划线装置及机器人的制作方法

1.本技术涉及划线设备技术领域，具体而言，涉及一种划线装置及机器人。


背景技术：

2.在车位施工、路面施工等场景中，常出现需要在地面喷涂划线的情况，目前常通过载有涂料的划线车来划线，划线车按照规划好的路径行走，以带动划线车上的喷枪在地面上完成划线工作，由于地面不平整、划线车振动等干扰因素，现有的划线车的划线宽度难以保持一致。


技术实现要素：

3.本技术旨在提供一种划线装置及机器人，以解决现有技术中划线车的划线宽度难以保持一致的问题。
4.本技术的实施例是这样实现的：
5.第一方面，本技术实施例提供一种划线装置，其包括：
6.基体；
7.喷枪，可移动地连接于所述基体，以用于向工作面喷涂划线；
8.测距传感器，被配置为可与所述喷枪同步移动以检测所述喷枪与工作面的距离；
9.驱动机构，设置于基体以用于驱动所述喷枪移动；
10.控制器，分别与所述测距传感器、所述驱动机构电连接，并根据所述测距传感器的检测结果控制所述驱动机构工作，以驱动所述喷枪移动从而调节划线宽度。
11.本技术提供的划线装置的喷枪被配置为可靠近或远离工作面，测距传感器在划线过程中向控制器实时反馈喷枪与工作面的距离，控制器根据测距传感器反馈的检测结果控制驱动机构实时移动喷枪，补偿由于振动、地面不平整等干扰因素导致的喷枪与工作面的距离变化，从而排除干扰因素影响，使喷枪与工作面的距离保持恒定，确保工作面上形成的划线的宽度保持一致。
12.在本技术的一种实施例中，所述划线装置包括：
13.滑块，固定设置于所述基体；
14.安装座，设有与所述滑块配合的导轨，所述喷枪和所述测距传感器设置于所述安装座，所述安装座与所述驱动机构的输出端连接。
15.在上述技术方案中，安装座与导轨结合，使得基体本身仅需设置较小的滑块，基体的体积可以设置地相对较小，以免基体体积过大而不便于装配和运输。
16.而且导轨在安装座上时，导轨朝向基体的表面，安装板起到遮蔽导轨的作用，起到保护导轨的作用。
17.在本技术的一种实施例中，所述划线装置包括：
18.触发开关，设置于基体并与所述控制器电连接，所述触发开关被配置为当所述喷枪与工作面处于设定距离时被触发并向所述控制器发出零点位置信号。
19.在上述技术方案中，在电机失步时或开机时，控制器控制驱动机构移动喷枪，当移动至触发开关被触发时，控制器接收到零点位置信号并记录此时测距传感器的检测结果，起到校准喷枪高度的目的，以使划线宽度更准确。
20.在本技术的一种实施例中，所述触发开关设置在所述安装座的移动路径上且位于所述安装座远离所述工作面的一侧。
21.在上述技术方案中，触发开关位于安装座上方，可用于软限位，以控制喷枪的最大喷涂距离，以免距离过远，喷涂效果不佳。
22.在本技术的一种实施例中，所述驱动机构包括步进电机和丝杠螺母副，所述步进电机固定设置于所述基体，所述步进电机的输出端连接丝杠的一端，螺母与安装座连接。
23.在上述技术方案中，步进电机和丝杠螺母副具有调节精度高的特点，能够相对精准的调节划线宽度。
24.在本技术的一种实施例中，所述丝杠螺母副的丝杠采用梯形丝杠。
25.在上述技术方案中，梯形丝杠具有能够自锁的特点，在步进电机断电时能够防止喷枪失控下坠，以免影响划线宽度，及避免喷枪下坠至撞击地面而损坏。
26.在本技术的一种实施例中，所述喷枪上形成有安装轴，所述安装座上形成有第一v型块，所述划线装置包括第二v型块，所述第二v型块可拆卸地连接于所述第一v型块以将所述安装轴夹紧。
27.一般而言，不同口径的喷枪的外部尺寸也不同，也就是说其安装轴也可能有大小区别，在上述技术方案中，对于不同直径大小的安装轴，两个v型块都能够配合以夹紧固定，使得划线装置能够更换不同口径的喷枪。
28.在本技术的一种实施例中，所述划线装置包括第一顶锥和第二顶锥，所述第一顶锥和所述第二顶锥分别可移动地设置于所述安装座，以用于限制所述喷枪在水平方向上摆动。
29.在上述技术方案中，第一顶锥和第二顶锥进一步定位喷枪，在移动过程中避免喷枪摆动而导致划线不直或导致划线宽度不一致，在转向过程中避免喷枪摆动而导致两个方向的划线搭接错位。
30.在本技术的一种实施例中，所述喷枪上形成有用于与所述顶锥配合的顶紧孔。
31.在上述技术方案中，顶锥插入顶紧孔，以免顶锥相对于喷枪滑移，进一步提高定位效果。
32.第二方面，本技术实施例提供一种机器人，其包括行走装置和前述的划线装置，所述划线装置的基体连接于所述行走装置。
33.本技术提供的机器人利用行走装置带动划线装置移动以在工作面上划线，在划线过程中，控制器根据测距传感器反馈的检测结果控制驱动机构实时移动喷枪，从而能够排除行走装置和划线装置振动等干扰因素影响，使喷枪与工作面的距离保持恒定，确保工作面上形成的划线的宽度保持一致。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对
范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1为本技术实施例提供的机器人的结构示意图；
36.图2为本技术实施例提供的划线装置在第一视角下的结构示意图；
37.图3为本技术实施例提供的划线装置在第二视角下的结构示意图；
38.图4为本技术实施例提供的安装座装配于基体的结构示意图；
39.图5为本技术实施例提供的喷枪装配于安装座的结构示意图；
40.图6为图5的a部分放大图。
41.图标：1
‑
行走装置；11
‑
激光雷达；2
‑
划线装置；100
‑
基体；110
‑
转轴；120
‑
滑块；200
‑
安装座；210
‑
导轨；220
‑
第一v型块；230
‑
第二v型块；240
‑
第一顶锥；241
‑
第一定位座；250
‑
第二顶锥；251
‑
第二定位座；260
‑
限位口；300
‑
喷枪；300a
‑
喷射口；310
‑
安装轴；320
‑
定位架；321
‑
顶紧孔；330
‑
涂料输入管；400
‑
驱动机构；410
‑
固定座；420
‑
轴承座；430
‑
步进电机；440
‑
丝杠螺母副；500
‑
测距传感器；600
‑
触发开关。
具体实施方式
42.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
43.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，本技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.此外，本技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
45.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
46.实施例
47.在车位施工、路面施工等场景中，常出现需要在地面喷涂划线的情况。以车位线划线施工为例，目前主要以人工操作为主，流程一般是：先在地面粘贴美纹纸，美纹纸未覆盖的位置限定出划线宽度，然后向地面喷洒涂料，最后撕除美纹纸，地面上留下划线。
48.现有施工方式耗费人工大，施工效率低，对此本技术提供一种机器人，如图1所示，机器人包括行走装置1和划线装置2，行走装置1搭载划线装置2行走，划线装置2在跟随行走
过程中向工作面喷洒涂料，从而形成划线。该机器人划线时可以省去粘贴和撕除美纹纸的步骤，提高施工效率。
49.在一些实施例中，机器人还设有激光雷达11，激光雷达11安装在行走装置1上。激光雷达11用于实时扫描周边环境，建立实时地图，通过将实时地图与数据库地图对比，实时定位机器人自身位置并自主识别周边环境，从而机器人能够控制行走装置1按照数据库地图中设定的路线行走，自动完成划线施工，进一步提高施工效率。
50.发明人发现，有时存在划线宽度不一致的问题。发明人进一步发现，这是由于行走装置1行走过程中可能存在颠簸、振动等干扰因素，划线装置2随行走装置1抖动，致使划线装置2相对工作面发生距离变化而导致的。当划线装置2距离工作面较远时喷涂范围较大，则划线宽度较宽；当划线装置2距离工作面较近时喷涂范围较小，则划线宽度较窄。
51.为解决划线宽度不一致的问题，如图2和图3所示，划线装置2被配置为包括基体100、喷枪300、测距传感器500、驱动机构400和控制器。
52.其中，基体100用于连接行走装置1。
53.喷枪300可移动地连接于基体100，以用于向工作面喷涂划线。
54.测距传感器500被配置为可与喷枪300同步移动，以便检测喷枪300与工作面的距离。
55.驱动机构400，设置于基体100以用于驱动喷枪300移动。
56.控制器，分别与测距传感器500、驱动机构400电连接，并根据测距传感器500的检测结果控制驱动机构400工作，以驱动喷枪300移动从而调节划线宽度。
57.也就是说，控制器根据测距传感器500的反馈能够获知喷枪300与工作面之间的距离变化，从而控制驱动机构400驱动喷枪300实时移动以补偿该距离变化，使得喷枪300与工作面的距离保持恒定，确保工作面上形成的划线的宽度保持一致。
58.这里所说的喷枪300与工作面的距离是指，喷枪300用于输出涂料的喷射口300a与工作面的距离。从图2和图3中可见，喷射口300a相对于喷枪300的本体固定的，且靠近工作面。在其他实施例中，喷枪300的喷射口300a也可以是能够相对于其本体可活动的，在这种情况下，驱动机构400主要用于驱使喷射口300a移动，以使喷射口300a与工作面的距离恒定。
59.在一些实施例中，喷枪300的喷射口300a被配置为扇形喷嘴。扇形喷嘴喷射出的涂料基本沿一扇形平面，涂料颗粒的落点相对集中，且喷涂范围和距离的相关度更高，能够更好地适用于本技术。
60.需要说明的是，行走装置1的行走面和划线装置2的工作面可以是同一个面，也可以是不同的面。
61.例如，行走装置1在地面上行走，划线装置2向墙面上喷涂，此为行走面与工作面不同的情况之一，当然还可能存在其他的行走面与工作面不同的情况，本领域技术人员应能理解其发明构思在本技术的范围内，这里不再穷举。
62.本实施例中，以行走面和工作面为同一个面为例进行说明，如：行走装置1在地面上行走，划线装置2向地面上喷涂。划线装置2受到振动时，控制器根据测距传感器500的反馈的检测结果控制驱动机构400工作，驱动机构400驱动喷枪300相对于地面升降以补偿距离变化，以使喷枪300与地面的距离保持恒定，确保地面上形成的划线的宽度保持一致。
63.为实现喷枪300和测距传感器500同步移动的目的，及保证喷枪300安装稳定的目的，划线装置2还包括滑块120和安装座200。
64.滑块120固定于基体100。
65.安装座200设有导轨210，安装座200通过导轨210配合于滑块120，以实现可移动地连接于基体100。
66.由于安装座200与导轨210结合，使得基体100本身仅需设置较小的滑块120，基体100的体积可以设置地相对较小，以免基体100体积过大而不便于装配和运输。且导轨210朝向基体100的表面，安装板起到遮蔽导轨210的作用，起到保护导轨210的作用。
67.喷枪300和测距传感器500分别安装于安装座200。
68.可选地，测距传感器500通过螺钉连接、粘结、卡接等方式直接固定于安装座200。测距传感器500可以是红外线传感器、激光传感器等。
69.基于便于维修更换喷枪300的考虑，安装座200上设置夹持机构，利用夹持机构夹紧固定喷枪300，以使喷枪300便于拆卸且能够被较好的定位。
70.夹持机构包括第一v型块220和第二v型块230，第一v型块220固定于安装座200或与安装座200一体成型，第二v型块230可拆卸地连接于第一v型块220。第二v型块230连接于第一v型块220时，可将喷枪300夹紧，以使喷枪300固定于安装座200。
71.如图4和图5所示，喷枪300上形成有安装轴310，第一v型块220和第二v型块230上分别形成有v型槽，第二v型块230连接于第一v型块220时两个v型槽相对，两个v型槽的内壁抵紧安装轴310以固定喷枪300。
72.对于不同口径的喷枪300而言，其外部尺寸一般不相同，即整体大小不同，相应的其安装轴310也可能存在直径大小区别，两个v型槽能够配合夹紧一定直径大小范围内的安装轴310，从而该划线装置2能够适配于不同口径的喷枪300。
73.安装座200的移动路径平行于喷枪300的移动路径，在本实施例中安装座200可升降地连接于基体100，以使喷枪300可相对于地面升降。驱动机构400的输出端连接安装座200，以驱动喷枪300和测距传感器500同步升降。
74.为防止喷枪300沿水平方向摆动，导致出现划线弯曲或划线宽度变化的情况，安装座200上还设有第一顶锥240和第二顶锥250，第一顶锥240和第二顶锥250配合顶紧喷枪300，以防喷枪300在水平方向上摆动。
75.沿喷枪300的高度方向上，第一v型块220和第二v型块230配合固定喷枪300的一个部位，第一顶锥240和第二顶锥250配合固定喷枪300的另一个部位，在两个定位点的共同作用下，喷枪300在水平方向上定位，从而不会沿水平方向摆动。
76.为便于安装喷枪300，第一顶锥240和第二顶锥250分别被配置为可相对于安装座200移动。
77.例如，在一些实施例中，第一顶锥240和第二顶锥250分别滑动连接在安装座200上，滑动方向为水平方向，当第一顶锥240和第二顶锥250顶紧喷枪300时，采用螺钉将第一顶锥240和第二顶锥250固定以使二者保持顶紧状态。当然也可以采用其他方式保持顶紧，例如分别在两个顶锥和安装座200之间设置弹性支撑件，两个弹性支撑件分别驱使顶锥靠近喷枪300以顶紧。
78.本实施例中，第一顶锥240和第二顶锥250中的至少一者被配置为可拆卸地连接于
安装座200，喷枪300通过第一v型块220和第二v型块230夹紧后，再将第一顶锥240和第二顶锥250中被拆卸的一个或两个装配在安装座200上，以顶紧喷枪300。
79.具体地，安装座200上设有第一定位座241和第二定位座251，第一定位座241和第二定位座251上分别设有螺纹通孔，第一顶锥240设置在第一定位座241的螺纹通孔中，第二顶锥250设置在第二定位座251的螺纹通孔中。
80.将第一顶锥240从第一定位座241的螺纹通孔拧入，将第二顶锥250从第二定位座251的螺纹通孔拧入，调整第一顶锥240和第二顶锥250的位置，以使喷枪300保持竖直并被抵紧。
81.为更好地定位喷枪300，喷枪300上形成有顶紧孔321，两个顶锥分别进入顶紧孔321，以防止顶锥在喷枪300的表面滑移。
82.在一些实施例中，顶紧孔321直接形成在喷枪300的本体上。
83.在另一些实施例中，喷枪300上设有一定位架320，定位架320的一端连接喷枪300的本体，定位架320的另一端形成顶紧孔321。顶紧孔321可以是形成在定位架320的两个相背的表面上的两个沉孔；顶紧孔321也可以如图5和图6所示，图5和图6中隐去了第一定位座241的局部以便露出顶紧孔321，可见顶紧孔321是贯穿定位架320的一个通孔。
84.安装喷枪300时，使定位架320的另一端伸入第一定位座241和第二定位座251之间，以使第一定位座241和第二定位座251分列定位架320的两侧，然后再将第一顶锥240和第二顶锥250分别从定位架320的两侧拧入顶紧孔321。
85.另外，前述的基体100可被配置为通过转轴110连接于行走装置1，行走装置1上设置转动驱动机构400，以驱动划线装置2绕转轴110转动。
86.在一些实施例中，基体100的转轴110与喷枪300的安装轴310同轴，基体100转动能够带动喷枪300原地转动，从而改变划线宽度的方向，此时行走装置1沿垂直于划线宽度的方向行走，则能够形成两条相同宽度的划线，且两条划线刚好搭接。
87.故通过前述的第一v型块220和第二v型块230、第一顶锥240和第二顶锥250定位，避免喷枪300晃动，还能够避免划线转向时两条划线搭接错位。
88.另外，行走装置1上还设有涂料储存部件，喷枪300还需连接该涂料储存部件。在一些实施例中，喷枪300上设有涂料输入管330，涂料输入管330的管口通过软管连通涂料储存部件。
89.为免软管牵扯喷枪300，导致喷枪300摆动，安装座200上还形成有限位口260，涂料输入管330穿设于限位口260，利用限位口260限制涂料输入管330的偏移范围，从而避免喷枪300被过度牵扯而摆动。
90.前述的用于驱动喷枪300升降的驱动机构400包括步进电机430和丝杠螺母副440。
91.为便于安装，驱动机构400还包括固定座410，固定座410固定连接于基体100，步进电机430安装于固定座410。
92.步进电机430的输出端连接丝杠的一端，螺母则与前述的安装座200连接，步进电机430通过丝杠螺母副440驱动安装座200升降，以带动喷枪300。
93.为简化结构，使结构更紧凑，螺母连接在安装座200上的第一v型块220上。第一v型块220上设有通孔，螺母嵌入并固定在该通孔内，步进电机430转动时丝杠转动，螺母与其所连接的第一v型块220及安装座200一起升降。
94.为使升降更稳定，固定座410上形成有轴承座420，丝杠的另一端连接于轴承座420，以使丝杠保持稳定。
95.为防止步进电机430断电时喷枪300失控下坠，导致出现划线宽度改变的问题，甚至出现喷枪300撞击地面而损坏的问题，前述的丝杠螺母副440采用梯形丝杠。
96.另外，安装座200的移动路径的至少一端设置有触发开关600，触发开关600与控制器电连接，当触发开关600被触发时向控制器发出信号，触发开关600可用于限定安装座200的移动行程。
97.如：触发开关600设于基体100且位于滑块120的下方，当触发开关600被触发时，控制器控制步进电机430停止转动，以免喷枪300过度下降而触地。
98.如：触发开关600设于基体100且位于滑块120的上方，当触发开关600被触发时，控制器控制步进电机430停止转动，以免过度移动导致安装座200滑脱。
99.另外，触发开关600还可以起到校准的作用，定义触发开关600被触发时发出的信号为零点位置信号。
100.在电机失步时，或者是划线装置2刚开机时，控制器控制驱动机构400移动喷枪300，当移动至触发开关600被触发时，控制器接收到零点位置信号并记录此时测距传感器500的检测结果，然后控制器以此零点位置的距离值为基准来控制步进电机430转动，以起到精确调节喷枪300高度的作用，进而起到精确调节划线宽度的作用。
101.本实施例中，触发开关600位于安装座200上方，即位于安装座200远离工作面的一侧，以便控制喷枪300的最大喷涂距离，以免距离过远，喷涂效果不佳。
102.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。