专利名称：建筑墙面施工机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑机械，尤其涉及一种自动对墙面施工的建筑机械。
背景技术：
建筑内墙面施工一直无法用机械进行，主要原因是建筑室内空间狭小，施工机械无法移动和转向，例如墙面抹灰机械，基本上都采用垂向固定轨道，导轨的两端分别抵靠在地面和天花板上以固定整个机械，对应墙面施工完成后，由人工移动轨道，造成效率低下， 无法推广应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种自动定位、自动行走、转向灵活的建筑墙面施工机器人。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是建筑墙面施工机器人，包括履带行走装置，包括底盘，所述底盘两侧分别安装有驱动轮和引导轮，同侧的所述驱动轮和所述引导轮之间安装有履带，两个所述驱动轮分别动力连接有驱动轮动力装置；回转转台装置，包括安装在所述底盘上的回转支承，所述回转支承上安装有回转转台，所述回转转台上安装有回转驱动装置，所述回转转台与所述底盘之间设有回转制动器；收放调节机械臂，安装在所述回转转台装置上；施工工具升降装置，安装在所述收放调节机械臂上；抹灰斗装置，安装在所述施工工具升降装置上；施工位置锁定装置，安装在所述回转转台装置和所述施工工具升降装置上；无轨导引装置，引导所述履带行走装置行走，包括位于行走轨迹端部的基准信号发射装置和安装在所述底盘上的基准信号接收装置；动力装置，为运动件提供驱动动力，安装在所述回转转台上。作为优选的技术方案，所述收放调节机械臂包括铰接在所述回转转台上的第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的上端铰接有悬挂架，所述第一支撑杆、所述第二支撑杆、所述悬挂架和所述回转转台组成四边形摆动架，所述四边形摆动架与所述施工工具升降装置铰接，所述四边形摆动架上安装有摆动动力装置，所述四边形摆动架和所述施工工具升降装置之间还铰接有角度调节动力装置。作为优选的技术方案，所述施工工具升降装置包括与所述收放调节机械臂铰接的垂直导向架，所述垂直导向架上设有垂直导向架轨道；所述垂直导向架轨道上安装有内滑架，所述内滑架上固定设有内滑架导轨，所述内滑架导轨上安装有施工工具安装座；所述垂直导向架和所述内滑架之间安装有内滑架牵引器；所述内滑架牵引器的升程始端，所述内滑架下端伸出所述垂直导向架下端；所述内滑架牵引器的升程末端，所述内滑架上端伸出所述垂直导向架上端；施工工具安装座牵引装置，包括安装在所述内滑架顶端的内滑架滑轮，所述内滑架滑轮的下方设有升降滑轮组，还包括牵引钢丝绳，所述牵引钢丝绳的一端固定在所述施工工具安装座上，所述牵引钢丝绳绕过所述内滑架滑轮和所述升降滑轮组并固定在所述垂直导向架上，所述升降滑轮组连接有钢丝绳牵引器，所述钢丝绳牵引器安装在所述垂直导向架上。作为对上述技术方案的改进，所述施工位置锁定装置包括安装在所述回转转台上且位于所述回转转台和地面之间的内升降支撑装置，所述内升降支撑装置位于所述底盘内部；还包括安装在所述垂直导向架下部的施工支撑装置，所述内滑架顶端安装有内滑架终端固定装置；所述内升降支撑装置为内升降油缸，所述施工支撑装置为固定在所述垂直导向架下部的施工支撑油缸；所述内滑架终端固定装置包括固定基座，所述固定基座内滑动安装有天花板顶柱，所述固定基座与所述天花板顶柱之间设有弹性装置，所述固定基座上安装有内滑架高点位置开关。作为优选的技术方案，所述抹灰斗装置包括抹灰斗和安装在所述施工工具升降装置上的抹灰斗基座，所述抹灰斗和所述抹灰斗基座之间设有抹灰斗支承伸缩臂和抹灰斗旋
转装置。作为对上述技术方案的改进，所述抹灰斗基座包括安装在所述施工工具升降装置上的抹灰斗固定座，所述抹灰斗固定座上设有横向滑轨，所述横向滑轨上安装有抹灰斗摆动座，所述抹灰斗固定座与所述抹灰斗摆动座之间设有抹灰斗摆动油缸。作为对上述技术方案的进一步改进，所述抹灰斗支承伸缩臂包括固定安装在所述抹灰斗摆动座上的固定套，所述固定套上套装有伸缩套，所述伸缩套的外端固定安装有所述抹灰斗，所述固定套与所述伸缩套之间设有抹灰斗伸缩油缸，所述伸缩套上设有伸缩导向装置；所述抹灰斗旋转装置包括套装在所述伸缩套外的旋转套，所述旋转套与所述伸缩套之间设有导向键和导向键槽，所述旋转套转动安装在所述抹灰斗摆动座上，所述旋转套上固定有旋转齿圈，所述旋转齿圈啮合有旋转齿条，所述旋转齿条连接有旋转油缸，所述旋转油缸安装在所述抹灰斗摆动座上；所述导向键和导向键槽兼做所述伸缩导向装置。作为对上述技术方案的进一步改进，所述抹灰斗包括抹灰斗体，所述抹灰斗体朝向墙面的一侧设有出灰口，所述出灰口的下边缘设有抹灰板，所述出灰口内安装有甩灰装置，所述抹灰斗体的侧部安装有甩灰驱动装置；所述甩灰装置包括转动安装于所述抹灰斗体上的主甩灰轴，所述主甩灰轴上安装有甩灰板，所述主甩灰轴上方的所述抹灰斗体上转动安装有副甩灰轴，所述副甩灰轴上固定安装有甩灰板；所述甩灰驱动装置包括安装在所述抹灰斗体上的甩灰液压马达，所述甩灰液压马达通过链条链轮动力连接所述主甩灰轴， 所述主甩灰轴上固定安装有主甩灰轴齿轮，所述抹灰斗体上安装有与所述主甩灰轴齿轮配合的中间传动齿轮，所述副甩灰轴上安装有单向离合器，所述单向离合器上安装有与所述中间传动齿轮配合的副甩灰轴齿轮。作为对上述技术方案的进一步改进，所述甩灰装置与所述出灰口之间设有割灰板，所述割灰板上设有过灰孔。作为对上述技术方案的进一步改进，所述回转转台与所述底盘之间设有回转转台定位锁紧装置；所述回转转台定位锁紧装置包括安装在所述回转转台上的至少一个转台定位锁紧油缸，所述转台定位锁紧油缸连接有转台定位销柱，所述底盘上固定设有与所述转台定位销柱对应的转台定位销套。
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由于采用了上述技术方案，建筑墙面施工机器人，包括履带行走装置、回转转台装置、收放调节机械臂、施工工具升降装置、抹灰斗装置、施工位置锁定装置、无轨导引装置和动力装置；所述履带行走装置包括底盘，所述底盘两侧分别安装有驱动轮和引导轮，同侧的所述驱动轮和所述引导轮之间安装有履带，两个所述驱动轮分别动力连接有驱动轮动力装置；所述回转转台装置包括安装在所述底盘上的回转支承，所述回转支承上安装有回转转台，所述回转转台上安装有回转驱动装置，所述回转转台与所述底盘之间设有回转制动器； 所述收放调节机械臂安装在建筑墙面施工机器人的回转转台上，包括铰接在所述回转转台上的第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的上端铰接有悬挂架， 所述第一支撑杆、所述第二支撑杆、所述悬挂架和所述回转转台组成四边形摆动架，所述四边形摆动架与垂直导向架铰接，所述四边形摆动架上安装有摆动动力装置，所述四边形摆动架和所述垂直导向架之间还铰接有角度调节动力装置；所述施工工具升降装置包括与所述垂直导向架和所述角度调节动力装置铰接的垂直导向架，所述垂直导向架上设有垂直导向架轨道；所述垂直导向架轨道上安装有内滑架，所述内滑架上固定设有内滑架导轨，所述内滑架导轨上安装有施工工具安装座；所述垂直导向架和所述内滑架之间安装有内滑架牵引器；所述内滑架牵引器的升程始端，所述内滑架下端伸出所述垂直导向架下端；所述内滑架牵引器的升程末端，所述内滑架上端伸出所述垂直导向架上端；施工工具安装座牵引装置，包括安装在所述内滑架顶端的内滑架滑轮，所述内滑架滑轮的下方设有升降滑轮组， 还包括牵引钢丝绳，所述牵引钢丝绳的一端固定在所述施工工具安装座上，所述牵引钢丝绳绕过所述内滑架滑轮和所述升降滑轮组并固定在所述垂直导向架上，所述升降滑轮组连接有钢丝绳牵引器，所述钢丝绳牵引器安装在所述垂直导向架上；所述抹灰斗装置安装所述施工工具安装座上，包括抹灰斗和安装在所述施工工具安装座上的抹灰斗基座，所述抹灰斗和所述抹灰斗基座之间设有抹灰斗支承伸缩臂和抹灰斗旋转装置；所述施工位置锁定装置包括安装在所述回转转台上且位于所述回转转台和地面之间的内升降支撑装置，所述内升降支撑装置位于所述底盘内部；还包括安装在所述垂直导向架下部的施工支撑装置， 所述内滑架顶端安装有内滑架终端固定装置；所述无轨导引装置，引导所述履带行走装置行走，包括位于行走轨迹端部的基准信号发射装置和安装在所述底盘上的基准信号接收装置；所述动力装置为运动件提供驱动动力，安装在所述回转转台上；其优点效果如下①所述履带行走装置使建筑墙面施工机器人行走平稳，通过两个所述驱动轮不同的转速和转向实现建筑墙面施工机器人的转向；而且内升降支撑装置和内滑架都可以支撑在地面上，能使履带行走装置和整机离开地面，施工完毕后通过回转驱动装置使悬空的所述履带行走装置旋转90°，可使筑墙面施工机器人在墙角处快速、准确转向，大大提高了施工的效率。②通过所述内滑架在所述垂直导向架上的滑动，带动所述施工工具安装座完成一次升降，该结构大大降低了垂直导向架的高度，使升降装置结构较为紧凑；本发明通过钢丝绳牵弓I器拉动牵弓I钢丝绳使所述施工工具安装座在所述内滑架内上下移动，完成所述施工工具安装座的二次升降，大大提高了所述施工工具安装座的升程。③施工时，首先摆动动力装置向内缩回，带动所述四边形摆动架运动至所述第一支撑杆和所述第二支撑杆垂直，同时角度调节动力装置处于顶出位置，使所述垂直导向架垂直，然后施工工具就可以沿所述垂直导向架垂直上下运动，进行墙面施工。整机移动时首先摆动动力装置向外顶出，带动所述四边形摆动架运动至所述第一支撑杆和所述第二支撑杆倾斜，同时角度调节动力装置处于向内缩回，使所述垂直导向架倾斜，此时整机的高度大大降低，施工工具的重心也位于回转转台的上方，行走平稳，移动灵活。④抹灰开始时，抹灰斗支承伸缩臂可以使抹灰斗能从外向内靠近墙壁，避免刮落已施工过的墙面；施工结束后，抹灰斗支承伸缩臂可以使抹灰斗能从内向外离开施工完成墙面，避免抹灰斗下降过程中刮落刚刚施工过的墙面；抹灰斗旋转装置可以使抹灰斗旋转， 从而使建筑墙面施工机器人顺利通过门洞并在建筑物内施工；本发明结构简单，施工过程完全模仿人工抹灰方式，施工质量和施工效率较高。⑤可实现垂直导向架自动锁定，内升降支撑装置和施工支撑装置抵靠在地面上， 精确调整垂直导向架的垂直度，并将垂直导向架下端定位固定，内滑架通过内滑架终端固定装置固定在天花板上，垂直导向架的设置完全实现自动化。⑥无轨导引，避免了铺设导轨的麻烦，施工精确，施工质量高。
图1是本发明实施例的结构示意图；图中示出了施工工具升降装置工作时的位置；图2是本发明实施例的结构示意图，图中示出了回转驱动装置和回转转台定位锁紧装置的结构示意图；图3是本发明实施例的结构示意图，图中示出了施工工具升降装置收回时的位置；图4是图1的右视图；图5是本发明实施例施工工具升降装置的升降原理图；图6是本发明实施例抹灰斗装置的结构示意图；图7是本发明实施例抹灰斗支承伸缩臂和抹灰斗旋转装置的结构示意图；图8是图6的俯视图；图9是图6的右视图；图10是本发明实施例工作时的示意图；图11和图12是本发明实施例墙角转向时的示意图；图13是本发明实施例内滑架终端固定装置的结构示意图；图中1-履带行走装置；11-底盘；12-驱动轮；13-引导轮；14-履带；15-驱动轮动力装置；2-回转转台装置；21-回转支承；22-回转转台；23-回转液压马达；24-回转变速装置；25-转台定位锁紧油缸；26-转台定位销柱；27-转台定位销套；31-内升降支撑装置；32-施工支撑装置；33-第一支撑杆；34-第二支撑杆；35-摆动动力装置；36-悬挂架；37-施工工具升降装置；371-垂直导向架；372-内滑架；373-内滑架牵引器；374-内滑架导轨；375-施工工具安装座；376-内滑架滑轮；377-牵引钢丝绳；378-钢丝绳牵引器；379-定滑轮；380-牵引动滑轮；381-内滑架终端固定装置；381a_固定基座；381b_天花板顶柱；381c-压缩弹簧；381d-内滑架高点位置开关；38-角度调节动力装置；4-液压站；5-抹灰斗装置；51-抹灰斗；511-抹灰斗体；512-出灰口 ；513-抹灰板；514-割灰板； 515-主甩灰轴；515a-主甩灰轴齿轮；516-甩灰板；517-副甩灰轴；517a_副甩灰轴齿轮；
7517b-单向离合器；518-甩灰液压马达；519-中间传动齿轮；52-抹灰斗基座；521-抹灰斗固定座；522-横向滑轨；523-抹灰斗摆动座；524-抹灰斗摆动油缸；53-抹灰斗支承伸缩臂；531-固定套；532-伸缩套；533-抹灰斗伸缩油缸；54-抹灰斗旋转装置；541-旋转套； 讨2_导向键力43-导向键槽力44-旋转齿圈力45-旋转齿条力46-旋转油缸；6-无轨导引
直ο
具体实施例方式下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到， 在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。如图1和图2所示，建筑墙面施工机器人，包括履带行走装置1，包括底盘11，所述底盘11两侧分别安装有驱动轮12和引导轮 13，同侧的所述驱动轮12和所述引导轮13之间安装有履带14，两个所述驱动轮12分别动力连接有驱动轮动力装置15。回转转台装置2包括安装在所述底盘11上的回转支承21，所述回转支承21上安装有回转转台22，所述回转转台22上安装有回转驱动装置，所述回转转台22与所述底盘 11之间设有回转制动器(图中未示出)；所述回转驱动装置包括回转液压马达23，所述回转液压马达23动力连接有回转变速装置M，所述回转变速装置M的动力输出端齿轮连接所述回转支承21的内齿圈。回转支承21和回转制动器广泛应用于工程机械领域，其具体结构在此不再赘述。所述回转转台22与所述底盘11之间设有回转转台定位锁紧装置。所述回转转台定位锁紧装置包括安装在所述回转转台22两侧的两个转台定位锁紧油缸25，所述转台定位锁紧油缸25连接有转台定位销柱沈，所述底盘11上固定设有与所述转台定位销柱沈对应的转台定位销套27，所述转台定位销柱沈的端部呈锥形，保证插入过程中使所述回转转台22与所述底盘11准确定位。本实施例中所述回转转台定位锁紧装置作为所述回转转台 22与所述底盘11在工作时整机的固定装置之一。所述回转转台22与所述底盘11在工作时用两个转台定位锁紧油缸25锁紧固定，使所述回转转台22与所述底盘11相互位置不变动，使整机调整方便迅速。所述回转转台22与所述底盘11之间设有回转角度传感器，回转角度传感器的信号传递给中央控制器，所述中央控制器根据控制指令并结合回转角度传感器的信号，控制所述回转转台22相对所述底盘11的转角，以实现本实施例的各种工作需要。如图1和图3所示，收放调节机械臂，安装在回转转台22上，包括铰接在所述回转转台22上的第一支撑杆33和第二支撑杆34，所述第一支撑杆33和所述第二支撑杆34的上端铰接有悬挂架36，所述第一支撑杆33、所述第二支撑杆34、所述悬挂架36和所述回转转台22组成四边形摆动架，所述四边形摆动架的所述悬挂架36与施工工具升降装置37的垂直导向架371铰接，所述四边形摆动架上安装有摆动动力装置35，所述四边形摆动架和所述垂直导向架371之间还铰接有角度调节动力装置38。本实施例中所述摆动动力装置 35为液压油缸，所述角度调节动力装置38也为液压油缸。
请参见图3，本实施例通过门洞进入施工现场时，其工作过程如下中央控制器发出指令，首先摆动动力装置35向外顶出，带动所述四边形摆动架运动至所述第一支撑杆33 和所述第二支撑杆34倾斜，同时角度调节动力装置38向内缩回，通过安装在摆动动力装置 35与角度调节动力装置38上面的传感器发出反馈信号，使所述垂直导向架371倾斜。此时整机的高度大大降低，施工工具的重心也位于回转转台22的上方，行走平稳，移动灵活。请参见图1，本实施例在施工时，其工作过程如下中央控制器发出指令，首先摆动动力装置35向内缩回，带动所述四边形摆动架运动至所述第一支撑杆33和所述第二支撑杆34垂直，同时角度调节动力装置38向外顶出，通过安装在摆动动力装置35与角度调节动力装置38上面的传感器发出反馈信号，使所述垂直导向架371垂直。然后施工工具就可以沿所述垂直导向架371垂直上下运动，进行墙面施工。本实施例中，所述垂直导向架371上安装有位置传感器，通过位置传感器来获取调整信号，并通过伺服阀控制所述摆动动力装置35和所述角度调节动力装置38来使所述垂直导向架371处于垂直状态。这些控制方式是本领域内普通工程技术人员所熟知的，在此不再赘述。如图1、图4和图5所示，施工工具升降装置37，包括垂直导向架371，安装在收放调节机械臂上，所述垂直导向架371上设有垂直导向架轨道。内滑架372，安装在所述垂直导向架轨道内，所述内滑架372上固定设有内滑架导轨374，所述内滑架导轨374上安装有施工工具安装座375。内滑架牵引器373，两端分别安装在所述垂直导向架371和所述内滑架372上；所述内滑架牵引器373的升程始端，所述内滑架372下端伸出所述垂直导向架371下所述内滑架牵引器373的升程末端，所述内滑架372上端伸出所述垂直导向架371上端。施工工具安装座牵引装置，包括安装在所述内滑架372顶端的内滑架滑轮376， 所述内滑架滑轮376的下方设有升降滑轮组，还包括牵引钢丝绳377，所述牵引钢丝绳377 的一端固定在所述施工工具安装座375上，所述牵引钢丝绳377绕过所述内滑架滑轮376 和所述升降滑轮组并固定在所述垂直导向架371上，所述升降滑轮组连接有钢丝绳牵引器 378，所述钢丝绳牵引器378安装在所述垂直导向架371上。所述升降滑轮组包括安装在所述垂直导向架371上的定滑轮379，安装在所述钢丝绳牵引器378上的牵引动滑轮380 ；所述牵引钢丝绳377的一端固定在所述施工工具安装座375上，所述牵引钢丝绳377绕过所述内滑架滑轮376、所述牵引动滑轮380、所述定滑轮379且再绕过所述牵引动滑轮380，所述牵引钢丝绳377的末端固定在所述垂直导向架 371 上。本实施例中，所述内滑架牵引器373为液压油缸，所述钢丝绳牵引器378也为液压油缸。如图13所示，所述内滑架372的顶端安装有内滑架高点位置开关381d，当所述内滑架372的顶端接近天花板时，所述内滑架高点位置开关381d发出信号给中央控制器，然后由中央控制器发出停止控制信号给所述内滑架牵引器373，所述内滑架372即处于停止状态，然后中央控制器发出控制信号给所述钢丝绳牵引器378，继续牵引所述施工工具安装座375向上运动；所述垂直导向架371还安装有内滑架低点置开关，限制所述内滑架372下
9降的距离。请参见图5，本实施例施工工具升降装置37的工作过程如下首先，所述内滑架牵引器373升起，所述钢丝绳牵引器378不动，所述内滑架372向上运动，所述内滑架滑轮376 作为动滑轮拉动所述牵引钢丝绳377向上运动，此时所述施工工具安装座375随同所述内滑架372 —起向上运动；当所述内滑架372运动到天花板位置时，所述内滑架牵引器373停止，所述钢丝绳牵引器378收回，带动所述牵引动滑轮380向下运动，此时所述内滑架滑轮 376作为定滑轮参与升降工作，滑轮组的使用可以保证所述钢丝绳牵引器378具有小的行程即可取得所述施工工具大的升程。本实施例通过两次升降操作完成施工工具安装座375的上下运动，结构紧凑，升降平稳，便于自动化工作。如图1、图4和图6所示，抹灰斗装置5，安装在所述施工工具安装座375上，包括抹灰斗51和安装在所述施工工具安装座375上的抹灰斗基座52，所述抹灰斗51和所述抹灰斗基座52之间设有抹灰斗支承伸缩臂53和抹灰斗旋转装置M。所述抹灰斗基座52包括安装在所述施工工具安装座375上的抹灰斗固定座521， 所述抹灰斗固定座521上设有横向滑轨522，所述横向滑轨522上安装有抹灰斗摆动座 523，所述抹灰斗固定座521与所述抹灰斗摆动座523之间设有抹灰斗摆动油缸524。如图7所示，所述抹灰斗支承伸缩臂53包括固定安装在所述抹灰斗摆动座523上的固定套531，所述固定套531上套装有伸缩套532，所述伸缩套532的外端固定安装有所述抹灰斗51，所述固定套531与所述伸缩套532之间设有抹灰斗伸缩油缸533，所述伸缩套 532上设有伸缩导向装置。如图7所示，所述抹灰斗旋转装置M包括套装在所述伸缩套532外的旋转套Ml， 所述旋转套541与所述伸缩套532之间设有导向键542和导向键槽M3，所述旋转套541转动安装在所述抹灰斗摆动座523上，所述旋转套541上固定有旋转齿圈M4，所述旋转齿圈 544啮合有旋转齿条M5，所述旋转齿条545连接有旋转油缸M6，所述旋转油缸546安装在所述抹灰斗摆动座523上；所述导向键542和导向键槽543兼做所述伸缩导向装置。请参见图8和图9，所述抹灰斗51包括抹灰斗体511，所述抹灰斗体511朝向墙面的一侧设有出灰口 512，所述出灰口 512的下边缘设有抹灰板513，所述出灰口 512内安装有甩灰装置，所述抹灰斗体511的侧部安装有甩灰驱动装置。所述甩灰装置与所述出灰口 512之间设有割灰板514，所述割灰板514上设有过灰孔，本实施例中，所述割灰板514采用筛网，所述筛网的网孔为过灰孔。所述甩灰装置包括转动安装于所述抹灰斗体511上的主甩灰轴515，所述主甩灰轴515上安装有甩灰板516，所述主甩灰轴515上方的所述抹灰斗体511上转动安装有副甩灰轴517，所述副甩灰轴517上固定安装有甩灰板516。所述甩灰驱动装置包括安装在所述抹灰斗体511上的甩灰液压马达518，所述甩灰液压马达518通过链条链轮动力连接所述主甩灰轴515，所述主甩灰轴515上固定安装有主甩灰轴齿轮51 ，所述抹灰斗体511上安装有与所述主甩灰轴齿轮51 配合的中间传动齿轮519，所述副甩灰轴517上安装有单向离合器517b，所述单向离合器517b上安装有与所述中间传动齿轮519配合的副甩灰轴齿轮517a。抹灰斗51的伸缩过程如下所述抹灰斗伸缩油缸533伸缩，带动所述伸缩套532沿所述固定套531运动，安装在所述伸缩套532上的所述抹灰斗51向外伸出或向内收回， 在此过程中，所述旋转套541和所述伸缩套532之间的导向键542和导向键槽543起到防止所述抹灰斗51自由转动的作用。抹灰斗51的旋转过程如下所述旋转油缸546带动所述旋转齿条545直线运动， 所述旋转齿条545带动所述旋转套Ml的旋转齿圈544转动，所述旋转齿圈544带动所述旋转套541转动，所述旋转套541通过导向键542和导向键槽543带动所述伸缩套532转动，所述伸缩套532带动所述抹灰斗51实现旋转，所述抹灰斗51由横向位置旋转为竖向位置，这样建筑墙面施工机器人就可以在建筑物内随便移动，不再受门洞的阻碍。本实施例抹灰斗的工作原理如下在正常抹灰过程中，所述甩灰液压马达518通过链条链轮带动所述主甩灰轴515旋转，所述主甩灰轴515的甩灰板516将灰浆甩在抹灰板513和墙面形成的角部，在抹灰斗51的上升过程中完成抹灰工作，此时所述主甩灰轴齿轮51 通过所述中间传动齿轮519带动所述副甩灰轴齿轮517a转动，由于所述副甩灰轴齿轮517a与所述副甩灰轴517之间安装有单向离合器517b，此时所述副甩灰轴517不转动；当抹灰斗51运动到抹灰行程的顶部例如天花板墙角处，所述甩灰液压马达518反转并通过链条链轮带动所述主甩灰轴515反向旋转，所述主甩灰轴齿轮51 通过所述中间传动齿轮519带动所述副甩灰轴齿轮517a反向旋转，所述副甩灰轴齿轮517a通过所述单向离合器517b带动所述副甩灰轴517转动，所述主甩灰轴515的甩灰板516和所述副甩灰轴517 的甩灰板516将灰浆通过所述割灰板514上的过灰孔甩在整个出灰口 512处，然后抹灰斗摆动油缸5 通过所述抹灰斗摆动座523带动所述抹灰斗51横向左右摆动，将出灰口 512 处的墙面抹上灰浆并切断墙面灰浆与抹灰斗51的连接，在抹灰斗51退回过程中，保持该处抹灰面的牢固，在该处只要人工略微修整即可达到施工要求。本实施例中，所述抹灰斗51的顶面和底面分别安装有接近开关，限制所述抹灰斗 51仅在底面和天花板之间上下移动，接近开关的信号传输给中央控制器，然后由中央控制器发出控制信号给所述钢丝绳牵引器378和内滑架牵引器373来实现所述抹灰斗51的升降限制；所述抹灰斗51与施工墙面靠近的侧面安装有距离传感器，距离传感器的信号传输给中央控制器，然后由中央控制器发出控制信号给所述抹灰斗伸缩油缸533，以保证所述抹灰斗51伸出后与墙面的距离，从而实现灰浆层的厚度达到施工要求。接近开关和距离传感器为控制领域的常用技术，在此不再赘述。如图1、图10和图13所示，施工位置锁定装置，包括安装在所述回转转台22上且位于所述回转转台22和地面之间的内升降支撑装置31，所述内升降支撑装置31位于所述底盘11内部；还包括安装在所述垂直导向架371下部的施工支撑装置32，所述内滑架372 顶端安装有内滑架终端固定装置381 ；所述内升降支撑装置31为内升降油缸，所述施工支撑装置32为固定在所述垂直导向架371下部的施工支撑油缸；所述内滑架终端固定装置 381包括固定基座381a，所述固定基座381a内滑动安装有天花板顶柱381b，所述固定基座 381a与所述天花板顶柱381b之间设有弹性装置，本实施例中的弹性装置为压缩弹簧381c， 所述固定基座381a上安装有内滑架高点位置开关381d。施工位置锁定装置的工作原理如下首先摆动动力装置35处于收回位置，带动所述四边形摆动架运动至所述第一支撑杆33和所述第二支撑杆34垂直，同时角度调节动力装置38处于顶出位置，使所述垂直导向架371垂直，然后内升降支撑装置31伸出并与施工支撑装置32配合，使履带仅起整机的支承作用；本实施例中，所述回转转台22上安装有水平位置传感器，所述内升降支撑装置31和所述施工支撑装置32上分别安装有位移传感器。 中央控制器读取水平位置传感器的信号，然后给所述内升降支撑装置31和所述施工支撑装置32发出升降调整信号，调整所述回转转台22处于水平位置，以使本实施例适应不同平整度的地面并能正常工作。然后，内滑架372带动抹灰斗装置5上升且到达天花板位置时， 天花板顶柱381b使压缩弹簧381c压缩，当压缩弹簧381c压缩到一定程度时触发内滑架高点位置开关381d，内滑架372即不再上升，保持内滑架372与天花板之间具有合适的支承压力，以免顶坏楼板。内升降支撑装置31和施工支撑装置32抵靠在地面上，可精确调整垂直导向架371的垂直度，并将垂直导向架371下端定位固定，内滑架372通过内滑架终端固定装置381固定在天花板上，垂直导向架371的设置完全实现自动化，提高了整机工作的稳定性和施工精度。如图1所示，无轨导引装置6，引导所述履带行走装置行走，包括位于行走轨迹端部的基准信号发射装置和安装在所述底盘11上的基准信号接收装置，图1中仅示出了安装在所述底盘11上的基准信号接收装置；本实施例采用激光进行引导，激光发射器放置在建筑墙面施工机器人工作轨迹的终端，激光接收器安装在所述底盘11上，激光接收器的信号输出端电连接至中央控制器，两个所述驱动轮12分别对应安装有编码器，编码器的信号输出端也连接至所述中央控制器，所述中央控制器根据激光接收器和编码器发出的信号，分别控制两个所述驱动轮动力装置15沿设定的直线和设定的距离移动，保证同一墙面不同工位施工的平整性，激光引导是公知成熟的无轨导引技术，在此不再展开描述。当然也可以采用其它公知的引导方式，例如红外线导引方式。本实施例中，所述动力装置为安装在所述回转转台22上的液压站4，为驱动轮动力装置15、回转液压马达23、转台定位锁紧油缸25、内升降支撑装置31、施工支撑装置32、 摆动动力装置35、内滑架牵引器373、钢丝绳牵引器378、角度调节动力装置38、甩灰液压马达518、抹灰斗摆动油缸524、抹灰斗伸缩油缸533和旋转油缸546提供驱动动力。请参见图11和图12，本实施例在施工过程中，尤其在在墙角转换处具有突出的特点。其工作过程如下首先摆动动力装置35处于顶出位置，带动所述四边形摆动架运动至所述第一支撑杆33和所述第二支撑杆34倾斜，同时角度调节动力装置38向内收回，使所述垂直导向架371倾斜，然后内升降支撑装置31伸向地面，内滑架372在内滑架牵引器373 的驱动下也伸向地面，从而使整机脱离地面，同时所述回转转台22两侧的两个转台定位锁紧油缸25带动所述转台定位销柱沈从所述转台定位销套27中拔出，解除所述回转转台22 与所述底盘11之间的定位锁紧状态；所述回转转台22通过回转驱动装置使悬空的所述履带行走装置1旋转90°，实现筑墙面施工机器人在墙角处快速、准确地转向，大大提高了施工的效率。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，例如部分或全部动力装置采用电动驱动，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1权利要求
1.建筑墙面施工机器人，其特征在于，包括履带行走装置，包括底盘，所述底盘两侧分别安装有驱动轮和引导轮，同侧的所述驱动轮和所述引导轮之间安装有履带，两个所述驱动轮分别动力连接有驱动轮动力装置；回转转台装置，包括安装在所述底盘上的回转支承，所述回转支承上安装有回转转台， 所述回转转台上安装有回转驱动装置，所述回转转台与所述底盘之间设有回转制动器；收放调节机械臂，安装在所述回转转台装置上；施工工具升降装置，安装在所述收放调节机械臂上；抹灰斗装置，安装在所述施工工具升降装置上；施工位置锁定装置，安装在所述回转转台装置和所述施工工具升降装置上；无轨导引装置，引导所述履带行走装置行走，包括位于行走轨迹端部的基准信号发射装置和安装在所述底盘上的基准信号接收装置；动力装置，为运动件提供驱动动力，安装在所述回转转台上。
2.如权利要求1所述的建筑墙面施工机器人，其特征在于，所述收放调节机械臂包括铰接在所述回转转台上的第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的上端铰接有悬挂架，所述第一支撑杆、所述第二支撑杆、所述悬挂架和所述回转转台组成四边形摆动架，所述四边形摆动架与所述施工工具升降装置铰接，所述四边形摆动架上安装有摆动动力装置，所述四边形摆动架和所述施工工具升降装置之间还铰接有角度调节动力直ο
3.如权利要求1所述的建筑墙面施工机器人，其特征在于，所述施工工具升降装置包括与所述收放调节机械臂铰接的垂直导向架，所述垂直导向架上设有垂直导向架轨道；所述垂直导向架轨道上安装有内滑架，所述内滑架上固定设有内滑架导轨，所述内滑架导轨上安装有施工工具安装座；所述垂直导向架和所述内滑架之间安装有内滑架牵引器；所述内滑架牵引器的升程始端，所述内滑架下端伸出所述垂直导向架下端；所述内滑架牵引器的升程末端，所述内滑架上端伸出所述垂直导向架上端；施工工具安装座牵引装置，包括安装在所述内滑架顶端的内滑架滑轮，所述内滑架滑轮的下方设有升降滑轮组，还包括牵引钢丝绳，所述牵引钢丝绳的一端固定在所述施工工具安装座上，所述牵引钢丝绳绕过所述内滑架滑轮和所述升降滑轮组并固定在所述垂直导向架上，所述升降滑轮组连接有钢丝绳牵引器，所述钢丝绳牵引器安装在所述垂直导向架上。
4.如权利要求3所述的建筑墙面施工机器人，其特征在于，所述施工位置锁定装置包括安装在所述回转转台上且位于所述回转转台和地面之间的内升降支撑装置，所述内升降支撑装置位于所述底盘内部；还包括安装在所述垂直导向架下部的施工支撑装置，所述内滑架顶端安装有内滑架终端固定装置；所述内升降支撑装置为内升降油缸，所述施工支撑装置为固定在所述垂直导向架下部的施工支撑油缸；所述内滑架终端固定装置包括固定基座，所述固定基座内滑动安装有天花板顶柱，所述固定基座与所述天花板顶柱之间设有弹性装置，所述固定基座上安装有内滑架高点位置开关。
5.如权利要求1所述的建筑墙面施工机器人，其特征在于，所述抹灰斗装置包括抹灰斗和安装在所述施工工具升降装置上的抹灰斗基座，所述抹灰斗和所述抹灰斗基座之间设有抹灰斗支承伸缩臂和抹灰斗旋转装置。
6.如权利要求5所述的建筑墙面施工机器人，其特征在于，所述抹灰斗基座包括安装在所述施工工具升降装置上的抹灰斗固定座，所述抹灰斗固定座上设有横向滑轨，所述横向滑轨上安装有抹灰斗摆动座，所述抹灰斗固定座与所述抹灰斗摆动座之间设有抹灰斗摆动油缸。
7.如权利要求6所述的建筑墙面施工机器人，其特征在于，所述抹灰斗支承伸缩臂包括固定安装在所述抹灰斗摆动座上的固定套，所述固定套上套装有伸缩套，所述伸缩套的外端固定安装有所述抹灰斗，所述固定套与所述伸缩套之间设有抹灰斗伸缩油缸，所述伸缩套上设有伸缩导向装置；所述抹灰斗旋转装置包括套装在所述伸缩套外的旋转套，所述旋转套与所述伸缩套之间设有导向键和导向键槽，所述旋转套转动安装在所述抹灰斗摆动座上，所述旋转套上固定有旋转齿圈，所述旋转齿圈啮合有旋转齿条，所述旋转齿条连接有旋转油缸，所述旋转油缸安装在所述抹灰斗摆动座上；所述导向键和导向键槽兼做所述伸缩导向装置。
8.如权利要求5所述的建筑墙面施工机器人，其特征在于，所述抹灰斗包括抹灰斗体， 所述抹灰斗体朝向墙面的一侧设有出灰口，所述出灰口的下边缘设有抹灰板，所述出灰口内安装有甩灰装置，所述抹灰斗体的侧部安装有甩灰驱动装置；所述甩灰装置包括转动安装于所述抹灰斗体上的主甩灰轴，所述主甩灰轴上安装有甩灰板，所述主甩灰轴上方的所述抹灰斗体上转动安装有副甩灰轴，所述副甩灰轴上固定安装有甩灰板；所述甩灰驱动装置包括安装在所述抹灰斗体上的甩灰液压马达，所述甩灰液压马达通过链条链轮动力连接所述主甩灰轴，所述主甩灰轴上固定安装有主甩灰轴齿轮，所述抹灰斗体上安装有与所述主甩灰轴齿轮配合的中间传动齿轮，所述副甩灰轴上安装有单向离合器，所述单向离合器上安装有与所述中间传动齿轮配合的副甩灰轴齿轮。
9.如权利要求8所述的建筑墙面施工机器人，其特征在于，所述甩灰装置与所述出灰口之间设有割灰板，所述割灰板上设有过灰孔。
10.如权利要求1-9任一权利要求所述的建筑墙面施工机器人，其特征在于，所述回转转台与所述底盘之间设有回转转台定位锁紧装置；所述回转转台定位锁紧装置包括安装在所述回转转台上的至少一个转台定位锁紧油缸，所述转台定位锁紧油缸连接有转台定位销柱，所述底盘上固定设有与所述转台定位销柱对应的转台定位销套。
全文摘要
本发明公开了一种建筑墙面施工机器人，包括履带行走装置、回转转台装置、收放调节机械臂、施工工具升降装置、抹灰斗装置、施工位置锁定装置、无轨导引装置和动力装置；本发明结构紧凑，行走平稳、移动灵活、转向准确，施工工具升程大，施工工具升降装置的设置完全实现自动化，施工过程完全模仿人工抹灰方式，无轨导引，避免了铺设导轨的麻烦，施工质量和施工效率大大提高。
文档编号E04F21/08GK102383585SQ20111035821
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者蒋京德, 蒋学凯 申请人:蒋京德