建筑外墙喷涂机器人的制作方法

本实用新型涉及自动化建筑设备技术领域，尤其涉及一种建筑外墙喷涂机器人。

背景技术：

在民用自建房等低楼层建筑物的修建过程中，其墙体一般是采用先搭建模板再浇筑胶凝材料的方式来成型，模板包括内模板与外模板，两者相对地搭建以围出一模腔，胶凝材料主要是混凝土，待浇入模腔中的混凝土凝固后拆除模板即可完成墙体的基本成型。墙体成型后，还需在墙体的外墙面进行装饰性涂料的喷涂，以得到设计所需的外墙面质感、观感，喷涂工作要求均匀、平整，避免出现坑洼、不均或遗漏。

对于面积较大的墙体而言，由施工人员进行喷涂处理，会存在效率低下的问题，并且靠人眼检视可能会遗漏掉墙面上存在的一些缺陷，导致作业效果不佳。另外，由于是对外墙面进行施工，施工人员在建筑外部进行工作会存在人员从高度坠落的安全风险。

因此，有必要提供一种能够自动对外墙面进行喷涂作业的机器人，以提升作业效率与效果，并规避人员风险。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够自动对外墙面进行喷涂作业的机器人。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种建筑外墙喷涂机器人，包括围绕成一圈的导轨及于所述导轨上水平滑动的作业装置，所述作业装置包括连接于所述导轨上并内置有动力系统的主体以及设于所述主体的视觉检测机构与喷涂机构，所述视觉检测机构包括上下滑动地设于所述主体的移动件以及设置在移动件上的检测镜头，所述主体上还设有储料箱，所述喷涂机构包括上下滑动地设于所述主体的喷管与连接在所述喷管与储料箱之间的输料组件。

本建筑外墙喷涂机器人中，作业装置的整体可在导轨上水平滑动，而作业装置中的视觉检测机构与喷涂机构可在主体上上下滑动。墙体初步成型之后，在作业装置与喷管的两个动作结合下，喷管可对墙面进行初步喷涂，然后由移动件移动带着检测镜头对墙面进行检测，根据所检测到的墙面的缺漏情况再次由喷管进行喷涂，直至实现对外墙面的完整作业，避免不均、遗漏的情况出现。本机器人全自动的作业方式在效率上更高，无需人员参与，也有利于规避人员风险。

较佳地，所述主体包括底座与固定在所述底座上的立架，所述动力系统内置于所述底座中，所述移动件与所述喷管上下滑动地设于所述立架上。

具体地，所述立架设有沿上下方向延伸的多个升降轨道，所述移动件与所述喷管分别连接于两所述升降轨道上。

较佳地，还包括上下滑动地设于所述主体的打磨机构，所述打磨机构包括机座、固定于所述机座的连杆以及设于所述连杆一端的可对墙面进行打磨的打磨盘。

具体地，所述打磨机构还包括设于所述连杆中的辅助补浆管，所述辅助补浆管连接至所述储料箱，所述辅助补浆管为伸缩结构且其管口可伸出于所述打磨盘的端面。

具体地，所述连杆的末端设有一外罩，所述打磨盘位于所述外罩中，所述外罩与所述打磨盘之间形成吸尘间隙，所述机座中设有负压产生装置，所述负压产生装置通过所述连杆中的吸尘通道连接至所述吸尘间隙。

较佳地，还包括注浆修补机构，所述注浆修补机构包括上下滑动地设于所述主体的注浆伸缩管以及与所述注浆伸缩管固定的呈板状结构的刮平件。

较佳地，还包括固定在外墙外侧的锚固机构与承载在所述锚固机构上的支撑架，所述导轨铺设在所述支撑架的一工作平台上，所述锚固机构采用插入于外墙的方式固定或采用环抱外墙的方式固定。

具体地，所述锚固机构包括于外墙外侧上下延伸的爬升导轨，所述支撑架连接于所述爬升导轨且所述支撑架与所述爬升导轨之间设有驱动所述支撑架沿所述爬升导轨上升的驱动机构。

具体地，所述支撑架包括靠近外墙的内架、与内架相对的外架、固定在内架与外架的下端之间的底架以及上下两端分别枢接于所述外架与内架的斜拉杆，所述工作平台可升降地设于所述内架与外架之间。

附图说明

图1是本实用新型建筑外墙喷涂机械人的结构组成示意图。

图2是本建筑外墙喷涂机械人的俯视图。

图3是本建筑外墙喷涂机械人中打磨机构的示意图。

图4是作业装置中主体立架与其上的视觉检测机构、喷涂机构、以及打磨机构的位置关系示意图。

图5是是本建筑外墙喷涂机械人的立架24的结构图。

具体实施方式

下面结合给出的说明书附图对本实用新型的较佳实施例作出描述。

结合图1至图5所示，本实用新型提供了一种建筑外墙喷涂机器人，在建筑物修建过程中执行对外墙b的外墙面进行装饰材料喷涂处理的工作，从而可将施工人员从喷涂作业中解放并提高建筑作业的自动化程度。

本建筑外墙喷涂机器人包括围绕成一圈的导轨1及于导轨1上水平滑动的作业装置2。导轨1围绕在需成型的外墙b的外周，其形状与外墙b形状对应，假如共有四面外墙b，则导轨1的形状为四边形，假如有五面外墙b则导轨1的形状为五边形，以此类推。作业装置2包括主体20与设置在主体20上的视觉检测机构9与喷涂机构8。主体20连接在导轨1上并内置有动力系统，该动力系统推动作业装置2在导轨1上滑动。视觉检测机构9包括上下滑动地设于主体的移动件91以及设置在移动件91末端的检测镜头92，移动件91具体的是一伸缩的杆件，其伸缩动力可来自于气压、液压，或可由机械性传动结构驱动，利用移动件91的伸缩能够使检测镜头92定位在距墙面适当距离的位置，然后检测镜头92便可以拍摄获得墙面一定范围的喷涂作业情况。主体20上还设有用于储存装饰新喷涂材料的储料箱80，喷涂机构8包括上下滑动地设于主体20的喷管81与连接在喷管81与储料箱80之间的输料组件，输料组件将涂料从储料箱80中输送至喷管81处使喷管81能够将涂料喷出。输料组件包括输送涂料所必须的管道与泵等。

具体的，主体20包括了底座23与设置在底座23上的立架24，底座23连接在导轨1上，动力系统设于底座23中。动力系统包括电机与车轮等部件，由电机驱使车轮在导轨1上转动而实现作业装置2的移动，为保证移动平稳导轨1可设置平行的多个。导轨1也可以设为具有齿的导轨1，而动力系统还包括由电机驱动并与导轨1啮合的齿轮，利用齿轮与导轨1的啮合关系推动作业装置2在导轨1上移动。底座23的四个角落处还可以分别设置往下凸伸的螺杆26，当作业装置2移动达到指定位置后四个螺杆26可往下锁入地面或其他支撑结构上对应设置的螺孔中，从而锁定作业装置2的位置，使其在作业过程中稳定牢靠。当作业装置2需再次移动时先将螺杆26收起即可。螺杆26的数量可以为更多。

在底座23顶部设置有轨道231，立架24连接在轨道231上使立架24可相对底座23水平滑动，但立架24也可以直接固定在底座23上。立架24上设置有沿上下方向延伸的升降轨道241，视觉检测机构9与喷涂机构8是连接在升降轨道241上以实现升降。立架24中还设有驱动装置以驱动视觉检测机构9与喷涂机构8，驱动装置比如可以是伺服电机与由伺服电机驱动的皮带轮、同步带，通过将驱动视觉检测机构9与喷涂机构8固定于同步带上即可实现驱动装置对驱动视觉检测机构9与喷涂机构8的驱动。底座23中的动力系统以及立架24中驱动装置是由本机器人的控制系统所控制的，视觉检测机构9所检测到的墙面情况数据反馈给控制系统，由控制系统控制动力系统与驱动装置来将喷涂机构8移动到指定位置。

建筑外墙喷涂机器人还包括设置在主体20上的一个打磨机构7。打磨机构7包括机座71、连杆72、打磨盘73以及辅助补浆管74。机座71设置在立架24的升降轨道241上使打磨机构7可以在立架24上上下移动。连杆72装在机座71上并可以相对机座71伸出或缩回，打磨盘73安装在连杆72末端的一个外罩78中，机座71中设有电机，电机通过穿过连杆72的传动轴带动打磨盘73转动。具体的，在打磨盘73的端面上设有密集的绒毛76。在喷涂机构8对墙面进行喷涂后，墙面可能会出现个别位置粗糙度高的情况，打磨机构7的功能就是对相关位置进行打磨，确保墙面的平整度。

外罩78与打磨盘73之间形成吸尘间隙781，机座71中设有抽风机等负压产生装置，负压产生装置通过连杆72中的吸尘通道721连接至吸尘间隙781。在打磨盘73对墙面进行打磨作业的过程中，势必会扬起灰尘，而负压产生装置可以在打磨盘73外侧产生吸力，从而将灰尘通过吸尘间隙781与吸尘通道721吸收到机座71中，以防止对环境造成污染。灰尘可以存储在机座71中的容器内，也可以通过管道输送出到打磨机构7之外的其他容器中存储。

辅助补浆管74从机座71中伸出并设于连杆72中，辅助补浆管74通过管道连接至储料箱80，且辅助补浆管74为伸缩结构且其管口可伸出于打磨盘73的端面。在打磨机构7工作过程中，假如视觉检测机构9发现其打磨面有坑洼出现，则可以通过辅助补浆管74对坑洼处进行补浆。

较佳地，作业装置2还包括设置在主体20上的注浆修补机构5，注浆修补机构5包括上下滑动地设于主体20的注浆伸缩管51以及与注浆伸缩管51固定的呈板状结构的刮平件52。注浆伸缩管51也通过管路连接至储料箱80，上述的设于打磨机构7中的辅助补浆管74主要针对打磨过程中发现的小规模、小尺寸的坑洼进行填补，而本注浆修补机构5则是针对墙体成型后经视觉检测机构9所侦测到的较大坑洼进行注浆修复。

上述视觉检测机构9、喷涂机构8、打磨机构7以及注浆修补机构5可设置在立架24上的同一升降轨道241上，但这样设置会造成四者相互干涉而影响行程，因此较佳的，在立架24上设有并排的四个升降轨道241如图4中所示，视觉检测机构9、喷涂机构8、打磨机构7以及注浆修补机构5分别设置在四个升降轨道241上。

本建筑外墙喷涂机器人还包括固定在外墙b外侧的锚固机构3与承载在锚固机构3上的支撑架4，前述的导轨1是设置在支撑架4上的，因此作业装置2是由支撑架4承载。

锚固机构3固定在建筑物下一层的外墙b外侧，位于支撑架4上的作业装置2进行上一层的外墙b的表面处理。本实施例中锚固机构3采用插入于外墙b的方式固定，锚固机构3包括多个打入在外墙b中的螺杆31，这些螺杆31是支撑支撑架4与作业装置2的基础。此外，锚固机构3还可以通过环抱并锁定于外墙b外的方式进行固定。锚固机构3还包括设置在螺杆31上的于外墙b外侧上下延伸的爬升导轨32，支撑架4连接于爬升导轨32且支撑架4与爬升导轨32之间设有驱动支撑架4沿爬升导轨32上升的驱动机构35。爬升导轨32可以是齿条的形式，而驱动机构35包括电机及与爬升导轨32啮合的齿轮，电机驱使齿轮转动时齿轮利用与爬升导轨32的啮合关系在爬升导轨32上爬升。为增加动力并确保支撑架4的爬升稳固，可于上下方向与周向反向设置多组驱动机构35。此外，还可以在导轨1上设置高度不同的支撑位，并在支撑架4上设置类似塔吊中使用的液压支撑系统，利用液压支撑系统对支撑位的抵顶来支撑起支撑架4。上述的锚固机构3可由支撑架4上的另一机器人来完成，当本楼层的外墙b成型完毕后，由这一机器人来执行锚固机构3的安装(包括螺杆31的打入与爬升导轨32的铺设)，然后支撑架4便可以爬升到本楼层的高度使作业装置2可在上一楼层进行作业。

具体地，支撑架4包括靠近外墙b的内架41、与内架41相对的外架42、固定在内架41与外架42的下端之间的底架43以及上下两端分别枢接于外架42与内架41的斜拉杆44。支撑架4还包括设于内架41与外架42的上端之间的工作平台45，导轨1铺设在工作平台45上。支撑架4的这种中间装有斜拉杆44的四边形在结构上稳固可靠，可保证对作业装置2的良好支撑。较佳的，工作平台45是通过一液压缸46可升降地设于支撑架4中的，而液压缸46本身也上下滑动的设于内架41上，使得工作平台45上的作业装置2的高度位置可调，作业时灵活性更高。支撑架4仅需满足可支撑作业装置2这一需求即可，其结构并不限定于本实施例中的形式。上述的与底座23下的螺杆26配合的螺孔是设置在工作平台45上位于导轨1两侧的位置，每一排螺孔有多个并密集排列，使作业装置2能够随意停留在指定位置。

支撑架4上还设有防护机构47，防护机构47包括防护支撑杆、由防护支撑杆支撑并位于作业装置2外侧的防护网以及预警装置。预警装置比如可以是装在防护支撑杆或防护网上的接近传感器等，用于检测作业装置2的位置是否过于靠近外侧。防护机构47起到安全防护作用，可避免支撑架4上的物体意外坠落。

支撑架4的下端吊设在有一维护挂篮48，维护挂篮48用于装载本建筑外墙喷涂机器人日常维护中所需的工具与零件等，方便维护、保养的进行。维护挂篮48不是像支撑架4呈整圈设置的环形结构，而只是滑动连接在支撑架4之下，在支撑架4的周向上可以设置多个维护挂篮48，当哪个位置需要进行维护保养时即将维护挂篮48移动到哪个位置。另外，维护挂篮48本身也是可升降的结构，比如可通过液压伸缩杆来驱动其升降。维护挂篮48也可载人，其上设有一扶手481以保证人员安全，扶手481在使用时上部分可翻折下使扶手481呈倒置的l形，在不使用时可翻折收起。

另外，在本机器人的支撑架4与防护机构47上还可以设置通风系统，通风系统主要包括通风风扇60以及其他如电机等相关必要装置，利用通风系统进行抽风、送风，能够改善支撑架4上的工作环境。通风风扇60也可以设置到维护挂篮48上。

如图2所示，支撑架4与导轨1均是围绕外墙b设置，在导轨1上可以设置互不干涉的若干个作业装置2以提高效率。

本建筑外墙喷涂机器人的工作过程为：在外墙浇筑成型后，利用作业装置2的水平滑动与视觉检测机构9中移动件91的上下滑动这两个动作的结合，使检测镜头92覆盖整个墙面范围以检测墙面的平整度与光滑度。假如墙面存在不平整的粗糙，则驱使打磨机构7移动到粗糙位置，由打磨盘73将墙面打磨光滑；假如墙面有坑洼，则驱使注浆修补机构5移动到对应位置进行注浆修复。墙面满足作业要求后，喷涂机构8作动进行第一次喷涂，第一次喷涂完成后再次由视觉检测机构9进行检测，根据检测结果实施第二次或更多次喷涂作业，直至墙面喷涂工作完成。在打磨机构7打磨作业过程中，假如视觉检测机构9检测到相关位置出现局部小规模坑洼，则由打磨机构7中的辅助补浆管74进行填补修复。

本机器人全自动的作业方式在效率上更高，无需人员参与，也有利于规避人员风险。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。