一种智能喷浆机器人的制作方法

1.本发明涉及矿山工程技术领域，具体为一种智能喷浆机器人。


背景技术：

2.目前，隧道、矿山工程用喷浆工艺应用广泛，被大量应用于隧道、矿山的喷浆支护、围岩封闭及采空区密闭等。但传统的人工喷浆工艺，往往存在施工现场浮尘多、环境差，搭脚手架等工序繁杂、安全隐患多，浆料回弹率高、喷浆不均匀，人工操作无法保持喷枪与受喷面垂直等问题。且无法实现喷涂的自动化、智能化，无法实现喷涂频率和浆料反应的高度协调、无法实现自移式喷涂施工、无法实现自动识别、情景扫描等功能，造成喷浆施工和喷涂封闭质量效果差，甚至出现安全事故。
3.为便于现场施工，提高喷浆效率，确保喷浆效果，基于国家煤矿安全监察局下发的《煤矿机器人重点研发目录》(2019年1号文公告)，研发适于隧道、矿山工程用中小型喷浆机器人迫在眉睫，可有效改善职工作业环境，减少安全隐患，提高喷浆质量和工效，具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种智能喷浆机器人，具备便于现场施工，提高喷浆效率，确保喷浆效果的优点，解决了传统的人工喷浆工艺，往往存在施工现场浮尘多、环境差，搭脚手架等工序繁杂、安全隐患多，浆料回弹率高、喷浆不均匀，人工操作无法保持喷枪与受喷面垂直等问题。且无法实现喷涂的自动化、智能化，无法实现喷涂频率和浆料反应的高度协调、无法实现自移式喷涂施工、无法实现自动识别、情景扫描等功能，造成喷浆施工和喷涂封闭质量效果差，甚至出现安全事故的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能喷浆机器人，包括其它存放区、备件存放区、浆料箱和底板，所述底板的上方安装有托板，所述托板的一端安装有浆料箱，所述浆料箱的一侧设有备用b料区和备用a料区，所述备用b料区和备用a料区背离浆料箱的一侧安装有其它存放区和备件存放区，所述底板的底端表面安装有行走轮，所述浆料箱的顶端表面转动安装有转盘，所述转盘上活动安装有机械臂，所述机械臂背离转盘的一端安装有喷枪，所述喷枪上均匀安装有喷头。
6.优选的，所述其它存放区位于备用b料区的一侧，所述备件存放区位于备用a料区的一侧。
7.优选的，所述底板底端的行走轮也可由行走履带替代。
8.优选的，所述底板与托板之间均匀安装有升降装置。
9.优选的，所述浆料箱背离备用b料和备用a料的一侧表面安装有摄像头和控制面板。
10.优选的，所述喷枪具有摆动和转动功能，可根据不同条件安装多个喷枪或每个喷枪配多个喷头。
11.优选的，转盘可水平360
°
转动，便于全方位喷浆作业。
12.优选的，所述机械臂可上下摆动、左右摆动、水平前进后退及手腕转动，可使用6dof手柄或游戏摇杆等实现喷浆完全跟随手部动作完成，实现喷涂臂展0～2m，有臂架运动智能控制功能，内部有连接浆料箱的输送管路，所述喷枪或机械臂内置流量传感器，并将信号传至控制系统，所述浆料箱内部安装有精准定位设备，并与现场定位系统兼容，实现喷浆、涂浆机器人的精准定位。
13.优选的，所述浆料箱内部放置有储存b料和a料两个料筒或单料筒，可通过设置流量监控传感器实现自动浆液配比，且浆料箱内部可根据浆液搅拌需求安装搅拌器，进行人工搅拌或实现自动搅拌功能，浆液在混合输出前，经过加热管道预热，达到设定恒定温度范围，所述浆料箱内部安装有精准定位设备，并与现场定位系统兼容，实现喷浆机器人的精准定位。
14.优选的，所述喷枪前端和底板上安置有测距传感器或激光测距雷达，智能控制喷头与作业面最佳距离，实现喷涂均匀、自动找平不均匀区域。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.本发明控制系统由控制面板、摄像头和电路组成，具有ai智能、电路控制、信号传输、影像扫描和识别、实时记录功能，能实现搅拌、喷浆作业、机械臂和喷枪摆动或转动、设备升降、设备行走、数据存储和传输等目的；摄像头具有快速扫描、3d物体识别、智能巡检、智能避障、智能测温等功能，可配合喷浆装置实现喷射路径智能规划、喷涂厚度控制和找平等功能，配合控制系统实现喷浆空间的智能建模，并实时监控喷射区浆料反应温度，当浆料反应温度≥90℃时，自动报警和停止工作，摄像头附近设有保护凹槽，不用时可收进凹槽加以保护，施工作业时又可伸出实现360
°
全方位扫描、摄像，喷浆量、喷浆压力、浆料反应温度、喷枪距离和角度等数据均在控制面板中显示；
17.本发明遥控系统主要由遥控器、信号接收反馈装置等组成，可实现远程控制设备行走、机械臂摆动、喷浆、搅拌、升降等操作及其它设备控制系统具有的功能；
18.通过设置升降装置，升降装置能实现设备的升降以适用不同高度的喷浆作业，适应喷涂高度0～4.5m；并可侧斜以适应局部边角等不易喷(浆)涂的地方；升降装置可以是剪叉式、导轨式等多种形式，动力源可采用液压、气动、电动等；
19.通过设置行走轮，行走轮可由履带或轨道替代，能适用地面起伏较大等复杂条件下的行走，可根据现场不同条件更换行走装置，并与远程控制和智能控制系统连接，实现自移式喷涂施工；
20.存放区包括备料区、备件存放区、消防器材存放区和其它存放区，其中备料区可根据不同浆料分别存放a料和b料，并有隔板将ab料分开放置。
附图说明
21.图1为本发明的主视结构示意图；
22.图2为本发明的另一实施例主视结构示意图。
23.图中：1、其它存放区；2、备件存放区；3、备用b料；4、备用a料；5、机械臂；6、喷枪；7、喷头；8、转盘；9、摄像头；10、控制面板；11、浆料箱；12、升降装置；13、底板；14、行走轮；15、托板；16、行走履带。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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发明中的具体含义。
27.本发明提供的一种智能喷浆机器人的技术方案
28.实施例1：
29.一种智能喷浆机器人，包括其它存放区1、备件存放区2、浆料箱11和底板13，底板13的上方安装有托板15，底板13与托板15之间均匀安装有升降装置12，升降装置12能实现设备的升降以适用不同高度的喷浆作业，适应喷涂高度0～4.5m；并可侧斜以适应局部边角等不易喷(浆)涂的地方；升降装置12可以是剪叉式、导轨式等多种形式，动力源可采用液压、气动、电动等，托板15的一端安装有浆料箱11，浆料箱11内部安装有精准定位设备，并与现场定位系统兼容，实现喷浆机器人的精准定位,浆料箱11内部可根据浆液搅拌需求安装搅拌器，进行人工搅拌或实现自动搅拌功能，浆液在混合输出前，经过加热管道预热，达到设定恒定温度范围，便于材料最优反应温度下施工,浆料箱11内部可放置储存b料和a料两个料筒或单料筒，浆料箱11背离备用b料3和备用a料4的一侧表面安装有摄像头9和控制面板10，控制系统由控制面板10、摄像头9和电路组成，具有ai智能、电路控制、信号传输、影像扫描和识别、实时记录功能，能实现搅拌、喷浆作业、机械臂5和喷枪6摆动或转动、设备升降、设备行走、数据存储和传输等目的，由于机器人与人共同处在一个环境，因此，需要选择协作机器人，协作机器人使用柔性电机，通过电流变化实现碰撞保护，能够降低现场人员的操作风险，为保障机械臂运动不与本体发生干涉，将在机器人控制软件上设计本体模型，以便使机械臂在路径规划时避开本体；摄像头9具有快速扫描、3d物体识别、智能巡检、智能避障、智能测温等功能，可配合喷浆装置实现喷射路径智能规划、喷涂厚度控制和找平等功能，配合控制系统实现喷浆空间的智能建模，并实时监控喷射区浆料反应温度，当浆料反应温度≥90℃时，自动报警和停止工作，摄像头9附近设有保护凹槽，不用时可收进凹槽加以保护，施工作业时又可伸出实现360
°
全方位扫描、摄像，喷浆量、喷浆压力、浆料反应温度、喷枪6距离和角度等数据均在控制面板10中显示，遥控系统主要由遥控器、信号接收反馈装置等组成，可实现远程控制设备行走、机械臂5摆动、喷浆、搅拌、升降等操作及其它设备控制系统具有的功能，浆料箱11的一侧安装有备用b料3和备用a料4，备用b料3和备用a料4背
离浆料箱11的一侧安装有其它存放区1和备件存放区2，存放区包括备料区、备件存放区2、消防器材存放区和其它存放区1，其中备料区可根据不同浆料分别存放a料和b料，并有隔板将ab料分开放置。
30.底板13的底端表面安装有行走轮14，行走轮14可由履带或轨道替代，能适用地面起伏较大等复杂条件下的行走，可根据现场不同条件更换行走装置，并与远程控制和智能控制系统连接，实现自移式喷涂施工，底板13底端的行走轮14也可由行走履带16替代，浆料箱11的顶端表面转动安装有转盘8，转盘8可水平360
°
转动，便于全方位喷浆作业,转盘8上活动安装有机械臂5，机械臂5可上下摆动、左右摆动、水平前进后退及手腕转动，可使用6dof手柄或游戏摇杆等实现喷浆完全跟随手部动作完成，实现喷涂臂展0～2m，有臂架运动智能控制功能，内部有连接浆料箱11的输送管路，喷枪6或机械臂5内置流量传感器，并将信号传至控制系统，机械臂5背离转盘8的一端安装有喷枪6，喷枪6具有摆动和转动功能，可根据不同条件安装多个喷枪6或每个喷枪6配多个喷头7，喷枪6上均匀安装有喷头7，喷枪6前端和底板13上安置有测距传感器或激光测距雷达，智能控制喷头7与作业面最佳距离，实现喷涂均匀、自动找平不均匀区域。
31.实施例2：
32.一种智能喷浆机器人，包括其它存放区1、备件存放区2、浆料箱11和底板13，底板13的上方安装有托板15，底板13与托板15之间均匀安装有升降装置12，升降装置12能实现设备的升降以适用不同高度的喷浆作业，适应喷涂高度0～4.5m；并可侧斜以适应局部边角等不易喷(浆)涂的地方；升降装置12可以是剪叉式、导轨式等多种形式，动力源可采用液压、气动、电动等，托板15的一端安装有浆料箱11，浆料箱11内部安装有精准定位设备，并与现场定位系统兼容，实现喷浆机器人的精准定位,浆料箱11内部可根据浆液搅拌需求安装搅拌器，进行人工搅拌或实现自动搅拌功能，浆料箱11内部放置有储存b料和a料两个料筒或单料筒，浆料箱11背离备用b料3和备用a料4的一侧表面安装有摄像头9和控制面板10，控制系统由控制面板10、摄像头9和电路组成，具有ai智能、电路控制、信号传输、影像扫描和识别、实时记录功能，能实现搅拌、喷浆作业、机械臂5和喷枪6摆动或转动、设备升降、设备行走、数据存储和传输等目的，由于机器人与人共同处在一个环境，因此，需要选择协作机器人，协作机器人使用柔性电机，通过电流变化实现碰撞保护，能够降低现场人员的操作风险，为保障机械臂运动不与本体发生干涉，将在机器人控制软件上设计本体模型，以便使机械臂在路径规划时避开本体；摄像头9具有快速扫描、3d物体识别、智能巡检、智能避障、智能测温等功能，可配合喷浆装置实现喷射路径智能规划、喷涂厚度控制和找平等功能，配合控制系统实现喷浆空间的智能建模，并实时监控喷射区浆料反应温度，当浆料反应温度≥90℃时，自动报警和停止工作，摄像头9附近设有保护凹槽，不用时可收进凹槽加以保护，施工作业时又可伸出实现360
°
全方位扫描、摄像，喷浆量、喷浆压力、浆料反应温度、喷枪6距离和角度等数据均在控制面板10中显示，遥控系统主要由遥控器、信号接收反馈装置等组成，可实现远程控制设备行走、机械臂5摆动、喷浆、搅拌、升降等操作及其它设备控制系统具有的功能，浆料箱11的一侧安装有备用b料3和备用a料4，备用b料3和备用a料4背离浆料箱11的一侧安装有其它存放区1和备件存放区2，存放区包括备料区、备件存放区2、消防器材存放区和其它存放区1，其中备料区可根据不同浆料分别存放a料和b料，并有隔板将ab料分开放置。
33.底板13的底端表面安装有行走履带16，行走履带16可由胶轮或轨道替代，能适用地面起伏较大等复杂条件下的行走，可根据现场不同条件更换行走装置，并与远程控制和智能控制系统连接，实现自移式喷涂施工，浆料箱11的顶端表面转动安装有转盘8，转盘8可水平360
°
转动，便于全方位喷浆作业，转盘8上活动安装有机械臂5，机械臂5可上下摆动、左右摆动、水平前进后退及手腕转动，可使用6dof手柄或游戏摇杆等实现喷浆完全跟随手部动作完成，实现喷涂臂展0～2m，有臂架运动智能控制功能，内部有连接浆料箱11的输送管路，喷枪6或机械臂5内置流量传感器，并将信号传至控制系统，机械臂5背离转盘8的一端安装有喷枪6，喷枪6具有摆动和转动功能，可根据不同条件安装多个喷枪6或每个喷枪6配多个喷头7，喷枪6上均匀安装有喷头7，喷枪6前端和底板13上安置有测距传感器或激光测距雷达，智能控制喷头7与作业面最佳距离，实现喷涂均匀、自动找平不均匀区域。
34.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。