一种建筑装修的喷漆装置及喷漆方法与流程

本发明涉及建筑装修施工，具体涉及一种用于墙面、顶面等表面进行自动化喷涂施工的装置及方法，特别适用于微水泥等装饰材料的喷涂作业。

背景技术：

1、在建筑装修领域，墙面、顶面的喷涂作业是一项常见的施工工序。传统的喷涂施工主要依赖于人工操作喷枪完成，存在以下缺点：

2、1.施工质量不稳定：人工喷涂的质量高度依赖工人的技术水平和工作状态，容易出现涂层厚度不均匀、漏喷、流挂等问题。

3、2.施工效率低：人工喷涂速度慢，对于大面积施工需要较长工期。

4、3.劳动强度大：喷涂作业需要工人长时间举着喷枪，劳动强度大，容易疲劳。

5、4.安全隐患：喷涂作业产生大量粉尘和雾化涂料，对工人健康造成威胁；高处作业存在坠落风险。

6、5.材料浪费严重：人工喷涂难以精确控制涂料用量，容易造成材料浪费。

7、随着建筑工业化的发展，市场上出现了一些自动化喷涂设备，但这些设备通常存在以下不足：

8、1.移动灵活性差：现有设备多为固定式或轨道式，在复杂施工现场移动不便，难以覆盖所有施工区域。

9、2.适应性有限：大多数自动化喷涂设备只能处理平面或简单曲面，对于复杂建筑结构、异形表面、角落等位置难以有效喷涂。

10、3.智能化程度低：设备缺乏自主导航和智能路径规划能力，需要大量人工干预。

11、4.拆装不便：设备体积庞大，运输和安装困难，在不同工地间转移效率低。

12、因此，需要一种既能提高施工质量和效率，又具有良好的移动性、适应性和操作便利性的自动化喷涂装置及施工方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是于克服现有技术的不足，提供一种结构合理、操作灵活、施工质量高、适应性强的建筑装修喷涂装置及施工方法。

2、具体而言，本发明的目的包括：

3、1.提供一种具有良好移动性和场地适应性的喷涂装置；

4、2.提供一种能够实现精准定位和稳定喷涂的装置；

5、3.提供一种便于运输、安装和拆卸的模块化喷涂系统；

6、4.提供一种自动化程度高、施工质量稳定的喷涂方法；

7、5.提供一种能够适应复杂建筑结构和异形表面的喷涂解决方案。

8、第一方面，本发明提供一种建筑装修的喷涂装置。

9、所述建筑装修的喷涂装置包括：

10、移动小车，所述移动小车包括移动模组和设置于所述移动模组上方的安装平台；

11、多自由度机械臂，其基座可拆卸地设置于所述安装平台上；

12、喷涂执行器，设置于所述多自由度机械臂的末端；及

13、定位组件，设置于所述安装平台与所述基座之间，用于所述多自由度机械臂在所述安装平台上的定位安装。

14、在一种优选实施方式中，所述定位组件包括设置于所述基座底部的定位块和设置于所述安装平台上的定位座，所述定位块与所述定位座相适配以实现插接或卡合连接。

15、进一步地，所述定位块可为凸起结构，所述定位座可为与所述凸起结构相配合的凹槽或孔结构；或者，所述定位块可为凹槽结构，所述定位座可为与所述凹槽结构相配合的凸起结构。定位块与定位座的配合可以采用锥形配合、燕尾槽配合、销孔配合等多种形式，以确保定位精度和连接稳定性。

16、在一种具体实施方式中，所述多自由度机械臂为协作机器人。协作机器人具有安全性高、易于编程、灵活性好等优点，特别适合在建筑施工现场与人工协同作业。所述协作机器人包括与所述基座依次相连的连接轴、连接臂和活动臂，形成多个运动自由度。所述喷涂执行器为设于所述活动臂末端的喷头。

17、优选地，所述喷头通过流体输送管路与外部供料系统连接，用于输送和喷涂微水泥浆料。外部供料系统可包括料筒、泵送装置、压力调节装置等。流体输送管路采用柔性软管，以适应机械臂的运动。

18、在一种改进实施方式中，所述移动模组为配置有导航及路径规划功能的可编程自动移动平台。移动模组可包括驱动轮、转向机构、动力系统、控制系统等，能够实现自主导航、路径跟踪、避障等功能。导航方式可采用激光导航、视觉导航、惯性导航等。

19、所述安装平台可以是平板结构，也可以是根据需要设计的框架结构。安装平台上可设置多个安装位，用于安装一个或多个机械臂。

20、在一种扩展实施方式中，所述喷涂装置还包括控制系统。控制系统可集成在移动小车上，也可为独立的外部控制设备。控制系统与移动模组、多自由度机械臂通信连接，用于协同控制移动小车的移动与机械臂的运动。

21、第二方面，本发明提供一种使用上述建筑装修的喷涂装置进行施工的方法。

22、所述方法包括以下步骤：

23、s1、全局移动步骤：控制所述移动小车移动，将所述喷涂装置整体定位至施工区域的当前工位；

24、s2、局部调整步骤：控制所述多自由度机械臂运动，调整所述喷涂执行器相对于待喷涂表面的空间位姿；

25、s3、协同作业步骤：在所述移动小车与所述多自由度机械臂的协同下，启动所述喷涂执行器进行喷涂施工；

26、s4、区域切换步骤：控制所述移动小车移动至下一工位，并重复步骤s2和s3，实现连续或间歇式的自动喷涂作业。

27、在一种优选实施方式中，步骤s1中，所述移动小车基于预设的全局路径规划或实时环境感知进行自主导航与定位。全局路径可根据施工区域的cad模型或三维扫描数据预先规划。

28、在步骤s2中，通过控制所述多自由度机械臂各关节的运动，使所述喷涂执行器在三维空间内进行轨迹跟踪，以维持与待喷涂表面的预定距离和法向夹角。这对于保证喷涂质量，特别是涂层均匀性至关重要。

29、步骤s3中，所述喷涂执行器喷涂的物料优选为微水泥浆料。微水泥是一种新型装饰材料，对施工工艺要求较高，本发明的装置和方法特别适合微水泥的施工。

30、在方法开始前，还可包括装置组装步骤：通过所述定位组件，将所述多自由度机械臂的基座可拆卸地安装于所述移动小车的安装平台上。这一步骤使得设备便于运输和存储，也便于根据不同的施工任务更换不同的机械臂或执行器。

31、第三方面，本发明还提供一种建筑装修的喷涂系统。

32、所述喷涂系统包括：

33、如上所述的建筑装修的喷涂装置；

34、供料系统，通过管路与所述喷涂装置的喷涂执行器连接；

35、控制系统，与所述移动小车的移动模组、所述机械臂系统通信连接，用于协同控制所述移动小车的移动与所述机械臂系统的运动。

36、与现有技术相比，本发明提供的建筑装修的喷涂装置及施工方法具有以下有益效果：

37、1.施工质量高、一致性好：采用自动化设备替代人工喷涂，消除了人为因素对施工质量的影响，确保涂层厚度均匀、表面平整，特别适合对表面质量要求高的微水泥等材料施工。

38、2.施工效率显著提升：装置可连续工作，不受工人疲劳影响，喷涂速度稳定，且移动小车和机械臂的协同作业减少了重新定位的时间，整体施工效率可比人工提高2-3倍。

39、3.移动灵活、适应性强：移动小车可在施工现场自由移动，结合多自由度机械臂的灵活运动，能够覆盖墙面、顶面、角落、异形表面等各种复杂部位，解决了传统自动化设备移动不便、覆盖不全的问题。

40、4.模块化设计、使用便利：机械臂通过定位组件可拆卸地安装于移动小车上，便于运输、存储和现场组装。不同工地间转移时，可将机械臂与小车分离运输，到现场后快速组装。

41、5.安全性高：减少了工人在高空、粉尘环境中的作业时间，降低了安全风险和健康危害。协作机器人的使用也保证了人机协作时的安全性。

42、6.材料利用率高：自动化控制可实现涂料的精确喷射，减少过度喷涂和材料浪费，材料利用率可比人工施工提高15%-20%。

43、7.智能化程度高：移动小车可配备导航系统，实现自主移动和路径规划；机械臂可编程控制，实现复杂轨迹的精确跟踪。二者协同工作，大大减少了人工干预。

44、8.多功能扩展性：通过更换机械臂末端的执行器，本装置还可用于打磨、检测、测量等其他装修作业，实现一机多用。