一种智能抹灰机器人的制作方法

1.本实用新型涉及建筑施工用的抹灰机器技术领域。


背景技术：

2.在建筑施工流程中，墙体表面的水泥抹灰工序始终是一个极其重要的工序，而传统的抹灰工艺基本由工人利用专业的工具进行手工作业。然其较高标准的施工规范要求施工人员需要具有较高的技术水平，因其工作量巨大、劳动强度过高，导致施工效率普遍偏低，且容易因施工人员的经验、状态等主观因素导致施工质量无法得到保证。
3.现今市场上也已出现各种辅助性施工设备，但绝大多数均属于半自动抹灰设备，每台设备的移动、定位、姿态矫正等仍然需要人工进行操作。又因设备过于笨重，操作过于复杂等因素，导致每台设备在进行施工作业时都需要两到三人进行辅助，人工干涉因素过度，就容易使得施工质量不均，严重降低了施工速度和经济效益。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是针对现有技术中存在的不足之处，提供一种能实现全程自动化程序控制的抹灰机器人。
5.为达上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：
6.一种智能抹灰机器人，包括移动底盘、上装平台、升降机构、抹灰头和电气柜，所述的上装平台和升降机构固定于移动底盘上，所述的抹灰头设于升降机构上；所述的上装平台包括底板、调平电缸和顶杆电缸，所述的调平电缸设于底板外缘，工作时，调平电缸的伸缩杆向下伸出用于自主调平和稳定上装平台；所述的顶杆电缸设于上装平台前端，工作时，其伸缩杆向上伸出至施工空间的顶面，用于上装平台与顶面形成刚性固定；所述的电气柜设于上装平台上，用于控制移动底盘、上装平台、升降机构和抹灰头上的电气化设备及元件。
7.进一步，所述的移动底盘为四驱式舵轮移动底盘，具有四个独立牵引运动和转向功能的舵轮，四个舵轮按照矩形排列的顺序安装在移动底盘的车体框架下方，使得移动底盘能够在车头不发生转动的前提下完成平面360
°
全方位运动，同时还具有原地旋转等功能，从而保证抹灰机器人具有极高的运动精度。
8.进一步，所述的调平电缸和顶杆电缸的伸缩杆末端均设有地脚，用于增大接触面积。进一步，所述的调平电缸有四只，分别垂直向下固定于底板的四角，当进行抹灰工作时电缸伸缩杆向下伸出直至接触地面以提高抹灰机器人的稳定性。同时，可以设置水平传感器，根据水平传感器的反馈数据进行地面自主调平。
9.进一步，所述的顶杆电缸有两只，以垂直向上的方式固定于底板的前端，两只顶杆电缸呈左右对称设置。当调平电缸完成抹灰机机器人的调平运动之后，顶杆电缸伸出直至顶棚，与调平电缸配合通过上下两个方向的作用力使得上装平台在地板与顶棚中间形成刚性固定，从而保证抹灰机机器人不会在施工过程中产生晃动。
10.进一步，所述的升降机构包括丝杆升降机、快接板、导杆、滑动连接件和顶升板，所述的快接板固定于丝杆升降机上，上下运动；所述的导杆设于上装平台上，与顶杆电缸平行；所述的顶升板设于导杆和顶杆电缸的伸缩杆上，横向连接导杆和顶杆电缸；所述的滑动连接件与导杆平行滑动连接，所述的丝杆升降机固定于顶升板和滑动连接件上。
11.进一步，所述的升降机构还包括顶升电缸，所述的顶升电缸设于上装平台上，其伸缩头与顶升板连接，可带动顶升板上下运动，从而控制丝杆升降机的整体上下移动。更进一步，所述的升降机构还包括连接板，用于在中上部横向连接导杆、顶杆电缸顶升电缸。
12.进一步，所述的丝杆升降机包括底板、导轨、丝杆和电机，所述的导轨设于底板的两侧，所述的电机与丝杆连接驱动丝杆转动。所述的底板竖向固定于顶升板和滑动连接件上，所述的快接板的两侧与导轨柔性连接，其中部通过转向齿轮与丝杆连接，在丝杆转动时沿着导轨上下运动。
13.进一步，所述的抹灰头包括固定架、喷头组件和抹灰板，所述的喷头组件设于固定架上，所述的抹灰板柔性安装于固定架上。固定架可以与升降机构上的快接板快速换装固定。更进一步，在抹灰板的背面设置震动电机，增加水泥砂浆流动性。
14.进一步，所述的智能抹灰机器人还包括电池，设于上装平台上，以便在没有电源的施工场地也能为电气柜和移动底盘提供工作能源。
15.进一步，所述的智能抹灰机机器人还包括视觉检测相机，固定于上装平台200后侧，用以根据地面的标识线辅助车体的精确定位。
16.实用新型本实用新型的有益效果：
17.本实用新型提供的智能抹灰机器人，通过移动底盘、能上下一起定位的上装平台、移动机构和带喷头的抹灰头，使得抹灰机器人可以在空间上任意调整位置和姿态，进行自主上灰和抹灰，整个过程无需人工在工地现场对机器进行调整和上灰，最大限度的提高了施工质量和施工效率，也消除了抹灰过程对工人的粉尘等环境污染。
18.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式举例说明：
附图说明
19.图1为本实用新型实施例的智能抹灰机器人总体结构示意图。
20.图2为本实用新型实施例的智能抹灰机器人移动底盘结构示意图。
21.图3为本实用新型实施例的智能抹灰机器人上装平台结构示意图。
22.图4为本实用新型实施例的智能抹灰机器人升降机构部分结构示意图。
23.图5为本实用新型实施例的智能抹灰机器人升降机构结构示意图。
24.图6为本实用新型实施例的智能抹灰机器人上装平台后视结构示意图。
25.图7为本实用新型实施例的智能抹灰机器人抹灰头结构示意图。
具体实施方式
26.此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利的技术方案，而非对公开技术方案的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开技术方案相关的部分而非全部结构。
27.在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，实施例中提到的设备部件
和/模块本身的结构如果没有详细说明，为本领域技术人员根据现有公开技术可理解或市售产品。
28.如图1和图3所示，本实施例提供的智能抹灰机器人，包括移动底盘100、上装平台200、升降机构300、抹灰头400和电气柜500，所述的上装平台200和升降机构300固定于移动底盘100上，所述的抹灰头400设于升降机构300上；所述的上装平台200包括底板201、调平电缸202和顶杆电缸203，所述的调平电缸202设于底板201外缘，工作时，调平电缸202的伸缩杆向下伸出用于自主调平和稳定上装平台200；所述的顶杆电缸203设于上装平台200前端，工作时，其伸缩杆向上伸出至施工空间的顶面，用于上装平台200与顶面形成刚性固定；所述的电气柜500设于上装平台200上，用于控制移动底盘100、上装平台200、升降机构300和抹灰头400上的电气化设备及元件。
29.参考图2，所述的移动底盘100优选四驱式舵轮移动底盘，具有四个独立牵引运动和转向功能的舵轮，四个舵轮按照矩形排列的顺序安装在移动底盘的车体框架下方，使得移动底盘能够在车头不发生转动的前提下完成平面360
°
全方位运动，同时还具有原地旋转等功能，从而保证抹灰机器人具有极高的运动精度。例如申请人自行研发已申请专利的建筑用移动底盘。
30.参考图1、图3，调平电缸202完成地面调平运动之后，顶杆电缸203伸出直至顶面或上方固定面，与调平电缸202配合通过作用力使得上装平台200在地板与顶棚中间形成刚性固定，从而保证抹灰机机器人不会在施工过程中产生晃动。优选的方案是，在调平电缸202和顶杆电缸203的伸缩杆末端均设置地脚，用于增大接触面积。上装平台可采用常规方形平台，则调平电缸202设置四只，分别垂直向下固定于底板201的四角，当进行抹灰工作时电缸伸缩杆向下伸出直至接触地面以提高抹灰机器人的稳定性。同时，还可以设置水平传感器，根据水平传感器的反馈数据进行地面自主调平。
31.所述的顶杆电缸203设置两只，以垂直向上的方式固定于底板201的前端，两只顶杆电缸203呈左右对称设置。当调平电缸202完成抹灰机机器人的调平运动之后，顶杆电缸203伸出直至顶棚，与调平电缸202配合通过上下两个方向的作用力使得上装平台在地板与顶棚中间形成刚性固定，从而保证抹灰机机器人不会在施工过程中产生晃动。
32.参考图4和图5，所述的升降机构300包括丝杆升降机301、快接板302、导杆303、滑动连接件304和顶升板305，所述的快接板302固定于丝杆升降机301上，上下运动；所述的导杆303设于上装平台200上，与顶杆电缸203平行；所述的顶升板305设于导杆303和顶杆电缸203的伸缩杆上，横向连接导杆303和顶杆电缸203；所述的滑动连接件304与导杆303平行滑动连接，所述的丝杆升降机301固定于顶升板305和滑动连接件304上。
33.优选的方案是，所述的升降机构300还设置顶升电缸306，所述的顶升电缸306设于上装平台200上，其伸缩头与顶升板305连接，可带动顶升板305上下运动，从而控制丝杆升降机301的整体上下移动。进一步优选的方案，所述的升降机构300还包括连接板307，用于在中上部横向连接导杆303、顶杆电缸203顶升电缸306。
34.所述的丝杆升降机301包括底板301-1、导轨301-2、丝杆301-3和电机，所述的导轨301-2设于底板301-1的两侧，所述的电机与丝杆301-3连接驱动丝杆301-3转动。所述的底板301-1竖向固定于顶升板305和滑动连接件304上，所述的快接板302的两侧与导轨301-2柔性连接，其中部通过转向齿轮与丝杆301-3连接，在丝杆301-3转动时沿着导轨上下运动。
35.参考图7，所述的抹灰头400包括固定架401、喷头组件402和抹灰板403，所述的喷头组件402设于固定架401上，使用时接上输送砂浆的软管，用于向灰板内注入砂浆；所述的抹灰板403柔性安装于固定架401上，可以翻转。固定架401可以与升降机构300上的快接板302快速换装固定。为增加水泥砂浆流动性，还可以在抹灰板403的背面设置震动电机。
36.为方便施工，或没有电源的施工场地也能为电气柜500和移动底盘100提供工作能源，在上装平台200上安置电池600。
37.进一步如图6所示，在上装平台200后侧固定视觉检测相机700，用以根据地面的标识线辅助车体的精确定位。
38.本实用新型在于提供一种可实现智能化抹灰的机器设备，其程序控制部分对该领域的技术人员来说可根据操作流程实现。
39.在开始抹灰工作时，通过移动底盘将抹灰机器人整体移动到指定区域，然后将所需的抹灰参数输入进机器人操作系统内部。完成相关参数设定后，抹灰机器人通过移动底盘上的视觉检测模块进行位置检测，随后通过内置算法调整机器人x、y坐标及角度坐标，从而完成平面位置上的姿态矫正(抹灰机机器人完成自身位置固定后，抹灰头还可以通过视觉模块检测的数据进行精度微调)。当抹灰机完成姿态调整后，抹灰机机器人上的升降机构带动抹灰头进行升降运动，完成单面墙的水泥抹灰工作。当抹灰机机器人完成单面墙的水泥抹灰工作流程后，抹灰机器人的顶升电缸缩回，自调平电缸缩回，抹灰机器人通过自主导航的方式移动至下一个指定位置，再次重复升降运动的抹灰流程。
40.以上是对本实用新型较佳实施进行了举例说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。