一种古建筑瓦片屋顶检修机器人以及检修方法与流程

文档序号:37235992发布日期:2024-03-06 16:56阅读:291来源:国知局

本发明涉及古建筑修复设备,具体为一种古建筑瓦片屋顶检修机器人以及检修方法。


背景技术:

1、古代建筑多采用斜顶的构造设计,将瓦片依次叠加摆放,以便于雨水流下进行排水和防止屋顶漏雨;然而古建筑留存至今,年代久远,导致屋顶瓦片有年久失修和自然老化损坏,因此会产生漏洞、漏雨;因此多需要人工攀登屋顶,使瓦片更换检修;但是由于屋顶倾斜、瓦片受长时间的日晒和雨水导致硬度、强度下降,人员行走更加容易损坏,并且也极容易导致人员脚滑摔下受伤,因此现设计一种古建筑瓦片屋顶检修机器人。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种古建筑瓦片屋顶检修机器人以及检修方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述解决问题,本发明提供如下技术方案:一种古建筑瓦片屋顶检修机器人,包括移动结构、载动结构以及搬修结构,所述移动结构能够在平顶或者斜顶的屋面移动,所述载动结构固定设置于移动结构上,所述载动结构能够存储和收集新瓦片和旧瓦片,并且能够带动搬修结构前后移动以及更改屋面方位,所述搬修结构固定设置于载动结构上,所述搬修结构用于对瓦片的搬运。

3、优选的,所述移动结构包括主体架、一对轮架、转接杆、一对第一电动推杆、第一旋转电机以及两对调转单元;所述主体架为矩形结构,一对所述轮架均为h型结构,其具有四端并中部设置有横梁,一对所述轮架其中两端分别活动设置于主体架下壁,且分别位于四角部位处,所述转接杆为t型结构,所述转接杆其中一端固定设置于主体架下壁中部,一对所述第一电动推杆一端分别对称活动连接于转接杆另外两端上,且第一电动推杆伸缩端分别活动连接于轮架中部的横梁上,所述第一旋转电机固定设置于主体架上壁中部,两对所述调转单元分别对称固定设置轮架的另外两端上。

4、优选的,所述调转单元包括第一机箱、第一电机、第一架座、第二机箱、第二电机以及车轮;所述第一机箱固定设置于轮架的其中一端上,且第一机箱为矩形结构,所述第一电机固定设置于第一机箱内,且第一电机驱动端活动贯穿于第一机箱下壁,所述第一架座一端固定连接于第一电机驱动端上,所述第二机箱固定设置于第一架座另一端上,且第二机箱为矩形箱体,所述第二电机固定设置于第二机箱内,且第二电机驱动端活动贯穿于第二电机前侧壁,所述车轮固定设置于第二电机驱动端上。

5、优选的,所述载动结构包括套筒、第二架座、搬运箱、第一摄像头、一对限位单元、控制盒、蓄电池、控制板组、一对第一移动组件以及第二移动组件;所述套筒为凸型筒状结构,且上壁中部嵌装有轴承,所述套筒可拆卸扣装于主体架上壁,且第一旋转电机的驱动端固定贯穿于轴承,所述第二架座一端固定套装于第一旋转电机驱动端上,且位于套筒上方,所述搬运箱为矩形结构,其上壁中部设有箱槽,所述搬运箱前侧壁中部设置有一对投放槽,且位于箱槽下方,所述投放槽内上壁中部均开设有插槽,所述搬运箱固定设置于第二架在另一端上,且搬运箱靠近顶端左右两侧壁均设置有拎手,所述第一摄像头固定嵌装于搬运箱前侧壁内,且位于投放槽上方,一对所述限位单元可拆卸安置于投放槽内,且位于插槽部位处,所述控制盒固定安置于搬运箱前侧壁底部,且控制盒右侧壁设置有充电口,所述蓄电池固定设置于控制盒内左端,所述控制板组固定设置于控制盒内右端,所述控制板组分别与蓄电池、第一摄像头、第一电机、第二电机、第一旋转电机以及第一电动推杆相连,一对所述第一移动组件分别对称设置于控制盒上壁,且位于左右两端相对称,所述第二移动组件固定设置于第一移动组件上。

6、优选的,所述控制板组内设置有无线模块、控制模块、识别模块、分析模块、成像模块等,用以更好的远程控制设备以及设备可以根据第一摄像头以及第二摄像头的成像进行自主更换瓦片。

7、优选的,所述限位单元包括插管、弹簧、伸缩柱以及滚轮;所述插管为t型管体,所述插管一端可拆卸插装于插槽内,所述弹簧活动嵌装于插管内,所述伸缩柱一端活动贯穿于插管另一端,且伸缩柱无法脱离插管,所述伸缩柱一端与弹簧贴合,所述滚轮活动嵌装于伸缩柱另一端内。

8、优选的,所述第一移动组件包括第一移动架、第一驱动电机、第一螺旋杆、第一移动座以及第一固定架;其中第一驱动电机固定设置于第一移动架一端,所述第一螺旋杆两端分别活动嵌装于第一移动架内,且其中一端与第一驱动电机的驱动端固定相连,所述第一移动座一端活动嵌装于第一移动架内,且第一移动座一端活动旋接于第一螺旋杆上,所述第一移动座为凹型结构,且第一移动座能够借助第一螺旋杆在第一移动架内前后移动,所述第一固定架为l型结构,所述第一固定架一端固定设置于第一移动架一端下壁,且第一固定架另一端固定设置于控制盒上。

9、优选的,所述第二移动组件包括第二移动架、一对第二固定架、一对第二驱动电机、一对第二螺旋杆以及一对第二移动座;所述第二移动架为凹型结构,且两端上壁均设置有移动槽,一对所述第二固定架与第一固定架结构相同,一对所述第二固定架一端分别固定设置于第二移动架两端下壁,且第二固定架另一端分别固定设置于第一移动座另一端上,一对所述第二驱动电机分别对称设置于第二移动架两端后侧壁上,一对所述第二螺旋杆分别活动设置于第二移动架的移动槽内,且其中一端分别与第二驱动电机的驱动端固定相连,一对所述第二移动座均与第一移动座结构相同,一对所述第二移动座一端分别活动嵌装于第二移动架的移动槽内,且分别与第二螺旋杆相旋接。

10、优选的,所述搬修结构包括安装座、翻转座、第二电动推杆、第二旋转电机、限位框架、升降臂、伺服电机、齿轮、第三旋转电机、夹持单元以及第二摄像头;所述安装座为矩形结构,且中部前侧设置有翻转口,所述安装座中部下壁设置有一对翻转臂,且位于翻转口后侧,所述安装座两端分别固定设置于第二移动座上,所述翻转座为t型结构,所述翻转座一端活动设置于翻转口内,且翻转座另一端为空腔结构,所述第二电动推杆一端活动设置于一对翻转臂之间,所述第二电动推杆伸缩端倾斜活动连接于翻转座靠近中部下壁上,所述第二旋转电机固定设置于翻转座另一端内,且第二旋转电机驱动端活动贯穿于翻转座另一端前侧壁,所述限位框架为矩形框架结构,所述限位框架一端固定设置于第二旋转电机驱动端上,所述升降臂为矩形杆体结构,且升降臂前侧壁中部设置有驱动槽,所述驱动槽内左侧设置有若干齿牙,所述升降臂活动贯穿于限位框架另一端内,所述伺服电机固定设置于限位框架一端上壁,所述齿轮固定套装于伺服电机驱动端上,且齿轮活动嵌装于升降臂的驱动槽内,所述齿轮与驱动槽内的齿牙相咬合,所述第三旋转电机固定设置于升降臂的驱动槽内下壁上,且第三旋转电机的驱动端活动贯穿于驱动槽下壁,所述夹持单元固定设置于第三旋转电机的驱动端上,且位于升降臂下方,所述夹持单元中的夹爪一端为l型结构,所述第二摄像头固定设置于夹持单元中部上壁,且与控制板组相连。

11、一种古建筑瓦片屋顶检修机器人的检修方法,包括以下步骤:

12、步骤一、将矩形瓦片或者拱形瓦片放置在载动结构中搬运箱的投放槽内,并借助限位单元进行下压限位防止脱离;

13、步骤二、将设备放置在屋顶,由于房顶多为斜屋顶构造,且向两侧倾斜以便排水;因此使两个轮架上的调转单元的车轮位于两侧屋顶上;

14、步骤三、通过远程操控能够驱动设备沿屋顶横向移动,然后根据第一摄像头以及第二摄像头的成像找到需要修补位置;

15、步骤四、通过搬修结构带动夹持单元前后移动、左右转动以及上下翻转,使夹持单元能够与损坏的瓦片接触夹持至箱槽内收集,并将新的瓦片从搬运箱内取出投放至相应位置完成修复。

16、本发明提出的一种古建筑瓦片屋顶检修机器人以及检修方法,有益效果在于:

17、1、本发明能够提高施工安全性以及施工效率;使用该设备可以避免人工攀登屋顶的危险,减少了工人在高处作业的风险,保证了施工人员的安全;该设备可以远程控制行走并自动进行瓦片的收集和更换,因此可以大大提高施工的效率,节省了人力成本。

18、2、本发明具有适应性强和减少原建筑破坏的特性;设备可以根据屋顶的坡度进行调整,适用于各种不同类型的倾斜屋顶,从而实现全面的检修和更换瓦片;通过搬运结构,设备可以准确收集损坏的瓦片并投放新的瓦片,减少了破坏其他瓦片的风险,保证了屋顶结构的完整性。

19、3、本发明具有环保节能的特点;采用机械设备代替人力作业,降低了能源消耗,并且设备可以回收利用瓦片,减少了资源浪费。

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