一种悬吊式高层建筑外墙多自由度粉刷机的制作方法

本发明涉及一种外墙粉刷机，具体涉及一种悬吊式高层建筑外墙多自由度粉刷机。

背景技术：
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在建筑施工中，粉刷作业是必不可少的一项工作，但现有建筑多是高层建筑，导致粉刷工作经常是高空作业，现有方式多采用人工高空作业的方式来完成，其操作难度大，常常出现各处粉刷不均匀、不一致的现象，常常需要返工，不仅粉刷质量差，而且工作效率极低，会大大拖延建筑施工进度，且此种粉刷方式危险性较大，对粉刷工人的安全防护措施过于简单；

现有方式中也有通过自动粉刷机来进行高空粉刷作业的，但现有粉刷机上的粉刷设备多数只能进行垂直移动来对墙面进行小范围粉刷，其粉刷效率低，此外，现有高空作业粉刷机多数只能对同一侧的墙面进行粉刷，且更适于粉刷较为规则平整的墙面，对于一些不规则不平整的复杂墙面，其粉刷难度较大，甚至无法进行粉刷，其使用具有一定的局限性，无法满足不同墙面的粉刷需求。

技术实现要素：
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本发明为克服上述不足，提供了一种悬吊式高层建筑外墙多自由度粉刷机，其不仅可粉刷较为平整的规则墙面，而且可粉刷不规则不平整的复杂墙面，降低的粉刷机的粉刷难度，提高了粉刷效率。

本发明的悬吊式高层建筑外墙多自由度粉刷机，包括粉刷机本体、喷枪承载单元

和两个悬吊架体，为实现上述目的所采用的技术方案在于：其中一个悬吊架体上设有提升机，提升机连接有钢丝绳，钢丝绳的一端绕过该悬吊架体后，再绕过粉刷机本体上的滑轮后固定在另一个悬吊架体上的滑轮上，所述喷枪承载单元包前粉刷装置和粉刷机械臂，两者均设置在粉刷机本体上，两者上端均设置有用来固定喷枪的喷枪爪。

作为本发明的进一步改进，所述前粉刷装置包括前粉刷架体和喷枪爪一，前粉刷架体固定在粉刷机本体的外顶部，喷枪爪一固定在前粉刷架体的顶部；所述粉刷机械臂的顶端设有喷枪爪二、底端通过机械臂旋转机构固定在粉刷机本体的表面上。如此设置，通过喷枪爪一和喷枪爪二固定涂料的喷枪，用前粉刷装置上的喷枪对规则墙面进行粉刷，用粉刷机械臂上的喷枪对不规则墙面进行粉刷。

作为本发明的进一步改进，所述前粉刷架体的顶部设有调节导杆，调节导杆上设有滑块，滑块连接喷枪爪一。如此设置，可调节喷枪爪一在前粉刷架体上的位置。

作为本发明的进一步改进，所述机械臂旋转机构包括电机、主动轮、从动轮和旋转主体，主动轮与从动轮啮合传动，主动轮设于电机的输出轴上，从动轮设于旋转主体的下端，旋转主体的上端与粉刷机械臂的底端转动连接。从而通过电机驱动旋转主体带动粉刷机械臂旋转。

作为本发明的进一步改进，所述粉刷机械臂包括臂一、臂二、臂三，所述臂一的一端通过肩关节转动副与旋转主体的上端相连、另一端通过肘关节转动副与臂二的一端相连，臂二的另一端通过腕关节转动副与臂三相连，臂三的顶端设有喷枪爪二，所述肩关节转动副包括相连的肩部电机和肩部减速器，肩部减速器的输出轴与臂一连接；所述肘关节转动副包括肘部电机、肘部涡轮轴和肘部蜗杆轴，肘部电机的输出轴通过肘部联轴器连接肘部蜗轮轴，肘部蜗轮轴与肘部蜗杆轴啮合传动，肘部蜗杆轴连接臂二；所述腕关节转动副包括腕部电机、腕部蜗轮轴和腕部蜗杆轴，腕部电机的输出轴通过腕部联轴器连接腕部蜗轮轴，腕部蜗轮轴与腕部蜗杆轴啮合传动，腕部蜗杆轴连接臂三。如此构成粉刷机械臂，实现粉刷机械臂的运行。

作为本发明的进一步改进，所述臂三内设有双向气缸，所述喷枪爪二设在双向气缸的推杆的顶端。如此设置，可通过双向气缸控制推杆的伸缩来调节喷枪爪二的伸出高度。

作为本发明的进一步改进，所述粉刷机本体上还设有推力风扇。如此设置，通过推力风扇将粉刷机本体吸附在墙面上。

作为本发明的进一步改进，所述悬吊架体一和悬吊架体二均包括后座、支撑座、架体后支撑梁、架体前支撑梁、支撑杆、拉索、配重块和调节架，所述后座上设置有配重块，后座和支撑座的顶端通过架体后支撑梁相连，架体后支撑梁连接架体前支撑梁的一端，架体前支撑梁的另一端滑动连接有调节架，钢丝绳绕过调节架上设置的滑轮后连接粉刷机本体，架体前支撑梁上设有竖向的支撑杆，拉索的两端分别固定在架体后支撑梁和调节架上，拉索中部支撑于支撑杆上。如此设置，针对不同建筑的顶层外檐，通过滑动调整调节架的位置来调节粉刷机本体相对于墙面的距离，从而使粉刷机本体可以紧紧地贴附于被粉刷墙面。

作为本发明的进一步改进，所述悬吊架体一和悬吊架体二的后座和支撑座的底部均设置有多个万向自锁脚轮。如此设置，可便于悬吊架体一和悬吊架体二的水平移动。

作为本发明的进一步改进，所述粉刷机械臂为两个，两个粉刷机械臂靠近粉刷机本体的左右两侧对称设置在粉刷机本体的表面上。如此设置，可扩大喷涂范围，提高喷涂效率。

本发明的有益效果是：本发明采用悬吊系统将粉刷机本体吊装在墙面上，通过提升机牵引钢丝绳来对粉刷机本体进行上下移动，通过两个悬吊架体沿楼顶的移动来实现对粉刷机本体进行水平位置的移动，通过滑动调节架来调整粉刷机本体相对于墙面的距离，调整好粉刷机本体的位置后，通过推力风扇将粉刷机本体吸附固定在墙面上，因此通过悬吊系统可对粉刷机本体进行稳定支撑，且可对粉刷机本体进行任意方向的位置调节，操作简便，通过推力风扇可将粉刷机本体稳定地固定在墙面上。

本发明的有益效果是：本发明通过粉刷系统可对多种类型的墙面进行粉刷，具体是通过前粉刷装置上固定的喷枪对规则平整的墙面进行粉刷，通过两个粉刷机械臂对不平整不规则的墙面进行粉刷，其中粉刷机械臂由机械臂旋转装置固定在粉刷机本体的表面上，由机械臂旋转装置带动粉刷机械臂在粉刷机本体的表面上进行任意角度的旋转，从而调整粉刷机械臂上的喷枪相对于墙面的位置，通过粉刷机械臂可使其上的喷枪由远处向粉刷机本体移动，或由粉刷机本体向远处移动，方便粉刷机械臂对以机械旋转装置为圆心、以自身为半径所绘制的圆形喷涂区内的任意位置处的墙面进行喷涂，粉刷机械臂本身由臂一、臂二、臂三及彼此间的转动副构成，具有四个自由度，使用灵活，可在其圆形粉刷区域内任意移动，因此可便于对不规则不平整的墙面进行喷涂，从而对粉刷机本体周围的墙面进行全面喷涂，且其以机械旋转装置为圆心、以自身为半径所绘制的圆形区间均属于其喷涂区域，这样可大大扩展粉刷面积，减少悬吊系统对粉刷机本体的位置调整次数，节省了位置调整时间，进一步大大提高了粉刷效率。

附图说明：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的悬吊架体一的结构示意图；

图3为本发明的粉刷机本体的结构示意图；

图4为本发明的粉刷机械臂的结构示意图，其中图4a为剖面图、图4b为侧视图；

图5为本发明的前粉刷装置的结构示意图；

图6为本发明的机械臂旋转机构的结构示意图；

图中所示，1为推力风扇、2为粉刷机本体、3为万向自锁脚轮、4为提升机、5为配重块、7为架体后支撑梁、8为控制箱、9为架体前支撑梁、10为钢丝绳、11为调节架、12为调节块、13为行走轮、14为滑轮、15为前粉刷装置、16粉刷机壳体、17为机械臂旋转装置、18为粉刷机械臂、20为推杆、22为平面轴承、24为电机、25为滚动轴承、26为端盖、28为减速器、31为前粉刷架连接部、32为固定销、33为前粉刷架体、34为调节导杆、35为主动轮、36为齿轮轴、37为齿轮定位套筒、38为销钉、39为轴承挡片、40为轴支架、41为旋转主体、42为旋转主体上盖、43为上端盖、44为后座、45为支撑座、47为支撑杆、48为拉索、181为臂一、182为臂二、183为臂三、184为肩关节转动副、185为肘关节转动副、186为腕关节转动副、191为喷枪爪一、192为喷枪爪2、201为双向气缸、211为肘部蜗杆轴、212为腕部蜗杆轴、231为肘部蜗轮轴、232为腕部蜗轮轴、241为肩部电机、242为肘部电机、243为腕部电机、271为肘部联轴器、272为腕部联轴器、281为肩部减速器、341为滑块。

具体实施方式：

参照图1，该悬吊式高层建筑外墙多自由度粉刷机，包括粉刷机本体2、喷枪承载单元和两个悬吊架体，参照图2，悬吊架体一61上设有提升机4，提升机4连接有钢丝绳10，所述悬吊架体一61和悬吊架体二62均包括后座44、支撑座45、架体后支撑梁7、架体前支撑梁9、支撑杆47、拉索48、配重块5和调节架11，所述后座44上设置有配重块5，后座44和支撑座45的顶端通过架体后支撑梁7相连，架体后支撑梁7连接架体前支撑梁9的一端，架体前支撑梁9的另一端滑动连接有调节架11，调节架11的一端设有调节块12，通过调节块12对调节架11进行定位，悬吊架体一61的架体前支撑梁9上和调节架11上、悬吊架体二62的调节架11上及粉刷机本体2的顶部均设有滑轮14，钢丝绳10的一端连接提升机4，另一端依次绕过悬吊架体一61的架体前支撑梁9、调节架11上的滑轮14和粉刷机本体2上的滑轮14后，固定在悬吊架体二62的调节架11上的滑轮14上，架体前支撑梁9上设有竖向的支撑杆47，拉索48的两端分别固定在架体后支撑梁7和调节架11上，拉索48中部支撑于支撑杆47上，悬吊架体一61和悬吊架体二62的后座44和支撑座45的底部均设置有多个万向自锁脚轮3。

参照图1、图3及图5，所述粉刷系统包括粉刷机本体2和喷枪承载单元，所述喷枪承载单元包括前粉刷装置15和粉刷机械臂18，两者上端均设置有用来固定喷枪的喷枪爪，所述粉刷机本体2包括粉刷机外壳16、喷枪、涂料管、涂料泵和涂料箱，喷枪通过涂料管与涂料箱连通，涂料泵设在涂料管上，涂料箱和涂料泵设于粉刷机壳体内，粉刷机本体2的顶部设有前粉刷装置15，粉刷机壳体16的表面上于左右两侧对称设有两个粉刷机械臂18，前粉刷装置15的顶部设有喷枪爪一191，粉刷机械臂18的顶部对称设有两个喷枪爪二192，喷枪爪一191和喷枪爪192均用来固定喷枪。参照图1，粉刷机本体2上还设有推力风扇1。参照图3，粉刷机本体2面对墙面的表面上还设有行走轮13

参照图5，所述前粉刷装置15包括前粉刷架体33、调节导杆34和喷枪爪一191，前粉刷架体33包括横梁342、支撑连接杆343和前粉刷架连接部31，横梁342通过支撑连接杆343与前粉刷架连接部31相连，前粉刷架连接部31通过固定销32固定在粉刷机本体2上，横梁342为矩形框结构，横梁342的顶部开有槽口，所述调节导杆34横向设于横梁342的矩形框内，调节导杆34上设有滑块341，喷枪爪一191的底部伸入槽口内与滑块341相连，

参照图4b，所述粉刷机械臂18均包括臂一181、臂二182、臂三183，所述臂一181的一端通过肩关节转动副184与旋转主体41的上端相连、另一端通过肘关节转动副185与臂二182的一端相连；臂二182的另一端通过腕关节转动副186与臂三183相连，如此构成具有四自由度的粉刷机械臂18。其中，臂三183内设有双向气缸201，双向气缸201的推杆20的顶端连接喷枪爪二192。肩关节转动副184、肘关节转动副185及腕关节转动副186的两侧均设有端盖26。

参照图4a，所述肩关节转动副184包括肩部电机241和肩部减速器281，肩部电机241的输出轴连接肩部减速器281的输入轴，肩部减速器281的输出轴与臂一181连接，启动肩部电机241控制臂一181进行向外伸展运动或向内收缩运动；所述肘关节转动副185包括肘部电机242、肘部涡轮轴231和肘部蜗杆轴211,肘部电机242的输出轴通过肘部联轴器271连接肘部蜗轮轴231，肘部蜗轮轴231与肘部蜗杆轴211啮合传动，肘部蜗杆轴21连接臂二182，启动肘部电机242驱动肘部蜗轮轴231旋转，肘部蜗轮轴231带动肘部蜗杆轴211旋转，进而使臂二182旋转，使臂二182进行向外伸展运动或向内收缩运动；所述腕关节转动副186包括腕部电机243、腕部蜗轮轴232和腕部蜗杆轴212，腕部电机243的输出轴通过腕部联轴器272连接腕部蜗轮轴232，腕部蜗轮轴232与腕部蜗杆轴212啮合传动，腕部蜗杆轴212连接臂三183，启动腕部电机243驱动腕部蜗轮轴232旋转，腕部蜗轮轴232带动腕部蜗杆轴212旋转，进而使臂三183旋转，使臂三183进行向外伸展运动或向内收缩运动。

参照图6，每个粉刷机械臂18的底端通过机械臂旋转机构17固定在粉刷机本体2的表面上，所述机械臂旋转机构17包括设于粉刷机壳体16内的电机24、减速器28、主动轮35、从动轮351和旋转主体41，电机24的输出轴连接减速器28的输入轴，主动轮35与从动轮351啮合传动，主动轮35设于减速器28的输出轴上，从动轮351设于旋转主体41的下端，旋转主体41的上端与臂一181的底端转动连接。

上述提升机4、涂料泵、电机24、推力风扇1、肩部电机241、肘部电机242及腕部电机243均由控制箱8控制。

工作过程：

将悬吊架体一61和悬吊架体二62水平安装在楼顶部，通过提升机4牵引钢丝绳10来实现粉刷机本体2的上下移动，通过水平移动悬吊架体一61和悬吊架体二62来实现粉刷机本体2的水平移动，由推力风扇1将粉刷机本体2吸附在墙面上。在粉刷规则的墙面时，控制前粉刷装置15上的喷枪进行喷涂作业，再通过提升机4牵引钢丝绳10带动粉刷机本体2进行移动，从而使前粉刷装置15上的喷枪进行上下移动对墙面进行喷涂；在粉刷不规则的墙面时，前粉刷装置15上的喷枪停止喷涂作业，启动粉刷机械臂18上的喷枪进行喷涂作业，通过电机24来调整粉刷机械臂18的垂直旋转位置，以便对不同高度、不同方位的墙面进行喷涂，具体是通过肩部电机241、肘部电机242及腕部电机243控制臂一181、臂二182及臂三183沿各自转动副的旋转角度，通过臂一181、臂二182和臂三183相互动作的配合使臂三183顶部的喷枪爪二192由远处向粉刷机本体2，或由粉刷机本体2向远处移动，从而使喷枪爪二192上的喷枪对以机械臂旋转机构17为圆心，以粉刷机械臂18为半径所围成的圆心区域内的墙面进行喷涂。

由于前粉刷装置15相对于粉刷机本体2是固定的，且其上并排设置有多个喷枪，故便于对面积较大的规则平整墙面进行喷涂，这样可提高喷涂效率。当然，粉刷机械臂18也可对规则平整的墙面进行喷涂，但其上的喷枪少于前粉刷装置2的喷枪，且其移动更为灵活，故更适于对不规则不平整的墙面进行喷涂，这样可节省控制成本，提高喷涂效率。