抹平机器人的制作方法

本发明涉及地面抹平领域，具体而言，涉及一种抹平机器人。

背景技术：

在建筑装修领域中，大多在地面上铺设砂浆(如水泥砂浆或石灰砂浆等)进行覆盖并刮平，使地面美观和使用方便。

目前，地面的混凝土覆盖与刮平均由工人付出繁重的体力劳动作业，即布料之后在水泥可以支撑人后，人工进行地面抹平工作。使用人工操作机器进行刮平，其工作效率很低，在质量上很难保证平整度、压合度和光洁度，尤其在刮平后产生的漏浆处，在补浆后很难保证与周围砂浆面的一致。

现有技术中，地面混凝土抹光机主要有手扶式抹光机、电动地面抹光机及驾驶式地面抹光机等几种，平整程度主要依靠工人的经验，在多人协作共同作业的情况下，施工后地面密实度较差，平整度也很难保证一致，抹光工作主要靠人工操作完成，劳动强度大，效率极低。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种抹平机器人，以解决现有技术中的抹平工作效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种抹平机器人，包括：机架；抹盘机构，抹盘机构的至少部分设置在机架下方，以通过抹盘机构的抹盘对地面进行打磨；行走机构，行走机构的至少部分安装在机架上并位于抹盘机构的内侧，以带动抹盘机构移动；转向机构，转向机构与行走机构连接，以通过转向机构推动行走机构旋转；驱动机构，驱动机构与抹盘机构连接，以驱动抹盘机构转动。

进一步地，抹平机器人还包括：脚轮机构，脚轮机构安装在机架上并位于机架的外侧，以通过脚轮机构带动机架移动。

进一步地，抹平机器人还包括：防护罩，防护罩的至少部分安装在机架上并位于抹盘机构的外侧。

进一步地，抹盘机构包括：抹盘架，抹盘架上设置有抹盘；抹盘转动轴，抹盘转动轴的一端与抹盘架连接，抹盘转动轴的第二端穿过机架后与驱动机构连接。

进一步地，抹盘架包括：挡圈，抹盘安装在挡圈上；支撑部件，支撑部件设置在挡圈的内侧，支撑部件与挡圈通过支撑架连接；其中，支撑架的支撑平面与支撑部件的支撑平面之间通过过渡面连接。

进一步地，支撑部件为筒状结构，支撑部件内设置有容纳腔，行走机构的至少部分安装在容纳腔内。

进一步地，行走机构包括：行走轮；第一推动部件，第一推动部件具有第一推动杆，第一推动杆可伸缩地设置，第一推动杆的推动端与行走轮连接，以通过第一推动杆带动行走轮沿竖直方向移动。

进一步地，行走机构还包括：第一压力传感器，第一压力传感器设置在第一推动杆的推动端与行走轮之间，以用于感应行走轮与地面之间的压力。

进一步地，行走轮内设置有安装腔，行走机构还包括：驱动部件，驱动部件的驱动轴与行走轮的轮体连接，以通过驱动部件驱动行走轮转动。

进一步地，转向机构包括：第二推动部件，第二推动部件具有第二推动杆，第二推动杆可伸缩地设置；第一连杆，第二推动杆的推动端与第一连杆连接，第一连杆的连接端与行走机构连接。

进一步地，转向机构还包括：第一关节轴承；锁紧件，锁紧件与行走机构固定连接，锁紧件具有连接臂，第一连杆通过第一关节轴承与连接臂连接。

进一步地，驱动机构包括：动力部件；减速部件，动力部件的输出轴与减速部件的输入轴连接；驱动组件，减速部件的输出轴与驱动组件连接，驱动组件与抹盘机构驱动连接，以驱动抹盘机构转动。

进一步地，驱动机构还包括：传动带，传动带套设在动力部件的输出轴和减速部件的输入轴上；电力部件，电力部件的输入轴与传动带连接，以使传动带在传动过程中对电力部件做功。

进一步地，抹盘机构包括抹盘转动轴，驱动组件包括：从动齿轮，从动齿轮套设在抹盘转动轴上并与抹盘转动轴固定连接；主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，减速部件的输出轴与主动齿轮连接，以使主动齿轮带动从动齿轮转动。

进一步地，脚轮机构包括：脚轮；第四推动部件，第四推动部件的至少部分安装在机架上，第四推动部件具有可伸缩的第四推动杆，脚轮通过导向轴与第四推动杆连接；第二压力传感器，第二压力传感器设置在第四推动杆的推动端与导向轴之间。

应用本发明的技术方案，抹平机器人包括机架、抹盘机构、行走机构、转向机构和驱动机构，其中，抹盘机构的至少部分设置在机架下方，以通过抹盘机构的抹盘对地面进行打磨，行走机构的至少部分安装在机架上并位于抹盘机构的内侧，以带动抹盘机构移动，转向机构与行走机构连接，以通过转向机构推动行走机构旋转，驱动机构与抹盘机构连接，以驱动抹盘机构转动；能够实现自动化控制，对混凝土地面进行抹平，无需利用人工操作，并且将上述各个机构相互配合，能够实现机器人边行走边抹平地面的工作方式，大大提高了对地面抹平工作的效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的抹平机器人的实施例的结构示意图；

图2示出了根据图1的抹平机器人的正视图；

图3示出了根据图1的抹平机器人的俯视图；

图4示出了根据本发明的抹平机器人的行走机构的实施例的结构示意图；

图5示出了根据图4的行走机构的a-a截面示意图；

图6示出了根据图5的行走机构的b部分的放大图；

图7示出了根据图4的行走机构的行走轮的实施例的结构示意图；

图8示出了根据图7的行走轮的截面图；

图9示出了根据本发明的抹平机器人的转向机构的实施例的结构示意图一；

图10示出了根据本发明的抹平机器人的转向机构的实施例的结构示意图二；

图11示出了根据本发明的抹平机器人的抹平机构的实施例的结构示意图；

图12示出了根据图10的抹平机构的俯视图；

图13示出了根据图11的抹平机构的压动组件的实施例的结构示意图；

图14示出了根据图11的抹平机构的抹盘架的第一视角的结构示意图；

图15示出了根据图11的抹平机构的抹盘架的第二视角的结构示意图；

图16示出了根据本发明的抹平机器人的脚轮机构的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、机架；

2、抹盘机构；21、抹盘；22、容纳腔；23、抹盘转动轴；24、刮板；25、刮板转轴；26、传动件；27、压动组件；270、第一齿形件；271、第二齿形件；272、压动板；273、连接杆；28、推力轴承；211、支撑部件；20、弹性件；201、套筒；200、抹盘架；210、挡圈；212、支撑架；

3、行走机构；30、行走轮；31、第一推动部件；32、行走轮轴；33、第一压力传感器；301、安装腔；34、驱动部件；35、连接板；36、支撑板；37、封板；38、密封圈；341、轮毂；342、驱动电机；343、减速器；

4、转向机构；41、过渡轴；42、第二推动部件；420、第二推动杆；43、第一连杆；44、第一关节轴承；45、锁紧件；450、连接臂；

5、驱动机构；51、动力部件；52、减速部件；53、驱动组件；54、传动带；530、从动齿轮；531、主动齿轮；55、电力部件；

7、第三推动部件；71、第二连杆；8、防护罩；9、脚轮机构；90、脚轮；91、第四推动部件；92、第二压力传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供了一种抹平机器人，请参考图1至图16，包括：机架1；抹盘机构2，抹盘机构2的至少部分设置在机架1下方，以通过抹盘机构2的抹盘21对地面进行打磨；行走机构3，行走机构3的至少部分安装在机架1上并位于抹盘机构2的内侧，以带动抹盘机构2移动；转向机构4，转向机构4与行走机构3连接，以通过转向机构4推动行走机构3旋转；驱动机构5，驱动机构5与抹盘机构2连接，以驱动抹盘机构2转动。

根据本发明提供的抹平机器人，包括机架1、抹盘机构2、行走机构3、转向机构4和驱动机构5，其中，抹盘机构2的至少部分设置在机架1下方，以通过抹盘机构2的抹盘21对地面进行打磨，行走机构3的至少部分安装在机架1上并位于抹盘机构2的内侧，以带动抹盘机构2移动，转向机构4与行走机构3连接，以通过转向机构4推动行走机构3旋转，驱动机构5与抹盘机构2连接，以驱动抹盘机构2转动；能够实现自动化控制，对混凝土地面进行抹平，无需利用人工操作，并且将上述各个机构相互配合，能够实现机器人边行走边抹平地面的工作方式，大大提高了对地面抹平工作的效率。

具体地，抹平机器人还包括：脚轮机构9，脚轮机构9安装在机架1上并位于机架1的外侧，以通过脚轮机构9带动机架1移动。在具体工作的过程中，通过脚轮机构9和行走机构3共同作用实现机器人的行走，并在，在不需要对地面进行抹平或需要更换抹盘时，还能够利用脚轮机构9支撑机架1。

在具体实施的过程中，由于混凝土地面的四周可能会存在障碍物，因此，抹平机器人还包括：防护罩8，防护罩8的至少部分安装在机架1上并位于抹盘机构2的外侧。能够利用防护罩8对抹盘机构2进行保护，优选地，防护罩8上设置有红外传感器，能够在遇到障碍物时控制机器人停机。

如图11至图15所示，抹盘机构2包括：抹盘架200，抹盘架200上设置有抹盘21；抹盘转动轴23，抹盘转动轴23的一端与抹盘架200连接，抹盘转动轴23的第二端穿过机架1后与驱动机构5连接。

具体地，抹盘架200包括：挡圈210，抹盘21安装在挡圈210上；支撑部件211，支撑部件211设置在挡圈210的内侧，支撑部件211与挡圈210通过支撑架212连接；其中，支撑架212的支撑平面与支撑部件211的支撑平面之间通过过渡面连接。优选地，过渡面为平面，过渡面与水平面之间具有预设夹角，以在抹盘进行抹平时，将混凝土地面内的浆料或石子有效地压入到地面内，防止内部石子或浆料堆积。

在本发明提供的实施例中，支撑部件211为筒状结构，支撑部件211内设置有容纳腔22，行走机构3的至少部分安装在容纳腔22内。这样设置能够使支撑部件211对行走机构3进行保护，并且还能够节省安装空间，使机器人的整体结构更加紧凑。

为了更进一步地对地面进行压光，抹盘机构2还包括：刮板24，安装在抹盘架200上，抹盘21可拆卸地安装在刮板24的下方，刮板24具有与地面接触的工作平面，刮板24的板体绕第三预定轴线可转动地设置，以调整工作平面与地面之间的夹角。在需要对地面进行抹平时，脚轮机构和行走机构向地面的方向压动，使抹盘机构2与地面之间具有预定距离，之后将抹盘21安装在刮板24的下方即可；当需要对地面进行压光时，将抹盘21有抹盘架上卸下，优选地，抹盘架200上设置有安装槽，抹盘21卡接在安装槽内，以便于抹盘的安装与拆卸。

其中，为了实现刮板24的转动，抹盘机构2还包括：刮板转轴25，刮板转轴25与刮板24连接，刮板转轴25可转动地设置，以通过刮板转轴25带动刮板24转动；传动件26，传动件26安装在刮板转轴25远离刮板24的一端；压动组件27，压动组件27的至少部分沿朝向靠近或远离传动件26的方向可移动地设置，压动组件27与传动件26相对，以压动或释放传动件26，使传动件26带动刮板转轴25转动。

在本发明提供的实施例中，压动组件27包括：第一齿形件270，第一齿形件270的至少部分安装在机架1上；第二齿形件271，第二齿形件271设置在第一齿形件270的下方并与第一齿形件270啮合，第二齿形件271相对于第一齿形件270可转动地设置；压动板272，压动板272与第二齿形件271连接，以使第二齿形件271在转动地过程中，带动压动板272朝向传动件26移动；连接杆273，连接杆273的第一端与传动件26连接，连接杆273的第二端与压动板272连接，以使连接杆273带动传动件26转动。优选地，压动组件27还包括导向轴，第一齿形件270和第二齿形件271均套装在导向轴上。第一齿形件270上设置有齿槽，齿槽具有第一槽壁面和第二槽壁面，第一槽壁面与第二槽壁面之间具有预定夹角，这样设置能够实现在第二齿形件271转动地过程中，沿齿槽的内壁面向下移动。连接杆273为多个，多个连接杆273环绕支撑部件211设置，刮板24为多个，多个刮板24与多个连接杆273一一对应地设置。

进一步地，第二齿形件271与压动板272之间设置有推力轴承28，以通过推力轴承28将第二齿形件271的扭转运动转换成直线运动，实现压动板272的下压。当压动板272需要回复至初始位置时，在压动板272与支撑部件211之间设置有弹性件20，利用弹性件20的弹性力推动压动板272向上移动。

如图11所示，抹平机器人还包括：第三推动部件7，第三推动部件7具有第三推动杆，第三推动杆可伸缩地设置；第二连杆71，第二连杆71的第一端与第三推动杆的推动端连接，第二连杆71的第二端通过第二关节轴承与第二齿形件271连接，以在第三推动杆推动第二连杆71移动地过程中，使第二连杆71带动第二齿形件271转动。这样设置的结构简单并且便于实施，优选地，抹盘机构2为两个，此时，第二连杆71的第一端与两个抹盘机构2中的一个第二齿形件271连接，第二连杆71的第二端与两个抹盘机构2中的另一个第二齿形件271连接，以保证两个抹盘机构工作的同步性。

如图4至图8所示，行走机构3包括：行走轮30；第一推动部件31，第一推动部件31具有第一推动杆，第一推动杆可伸缩地设置，第一推动杆的推动端与行走轮30连接，以通过第一推动杆带动行走轮30沿竖直方向移动。这样设置在当抹盘与地面之间的相对高度发生变化时，抹盘受到的压力变化会导致行走轮30的压力发生变化，行走轮30通过沿竖直方向可移动地设置，能够始终保证抹盘与地面的高度是一致的。

在本发明提供的实施例中，行走机构3还包括：第一压力传感器33，第一压力传感器33设置在第一推动杆的推动端与行走轮30之间，以用于感应行走轮30与地面之间的压力。在具体实施的过程中，通过在控制系统内设置第一压力阈值，将第一压力传感器33检测到的压力值与第一压力阈值相比较，当检测到的压力值超过第一压力阈值时，控制行走轮30向上移动，当检测到的压力值小于第一压力阈值时，控制行走轮30向下移动，直至检测到的压力值在第一压力阈值的范围内。

具体地，如图7和图8所示，行走轮30内设置有安装腔301，行走机构3还包括：驱动部件34，驱动部件34的驱动轴与行走轮30的轮体连接，以通过驱动部件34驱动行走轮30转动。其中，驱动部件34包括驱动电机342和减速器343，驱动电机342与减速器343连接。减速器343的输出轴与轮毂341连接，行走轮30的两侧设置有封板37，利用封板37对减速器343的输出轴进行遮挡，封板37与轮体之间设置有支撑板36，两个支撑板36之间通过连接板35连接，行走轮轴32的第一端与连接板35连接，行走轮轴32的第二端与第一推动部件连接。优选地，轮体与减速器输出轴之间还设置有密封圈38。

如图9和图10所示，转向机构4包括：第二推动部件42，第二推动部件42具有第二推动杆420，第二推动杆420可伸缩地设置；第一连杆43，第二推动杆420的推动端与第一连杆43连接，第一连杆43的连接端与行走机构3连接。在本发明提供的实施例中，行走机构3为两个，第一连杆43的两端分别与两个行走机构3连接，以保证两个行走机构3的同步性，第二推动杆420连接在第一连杆43的中部。

转向机构4还包括：第一关节轴承44；锁紧件45，锁紧件45与行走机构3固定连接，锁紧件45具有连接臂450，第一连杆43通过第一关节轴承44与连接臂450连接。通过连接臂450向锁紧件45传递扭矩。

具体地，转向机构4还包括：过渡轴41，过渡轴41的轴体内设置有第一中空腔室，第一中空腔室沿过渡轴41的延伸方向延伸，行走轮轴32的至少部分穿设在第一中空腔室内，第一推动部件31的本体与过渡轴41连接。锁紧件45套设在过渡轴41上并与过渡轴41固定连接，这样设置能够使行走轮30通过行走轮轴32和第一推动部件31实现沿竖直方向移动，通过设置过渡轴41，过渡轴41带动第一推动部件31转动，进而带动行走轮30转动，实现机器人的转向。在具体操作地过程中，首先要将行走轮30抬起，利用脚轮机构和抹盘支撑机架1，之后转向机构4工作，实现行走轮30转动。

在具体实施的过程中，抹盘转动轴23的轴体上设置有第二中空腔室，第二中空腔室沿抹盘转动轴23的延伸方向延伸，行走轮轴32的至少部分穿设在第二中空腔室内，行走轮轴32与抹盘转动轴23之间设置有第一轴承。优选地，抹盘转动轴23的外侧设置有套筒201，套筒201与机架1连接，抹盘转动轴23与套筒201之间通过第二轴承连接。

如图2所示，驱动机构5包括：动力部件51；减速部件52，动力部件51的输出轴与减速部件52的输入轴连接；驱动组件53，减速部件52的输出轴与驱动组件53连接，驱动组件53与抹盘机构2驱动连接，以驱动抹盘机构2转动。

驱动机构5还包括：传动带54，传动带54套设在动力部件51的输出轴和减速部件52的输入轴上；电力部件55，电力部件55的输入轴与传动带54连接，以使传动带54在传动过程中对电力部件55做功。优选地，电力部件55为发电机，发电机的输入轴与传动带54相互摩擦转动发电，可起到为抹平机器人提供电能的作用，无需额外设置蓄电池作为电动控制系统和执行系统(如压力传感器或推动部件等)的动力，使整机的结构更加紧凑和简单，使机器人在运行过程中，能够通过传动带54与发电机输入轴的相互配合，源源不断地为机器人的正常工作提供动力，避免了机器人在工作过程中由于动力不足停止运行，影响工作效率的问题，同时也使机器人不受电源线长度的限制，扩大了机器人的工作范围。

抹盘机构2包括抹盘转动轴23，驱动组件53包括：从动齿轮530，从动齿轮530套设在抹盘转动轴23上并与抹盘转动轴23固定连接；主动齿轮531，主动齿轮531与从动齿轮530相互啮合，减速部件52的输出轴与主动齿轮531连接，以使主动齿轮531带动从动齿轮530转动。优选地，从动齿轮530和主动齿轮531均为伞形齿轮。减速箱起到将速度降低和加大转矩的作用，并将动力部件51的力分别传送到两侧的齿轮，通过齿轮传动使抹盘分别旋转。

具体地，减速部件52为减速箱，减速箱内设置有离合器，动力部件带动减速部件的输入带轮旋转，利用电动推杆推动减速箱内的分离爪旋转和固定在减速箱体上的分离爪支座产生轴向移动推动离合器的压爪使离合器吸合带动变速器输入轴和齿轮旋转，变速器输入齿轮在变速器输入轴上可以滑动，通过换挡推杆推动换挡连接轴，使换挡连接轴带动内部换挡连接轴和变挡拨环一起拨动齿轮和换挡拨杆在拨杆安装座内滑动，使齿轮分别和变速器中间齿轮组的两个齿轮啮合实现变速，并将动力通过变速器输出轴齿轮传递给变速器输出轴，变速器输出轴即上述的减速部件52的输出轴。

如图16所示，脚轮机构9包括：脚轮90；第四推动部件91，第四推动部件91的至少部分安装在机架1上，第四推动部件91具有可伸缩的第四推动杆，脚轮90通过导向轴与第四推动杆连接；第二压力传感器92，第二压力传感器92设置在第四推动杆的推动端与导向轴之间。抹平机器人在抹平地面时，脚轮90伸出，第二压力传感器92检测脚轮与地面之间的压力，控制系统内设置第二压力阈值，将检测到的脚轮与地面之间的压力值与第二压力阈值进行比较，若检测到的压力值大于第二压力阈值时，将脚轮向上提起直至检测到的压力值在第二压力阈值范围内，若检测到的压力值小于第二压力阈值时，将脚轮向下移动直至检测到的压力值在第二压力阈值范围内。当需要更换工作场地时，行走轮30和/或脚轮90伸出，直至抹盘与地面之间具有间隔，利用行走轮30和/或脚轮90带动机架1移动，在抹平机器人抹平的过程中，通过检测脚轮与地面之间的压力调整脚轮90的高度，使抹盘机器人在移动过程中脚轮90始终保持将抹盘21抬起固定的角度，使抹盘在抹平工作时，抹盘的边缘能够避开石子等障碍物，不会将石子推走或甩出留下痕迹，而是将石子压倒混凝土中，对于混凝土地面凸起部分，将抹盘抬起以将凸起部分压平，避免将凸起部件的混凝土刮到抹盘上。

当抹平机器人需要转换场地时，脚轮机构可以和行走轮一起下降，将抹盘抬起，抹平机器人可以由行走轮带动行走，或者可以将抹平机器人推到下一场地，脚轮机构可以起到防止机器人倾覆，保持机器人平衡的作用，并且起到分担行走轮受力的作用。当需要更换抹盘时，两侧的高度调整装置降低，使一侧抹盘落地，另一侧的抹盘抬起，使维修人员能够更换抬起来的抹盘。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明提供的抹平机器人，包括机架1、抹盘机构2、行走机构3、转向机构4和驱动机构5，其中，抹盘机构2的至少部分设置在机架1下方，以通过抹盘机构2的抹盘21对地面进行打磨，行走机构3的至少部分安装在机架1上并位于抹盘机构2的内侧，以带动抹盘机构2移动，转向机构4与行走机构3连接，以通过转向机构4推动行走机构3旋转，驱动机构5与抹盘机构2连接，以驱动抹盘机构2转动；能够实现自动化控制，对混凝土地面进行抹平，无需利用人工操作，并且将上述各个机构相互配合，能够实现机器人边行走边抹平地面的工作方式，大大提高了对地面抹平工作的效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。