自适应墙面涂抹系统的制作方法

本发明属于工程机械技术领域，具体地来说，是一种自适应墙面涂抹系统。

背景技术：

在建筑技术领域，墙面加工是必不可少的环节。所谓墙面加工，即是对处于毛坯状态的墙面进行表面加工，使墙面达至平整光滑或特定形状的过程。

其中，涂抹是一种将涂料涂覆于墙面，使涂料牢固附着于墙面而形成光洁平整表面的加工工艺。传统的涂抹工作，主要由人工承担，工作负担很重。特别是抹灰工作，需经多次涂抹与刮平，其步骤繁复而效率很低。且人工加工精度依赖于工人的经验，造成墙面精度难以保证。

随着自动化技术的发展，也出现了一些加工设备，用于使工人摆脱繁重的劳动枷锁。然而现有的加工设备结构十分简单，仅具有一些基本的功能，自动化程度很低而难以满足复杂的加工应用需要。特别是在复杂墙面加工时，墙面常会预留一些非规则或微小凹凸部，操作避让更为困难，效率受到严重制约。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种自适应墙面涂抹系统，实现对复杂墙面的自适应加工，具有显著的自适应能力与效率优势。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种自适应墙面涂抹系统，具有：

测量单元，所述测量单元用于测量墙面的表面形状，并生成相应的检测信息；

控制单元，所述控制单元用于根据所述检测信息计算所述墙面的平面度与形状，并根据计算结果生成控制指令；

涂抹执行器，所述涂抹执行器具有抹料机构与送料单元，所述抹料机构用于执行涂抹动作，所述送料单元具有至少一个截止部与用于输送涂料的通流面，所述截止部用于根据所述控制指令截止所述送料单元的部分或全部通流面。

作为上述技术方案的改进，所述涂抹执行器可沿竖直方向滑动地保持于一基准体上，所述测量单元用于测量所述墙面与所述涂抹执行器的安装面之间的距离而得到所述检测信息，所述检测信息包括所述墙面上至少一点与所述铅垂面之间的距离。

作为上述技术方案的进一步改进，所述基准体具有铅垂面，所述涂抹执行器可沿竖直方向滑动地保持于所述铅垂面上，所述测量单元用于测量所述墙面与所述铅垂面之间的距离而得到所述检测信息，所述检测信息包括所述墙面上至少一点与所述铅垂面之间的距离。

作为上述技术方案的进一步改进，所述涂抹执行器连接有用于驱动其沿竖直方向滑动的驱动部，所述驱动部根据所述控制指令而改变所述涂抹执行器沿竖直方向的运动状态。

作为上述技术方案的进一步改进，所述截止部包括闸门及用于驱动所述闸门线性运动的截止驱动部，所述闸门用于截止部分或全部的所述通流面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述截止部具有复数个所述闸门，复数个所述闸门连续阵列分布而将所述通流面沿所述抹料机构的水平宽度方向划分为复数个区域，所述闸门可运动地伸出而覆盖于所述通流面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述测量单元具有复合运动机构，所述复合运动机构具有至少一个转动自由度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述测量单元具有至少一个用于测距的位移传感器，所述位移传感器设于所述复合运动机构上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述检测信息包括所述墙面上复数个测量点与所述涂抹执行器之间的距离，复数个所述测量点于所述墙面上阵列分布。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制指令具有包括所述截止部的调节量的调节量数组，所述调节量与所述截止部一一对应。

本发明的有益效果是：

利用测量单元测量墙面的表面形状并生成检测信息，控制单元根据检测信息计算墙面的平面度与形状，进而生成控制指令并输出至涂抹执行器，驱动涂抹执行器的送料单元对通流面实施截止或通流，通过对涂料输出状态进行控制，使涂料的分布与流量切合墙面的形状与状态，提供一种可适应各种墙面的涂抹加工的自适应墙面涂抹系统。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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。

图1是本发明实施例1提供的自适应墙面涂抹系统的第一示意图；

图2是本发明实施例1提供的自适应墙面涂抹系统的第二示意图；

图3是本发明实施例1提供的自适应墙面涂抹系统的涂抹执行器的第一结构剖视示意图；

图4是本发明实施例1提供的自适应墙面涂抹系统的涂抹执行器的第二结构示意图；

图5是图4中自适应墙面涂抹系统的涂抹执行器的截止部的结构示意图。

主要元件符号说明：

1000-自适应墙面涂抹系统，0100-测量单元，0200-控制单元，0300-涂抹执行器，0310-抹料机构，0311-抹板，0320-送料单元，0321-通流面，0322-截止部，0322a-闸门，0322b-截止驱动部。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对自适应墙面涂抹系统进行更全面的描述。附图中给出了自适应墙面涂抹系统的优选实施例。但是，自适应墙面涂抹系统可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对自适应墙面涂抹系统的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在自适应墙面涂抹系统的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请结合参阅图1～2，自适应墙面涂抹系统1000具有测量单元0100、控制单元0200与涂抹执行器0300，用于解决复杂墙面的自适应涂抹加工。其各部之详细构造举其要者详述如下。

自适应墙面涂抹系统1000具有测量单元0100，测量单元0100用于测量墙面的表面形状，并生成相应的检测信息。

具体地，涂抹前的墙面多为粗糙、起伏的表面，并常预留有用于安装门窗、橱柜、置物架等的孔洞空间，孔洞形状大小不一，大如门窗、小如细孔，给墙面加工带来很大麻烦。涂抹时必须及时避让，以防堵塞相应孔位。

测量单元0100即用于测量墙面的形状与凹凸特征，其测量方式包括接触式与非接触式。顾名思义，接触式是指测量单元0100与墙面直接发生接触而实施测量动作的测量方式，非接触式是指测量单元0100与墙面不发生接触的测量方式。较常见地，接触式测量方式可采用接触式位移传感器(探规)等形式，非接触式测量方式可采用非接触式位移传感器等形式。

优选地，测量单元0100具有至少一个用于测距的位移传感器。进一步优选，位移传感器以测距仪的形式实现。具体地，测距仪是利用光、声音、电磁波的反射、干涉等特性，而设计的用于长度、距离测量的仪器。较为常见地，测距仪可采用激光测距仪或超声波测距仪。测距仪的数量可为一个，亦可为阵列分布的多个。

进一步优选，测量单元0100具有复合运动机构，复合运动机构具有至少一个转动自由度，复合运动机构上设有测距仪。具体地，复合运动机构用于调节测距仪的位置，使测距仪的作用范围更为灵活。

其中，复合运动机构可以采用云台、机械臂等结构，具有至少一个方向的转动自由度，亦可具有一个或多个移动自由度，而实现测距仪的调节。在一个示范性的实施例中，复合运动机构可设于一基准体上。

优选地，检测信息包括墙面上复数个测量点与涂抹执行器0300之间的距离，复数个测量点于墙面上阵列分布。在一个示范性的实施例中，墙面上复数个测量点与涂抹执行器0300之间的距离，应为涂抹执行器0300的安装面与复数个测量点之间的距离。其中，涂抹执行器0300的安装面，是指涂抹执行器0300用于与基准体安装连接的表面。

自适应墙面涂抹系统1000还具有控制单元0200，控制单元0200用于根据检测信息计算墙面的平面度与形状，并根据计算结果生成控制指令。在一个示范性的实施例中，控制单元0200可包括计算机、微处理器或运算处理电路等结构，用于实现数据运算与指令生成。

具体地，控制单元0200根据检测信息，计算墙面的表面起伏程度及门窗孔洞或凸起部的水平与竖直位置，形成一计算结果，据此而对涂抹执行器0300发出控制指令。在一个示范性的实施例中，控制单元0200可采用计算机、处理器等形式实现。

请结合参阅图3，自适应墙面涂抹系统1000还具有涂抹执行器0300，涂抹执行器0300具有抹料机构0310与送料单元0320，抹料机构0310用于执行涂抹动作，送料单元0320具有至少一个截止部0322与用于输送涂料的通流面0321，截止部0322用于根据控制指令截止送料单元0320的部分或全部通流面0321。

具体地，涂抹执行器0300用于执行涂抹动作。抹料机构0310具有抹板0311，用于涂抹墙面使之趋于平整。送料单元0320用于向抹料机构0310输送涂料，其送料结构可采用泵压或挤压等形式。涂抹时，送料单元0320输出涂料至抹料机构0310，抹料机构0310将涂料涂抹并刮平于墙面上。在此，送料单元0320的送料情况将直接决定抹料机构0310的涂抹面积与涂抹厚度。

其中，送料单元0320具有通流面0321，通过控制通流面0321的通流面0321积与通流位置，即可实现对涂料输出的精确控制。在此，截止部0322起到截止作用。截止部0322可采用多种结构与布局形式，分别实现通流面0321于铅垂方向与水平方向的通断控制。在截止部0322作用下，通流面0321被区分为通流区域与截流区域，通流区域与截流区域的分布位置与大小依实际工况由截止部0322作用决定，达至细致的区分控制。

由此，抹料机构0310所获取的涂料对应于通流区域与截流区域分布。通流区域所对应的墙面区域获得涂料涂抹，而截流区域所对应的墙面区域不具有涂料，从而实现对复杂墙面的适应性区别式涂抹。即于复杂墙面，自适应墙面涂抹系统1000仍可一次完成涂抹，保持极高的效率。

优选地，截止部0322包括闸门0322a及用于驱动闸门0322a运动的截止驱动部0322b，闸门0322a用于截止部分或全部的通流面0321。

具体地，截止驱动部0322b用于驱动闸门0322a线性运动，使闸门0322a伸出而截止通流面0321或收缩而打开通流面0321，实现截止或通流切换。随着闸门0322a伸出量的不同，通流区域与截流区域的分布与比例发生变化，从而改变抹料机构0310获取的涂料分布与数量。

其中，截止驱动部0322b可采用多种结构形式，如伸缩缸、电缸、电动推杆、线性滑轨与驱动电机等形式，与闸门0322a连接而驱动闸门0322a发生线性运动。在一个示范性的实施例中，截止驱动部0322b采用伸缩气缸的形式，具有结构简单的优点。

进一步优选，截止部0322具有复数个闸门0322a，复数个闸门0322a连续阵列分布而将通流面0321沿抹料机构0310的水平宽度方向划分为复数个区域，闸门0322a沿竖直方向可滑动地伸出而覆盖于通流面0321。

具体地，在一个简约的实施例中，复数个闸门0322a线性地一字排列于通流面0321上，其分布线为抹料机构0310的水平宽度方向，从而实现对抹料机构0310水平方向的送料控制。进一步，复数个闸门0322a的伸出长度不同，还可调节抹料机构0310于同一闸门0322a管辖范围的流量。

在另一个实施例中，复数个闸门0322a还可按照其他分布规律而排布，包括沿通流面0321的轮廓而呈环形分布等，亦足以实现截止通流面0321的功能，并不限于前述所举的优选形式。

前述复数个闸门0322a的分布要点在于，当复数个闸门0322a全部闭合时，足以使通流面0321的全部面积受到截止而处于完全截止状态；当复数个闸门0322a全部打开时，足以使通流面0321的全部面积实现导通而处于完全通流状态；当复数个闸门0322a部分闭合时，通流面0321的通流状态可依实际情况而定，在不同的使用条件下可分别处于完全截止、部分截止、完全通流等状态。

请结合参阅图4～5，在另一个实施例中，闸门0322a采用衔铁的形式，截止驱动部0322b采用电磁铁的形式。衔铁铰接于电磁铁上，电磁铁设于送料单元0320上并连接有驱动电路。电磁铁通电时，电磁铁的磁场作用于衔铁而使衔铁旋转地吸合于电磁铁上，闸门0322a所管控的通流面0321被导通，涂料得以通流。电磁铁掉电时，电磁铁失去磁场作用，衔铁于自重作用下下垂而覆盖于通流面上，使通流面0321被截止。

进一步优选，衔铁的下端与电磁铁铰接，上端通过连杆而铰接于电磁铁上。由此，衔铁的吸合与分离更为灵敏而可靠，且其旋转方向一致性佳。

进一步优选，涂抹执行器0300连接有用于驱动其沿竖直方向滑动的驱动部，驱动部根据控制指令而改变涂抹执行器0300沿竖直方向的运动状态。其中，运动状态包括涂抹执行器0300的速度、加速度、方向等。

驱动部可采用多种结构形式，如伸缩缸、电缸、电动推杆、驱动电机等形式，与涂抹执行器0300连接而驱动涂抹执行器0300发生线性运动。在一个示范性的实施例中，驱动部可采用伺服电机的形式，具有控制精准可靠的优点。

优选地，涂抹执行器0300可沿竖直方向滑动地保持于基准体上，测量单元0100用于测量墙面与涂抹执行器0300的安装面之间的距离而得到检测信息，检测信息包括墙面上至少一点与所述安装面之间的距离。具体地，基准体用于支撑涂抹执行器0300，涂抹执行器0300沿竖直方向滑动而实现对墙面的涂抹刮平。结合前述内容进一步细述，涂抹执行器0300的安装面为用于滑动地与基准体连接的表面。

在一个示范性的实施例中，基准体具有沿竖直方向布置的线性滑轨，涂抹执行器0300可滑动地保持于线性滑轨上。在一个实际应用中，于涂抹执行器0300的上升过程，抹料机构0310将涂料附着于墙面上；于涂抹执行器0300的下降过程，抹板0311刮过墙面而使涂料被刮平，实现一个涂抹流程。

进一步优选，该基准体为铅垂基准体，铅垂基准体具有铅垂面，测量单元0100用于测量墙面与铅垂面之间的距离而得到检测信息，检测信息包括墙面上至少一点与铅垂面之间的距离。

具体地，铅垂基准体具有铅垂面，而保证铅垂基准体的铅垂度。涂抹执行器0300保持于铅垂基准体上，测量单元0100测量以所述铅垂面为测量基准，可有效保证墙面测量精度，降低测量误差。

在一个较佳的实施例中，检测信息包括墙面上复数个测量点与铅垂面之间的距离，复数个测量点于墙面上阵列分布。在多点测量下，可进一步获取墙面的细节部特征，形成多特征数组。随着测量点的数量增加，测量精度进一步提高，各类墙面均可精确测量，而使自适应墙面涂抹系统1000具有更强的自适应能力。

在一个示范性的实施例中，铅垂基准体具有沿竖直方向布置的线性滑轨，线性滑轨的滑动精度面保持铅垂，为铅垂面。涂抹执行器0300可沿竖直方向滑动地保持于铅垂面上，于此，测量单元0100测得的检测信息即为涂抹执行器0300的安装面与墙面之间的距离。在此测量条件下，涂抹执行器0300的运动基准与控制基准合一，可保证自适应涂抹控制具有极高的精度。

优选地，控制指令具有包括截止部0322的调节量的调节量数组，调节量与截止部0322一一对应。换言之，不同的截止部0322具有不同的调节量，形成独立的运动状态，使通流面0321的通断控制进一步精确。例如，对应于门窗部位的截止部0322发生作用，使通流面0321被截流，而避免误涂抹造成的损害与浪费。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。