦、需要人工辅助补料、有粉刷死角等缺点。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术旨在提供一种室内墙体智能喷涂机器人，代替传统人工喷涂，解决传统喷涂方式危害人体健康、效率低、成本高等问题，同时解决现有技术中的喷涂机器人的智能化程度低的问题，助力提高建筑精装行业的自动化作业水平。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种室内墙体智能喷涂机器人，包括机器人本体、升降机构、机械臂组件、喷涂机构、供料组件、传感器系统、底盘和控制器；
[0008]所述升降机构的底板安装在机器人本体上，升降机构可实现喷涂机构沿竖直方向移动以及沿机器人本体中心轴旋转；
[0009]所述机械臂组件安装在升降机构升降平台上，机械臂组件为二自由度机械臂，可调整喷涂方向的朝向，加上升降底座转向组件的旋转，用于拓展机械臂组件的活动范围，调整末端执行器的姿态；
[0010]所述喷涂机构安装在机械臂组件上，以通过机械臂组件带动喷涂机构移动以进行喷涂；通过升降机构配合机械臂组件调整姿态，实现竖直运动以及沿轴横向转动，实现不同
工作面的喷涂；通过升降机构的竖直运动，喷涂机构喷涂较高位置以及较低位置；
[0011]所述供料组件安装在底盘底板上，包括移动式气泵出气口、压力表、移动式气泵、储料罐、涂料出口；移动式气泵为喷涂作业提供压缩气体，从而实现涂料的雾化；
[0012]所述底盘作为车载设备的载体，由底盘底板、底盘框架、舵轮组成；
[0013]所述控制器安装在机器人本体外壳上，包括车载处理器、控制面板、电池；通过按动控制面板上的操作按钮，实现不同涂料料种的灵活转换以及喷涂量的调节，以适应不同料种以及不同粗糙程度的墙面。
[0014]进一步地，所述升降机构还包括：升降底座转向组件，安装在机器人本体上；型材，安装在升降机构底座上；升降底座转向组件包括动力轴、底板安装孔、第二步进电机、螺栓；第一推力轴承安装在升降机构底座的下表面，与机器人本体用螺栓固定；升降机构还包括齿条、齿轮滑车、末端执行器底座；末端执行器底座通过齿轮滑车连接到齿条上，通过齿轮的旋转，带动末端执行器底座沿齿条齿面竖直运动，进而实现机械臂组件和喷涂机构的竖直运动；齿条与型材配对，通过螺栓以及船型螺母连接；齿条与型材共分为3组，其中两组齿面平行，另一组与前两组垂直，确保稳定性；齿条与型材可通过快拆组件进行拓展，满足喷涂较高位置的要求。
[0015]进一步地，所述机械臂组件还包括舵机、动力轴和保护壳。
[0016]进一步地，所述喷涂机构还包括喷头、阀门控制开关、雾化调节旋钮、涂料量调节旋钮、进气口、涂料入口组成；通过旋转雾化调节旋钮调节涂料喷出时的雾化程度，从而适应不同种类的涂料；通过电路控制阀门控制开关，实现喷头的开启与关闭，控制喷涂作业进行与否；雾化调节旋钮可手动调节喷头作业时的雾化程度，满足不同料种的喷涂雾化需求。
[0017]进一步地，所述舵轮还包括舵轮本体、动力组件、连接件、舵轮底盘组成；所述动力组件包括同步轮、同步带、动力轴、舵机、行走轮、直流电机、带铝座轴承和第二推力轴承；所述舵机作为转向的动力，直流电机作为前进的动力，通过同步轮使得动力轴的转速与连接件实现转速相同，从而使得轮本体以连接件为轴旋转，实现舵轮的转向功能。
[0018]本技术与现有技术相比的优点在于：
[0019]1.利用本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人，能够自动执行喷涂操作，避免当前需要工人在喷涂现场手工操作对工人健康带来的伤害，并且喷涂更加均匀快速，避免介质浪费，避免了由于工人个人施工水平低下对施工效果的影响。
[0020]2.本专利技术采用的控制器控制不同涂料料种的灵活转换以及喷涂量的调节，以适应不同料种以及不同粗糙程度的墙面。
[0021]3.本专利技术在升降机构上以通过升降机构带动机械臂组件沿竖直方向移动；喷涂机构安装在机械臂组件上，以通过机械臂组件带动喷涂机构移动以进行喷涂。这样设置能够通过升降机构配合机械臂组件调整姿态，实现不同工作面的可达性，升降机构可以带动机械臂组件实现整体移动，以对较高的喷涂表面进行喷涂，升降装置采用齿条，可根据作业墙面高度选择齿条长度，适用范围广，提高了对室内墙体智能喷涂机器人的自动化控制。
附图说明
[0022]图1示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的实施例的结构示意图；
[0023]图2示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的实施例的第二状态图；
[0024]图3示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的升降机构的结构示意图；
[0025]图4示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的升降机构的旋转装置结构示意图；
[0026]图5示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的喷涂机构结构示意图；
[0027]图6示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的供料组件结构示意图；
[0028]图7示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的传感器系统结构示意图；
[0029]图8示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的底盘结构示意图；
[0030]图9示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的舵轮结构示意图；
[0031]图10示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的控制器结构示意图；
[0032]图11示出了本专利技术的室内墙体智能喷涂机器人的机械臂组件结构示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内墙体智能喷涂机器人，其特征在于：包括机器人本体(1)、升降机构(2)、机械臂组件(3)、喷涂机构(4)、供料组件(5)、传感器系统(6)、底盘(7)和控制器(8)；所述升降机构(2)的底板安装在机器人本体(1)上，升降机构(2)实现喷涂机构(4)沿竖直方向移动以及沿机器人本体(1)中心轴旋转；所述机械臂组件(3)安装在升降机构(2)升降平台上，机械臂组件(3)为二自由度机械臂，用于调整喷涂方向的朝向，加上升降底座转向组件(26)的旋转，用于拓展机械臂组件(3)的活动范围，调整末端执行器的姿态；所述喷涂机构(4)安装在机械臂组件(3)上，以通过机械臂组件(3)带动喷涂机构(4)移动以进行喷涂；通过升降机构(2)配合机械臂组件(3)调整姿态，实现竖直运动以及沿轴横向转动，实现不同工作面的喷涂；通过升降机构(2)的竖直运动，喷涂机构(4)喷涂较高位置以及较低位置；所述供料组件(5)安装在底盘底板(70)上，包括移动式气泵出气口(50)、压力表(51)、移动式气泵(52)、储料罐(53)、涂料出口(54)；移动式气泵(52)为喷涂作业提供压缩气体，从而实现涂料的雾化；所述底盘(7)作为车载设备的载体，由底盘底板(70)、底盘框架(71)、舵轮(72)组成；所述控制器(8)安装在机器人本体(1)外壳上，包括车载处理器(80)、控制面板(81)、电池(82)；通过按动控制面板(81)上的操作按钮，实现不同涂料料种的灵活转换以及喷涂量的调节，以适应不同料种以及不同粗糙程度的墙面。2.根据权利要求1所述的室内墙体智能喷涂机器人，其特征在于：所述升降机构(2)还包括：升降底座转向组件(26)，安装在机器人本体(1)上；型材(20)，安装在升降机构底座(25)上；升降底座转向组件(26)包括动力轴(260)、底板安装孔(261)、第二步进电机(262)、螺栓(263)；第一推力轴承(27)安装在升降机构底座(25)的下表面，与机器人本体(1)用螺栓固定；升降机...

【专利技术属性】
技术研发人员：田书建，庞永强，刘纪珂，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：