申请/专利权人：青岛科技大学

申请日：2017-12-11

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN107989345B

主分类号：E04F21/12

分类号：E04F21/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2019.08.13#实质审查的生效;2018.05.04#公开

摘要：本发明属于机械工程领域，具体涉及一种高楼外墙自动喷涂机。其中曲柄滑块机构固连在丝杠的螺母座上，电机与曲柄固连，提供动力，带动喷头上下运动；减速电机横向固连在机身上，通过变向齿轮箱带动纵向的脚部丝杠转动，脚部丝杠上的螺母座与前脚支架、后脚支架固连，实现壁障动作；楼顶电机的中轴与绕线轴固连，悬挂绳绕在绕线轴上，顺绳器固连在往复丝杠的螺母座上，两个顺绳器的运动情况相反，即左边的顺绳器向左运动时，右边的顺绳器向右运动，悬挂绳从绕线轴出发，伸到可伸缩挂线支架上，悬挂绳末端接到刷墙装置上。本发明相对传统刷墙方式，大大提高了工作效率；有效的避免了人工刷墙的危险；降低了刷墙成本，结构简单，便于维修。

主权项：1.高楼外墙自动喷涂机，其特征在于涵道风扇1、变向齿轮箱2、减速电机3、前脚支架4、喷嘴5、后脚支架6、曲柄滑块机构7、曲柄电机8、光杆9、丝杠10、步进电机11、联轴器12、脚部丝杠13、可伸缩挂线支架14、绕线轴15、楼顶电机16、齿轮17、往复丝杠18、顺绳器19；涵道风扇1悬于刷墙机器上方，由机器四个角上的支架固定；曲柄滑块机构7、曲柄电机8、光杆9、丝杠10、步进电机11、联轴器12共同组成喷涂装置，其中曲柄滑块机构7固连在丝杠的螺母座上，步进电机11提供动力，曲柄电机8与曲柄滑块机构7的曲柄固连；变向齿轮箱2、减速电机3、前脚支架4、喷嘴5、后脚支架6构成越障装置，其中减速电机3横向固连在机身上，通过变向齿轮箱2带动纵向的脚部丝杠13转动，脚部丝杠13上的螺母座与前脚支架4、后脚支架6固连；可伸缩挂线支架14、绕线轴15、楼顶电机16、齿轮17、往复丝杠18、顺绳器19构成悬挂装置，其中，楼顶电机16的中轴与绕线轴固连，悬挂绳绕在绕线轴15上，绕线轴15固连在底座上，顺绳器19固连在往复丝杠18的螺母座上，两个顺绳器19的运动情况相反，即左边的顺绳器向左运动时，右边的顺绳器向右运动，悬挂绳从绕线轴15出发，先经过顺绳器19，最后到可伸缩挂线支架14上，悬挂绳末端接到刷墙装置上。

全文数据：高楼外墙自动喷涂机技术领域[0001]本发明属于机械工程领域，具体涉及一种壁面工作机器。背景技术[0002]伴随着城市化进程的发展，所建楼房的高度也在不断的攀升，随之而来的问题是外墙如何涂刷的效果好并且美观，据调查现在的高楼外墙面的涂料涂刷都是由人工完成的，人工涂刷存在以下几种缺点：[0003]1、效率低、墙面涂刷质量无法得到保证。[0004]2、操作工人的人身安全也无法得到保证，因为涂刷高楼外墙每年而导致的事故不断出现，高空刷墙蜘蛛人的掉落事件接连出现，一方面施工企业对操作人员的安全不够重视，另外一方面操作工人自身素质较低所导致。[0005]3、同时需要多人进行涂刷，人力资源消耗过大，涂刷周期长，成本高，而且每个区域的喷涂效果参差不齐，影响美观，喷涂质量得不到保证，喷涂涂层高低不平、粗糙，且有些能看见明显的划痕滚痕。发明内容[0006]高空外墙自动喷涂机器人的问世有效的解决了这一问题，自动化操作，人员不需悬挂在高空进行作业只需站在安全区域进行一些辅助操作就行，有效的确保了人员生命安全;墙面与喷头间距离根据实践最佳喷涂效果来确定，确保喷涂的每个区域质量相同，喷涂涂层光滑、平整、致密，且无颗粒、刷痕、滚痕，从视觉的角度上来看比人工涂刷的效果美观；喷涂速度快，效率高，一台喷涂机器人可代替多人进行工作，并且一人可以控制多台机器工作，极大的提高了外墙涂刷的工作效率，同时也大幅度的降低了外墙涂刷的成本，大面积推广自动墙面外漆喷涂机器人会极大的降低施工成本提高效率减少安全事故的发生。[0007]本发明的技术方案是:高空外墙自动喷涂机器人，装置分为四个部分，第一部分为移动装置，第二部分为避障装置，第三部分为吸附装置，第四部分为喷涂装置。[0008]—、移动装置由丝杠、联轴器、支撑座、螺母座、曲柄滑块机构、楼顶电机、组成:丝杠与滑块的配合使第二层平面进行水平方向移动，移动精确平稳，喷涂质量好;在竖直方向上电机带动曲柄360°旋转，曲柄带动连杆转动，连杆带动喷头在预设的滑槽中上下移动;楼顶下放机构通过电机拉动绳索来精确控制喷涂机构的动作与停止；[0009]二、壁障装置组成:推杆推移机构包含减速电机、丝杠、联轴器、支撑座、螺母座、支脚，通过自动化控制喷涂装置在靠近窗沿时推杆收回，越过窗沿后，推杆伸出继续工作。[0010]三、吸附装置:包括涵道风扇、电调、油门，涵道风扇提供大的推力，利用作用力与反作用力原理推动机器人向墙面靠拢。[0011]四、喷涂装置:精选雾状喷头调整好角度向墙面喷涂确保喷涂质量。[0012]本发明的工作过程分上行和下行，上下行之间除部分楼顶电机和推杆推移机构两部分动作有变化，其余电机工作保持不变。现以下行工作为例，机器开始工作，涵道风扇启动，产生推力使机器紧靠墙壁，正常工作情况下，曲柄以一定的速度旋转，带动喷头上下移动，同时步进电机旋转，通过丝杠和螺母座之间的作用，带动曲柄滑块机构整体水平移动。往返丝杠导程一次后，曲柄电机和步进电机以及喷嘴停止工作，楼顶电机将刷墙机器下放一定距离后停止，接着曲柄电机、步进电机、喷嘴重复上述动作。正常工作时，一直重复上述动作。当有障碍物存在时，如图5,传感器5检测到前方有障碍物，楼顶电机停止放绳，机器先原地喷涂一次，喷涂工作结束后，后脚的电机通过丝杠带动后脚支架回缩，前脚的电机通过丝杠带动前脚支架往外伸出支架，使机器下部悬空并远离墙面，脚电机工作结束后，楼顶电机放绳，传感器2检测到障碍物时停止，机器后半部分已跨上障碍物，后脚放前脚收。此时，分两种情况：[0013]一、此时后脚已放下，若障碍物比较扁，面积远小于机器的一次喷涂面积时，后脚和前脚回到初始状态时传感器2仍然能检测到有障碍物，机器先进行一次喷涂，喷涂结束后，前脚收后脚放，使机器前半部分远离墙面，楼顶电机放绳一段固定时间，然后前脚放后脚收，两脚再回到初始状态，接着楼顶电机收绳，直到传感器〇检测到障碍物时停止，传感器0检测到说明此时机器前端已紧贴障碍物，而后机器开始正常工作。[0014]二、若障碍物比较大，面积大于机器的一次喷涂面积时，后脚放下后，机器前部会被支起，此时传感器2检测不到有障碍物，说明机器已爬上障碍物且双脚已回到初始状态，接着机器进行正常工作状态。当要离开障碍物时，传感器4没有信号，说明机器后部已经有一部分悬空，此时楼顶电机停止，机器先进行一次喷涂，楼顶电机放绳，当传感器1没有信号的时候停止，前脚收后脚放，楼顶电机放绳一段固定时间，后脚收前脚放，楼顶电机收绳，直到传感器0检测到障碍物时停止，然后机器开始正常工作。[0015]本发明的有益效果在于：[0016]1、相对传统刷墙方式，大大提高了工作效率；[0017]2、有效的避免了人工刷墙的危险；[0018]3、降低了刷墙成本，结构简单，便于维修。附图说明[0019]图1是本发明的主视图。[0020]其中，1、涵道风扇;2、变向齿轮箱;3、减速电机;4、前脚支架;5、喷嘴;6、后脚支架。[0021]图2是本发明的俯视图。[0022]其中，7、曲柄滑块机构;8、曲柄电机;9、光杆;10、丝杠;11、步进电机;12、联轴器。[0023]图3是侧视图。[0024]其中，13、脚部丝杠。[0025]图4是楼顶装置的结构图。[0026]其中，14、可伸缩挂线支架；15、绕线轴；16、楼顶电机;17、齿轮；18、往复丝杠；19、顺绳器。[0027]图5是各传感器的位置布置图具体实施方式[0028]以下结合附图具体说明本发明。[0029]结合图1、图2、图3、图4,本发明包括涵道风扇1、变向齿轮箱2、减速电机3、前脚支架4、喷嘴5、后脚支架6、曲柄滑块机构7、曲柄电机8、光杆9、丝杠10、步进电机11、联轴器12、脚部丝杠13、可伸缩挂线支架14、绕线轴15、楼顶电机16、齿轮17、往复丝杠18、顺绳器19;曲柄滑块机构7、曲柄电机8、光杆9、丝杠10、步进电机11、联轴器12共同组成喷涂装置，其中曲柄滑块机构7固连在丝杠的螺母座上，步进电机11提供动力，曲柄电机8与曲柄滑块机构7的曲柄固连;变向齿轮箱2、减速电机3、前脚支架4、喷嘴5、后脚支架6构成越障装置，其中减速电机3横向固连在机身上，通过变向齿轮箱2带动纵向的脚部丝杠13转动，脚部丝杠13上的螺母座与前脚支架4、后脚支架6固连;可伸缩挂线支架14、绕线轴15、楼顶电机16、齿轮17、往复丝杠18、顺绳器19构成悬挂装置，其中，楼顶电机16的中轴与绕线轴固连，悬挂绳绕在绕线轴15上，绕线轴15固连在底座上，顺绳器19固连在往复丝杠18的螺母座上，两个顺绳器I9的运动情况相反，即左边的顺绳器向左运动时，右边的顺绳器向右运动，悬挂绳从绕线轴15出发，先经过顺绳器19,最后到可伸缩挂线支架14上，悬挂绳末端接到刷墙装置上。[0030]本发明的工作过程分上行和下行，上下行之间除部分楼顶电机16和减速电机3两电机动作有变化，其余电机工作保持不变。现以下行工作为例，机器开始工作，涵道风扇1启动，产生推力使机器紧贴墙壁，正常工作情况下，曲柄电机8以一定的速度旋转，带动喷嘴5上下移动，同时步进电机11旋转，通过丝杠10和螺母座之间的作用，带动曲柄滑块机构7整体水平移动。往返丝杠9导程一次后，曲柄电机8和步进电机11以及喷嘴5停止工作，楼顶电机16将刷墙机器下放一定距离后停止，接着曲柄电机8、步进电机11、喷嘴5重复上述动作。正常工作时，一直重复上述动作。当有障碍物存在时，传感器5检测到前方有障碍物，楼顶电机16停止放绳，机器先原地喷涂一次，喷涂工作结束后，后脚的减速电机3通过脚部丝杠13带动后脚支架6回缩，前脚的减速电机3通过脚部丝杠13带动前脚支架4往外伸出支架，使机器下部悬空并远离墙面，脚电机3工作结束后，楼顶电机16放绳，传感器2检测到障碍物时停止，机器后半部分已跨上障碍物，后脚放前脚收。此时，分两种情况：[0031]一、此时后脚支架6已放下，若障碍物比较扁，如图5,面积远小于机器的一次喷涂面积时，后脚支架6和前脚支架4回到初始状态时传感器2仍然能检测到有障碍物，机器先进行一次喷涂，喷涂结束后，前脚支架4收后脚支架6放，使机器前半部分远离墙面，楼顶电机16放绳一段固定时间，然后前脚支架4放后脚支架6收，两脚再回到初始状态，接着楼顶电机16收绳，直到传感器0检测到障碍物时停止，传感器0检测到说明此时机器前端己紧贴障碍物，而后机器开始正常工作。[0032]二、若障碍物比较大，面积大于机器的一次喷涂面积时，后脚支架6放下后，机器前部会被支起，此时传感器2检测不到有障碍物，说明机器已爬上障碍物且双脚己回到初始状态，接着机器进行正常工作状态。当要离开障碍物时，传感器4没有信号，说明机器后部己经有一部分悬空，此时楼顶电机16停止，机器先进行一次喷涂，楼顶电机16放绳，当传感器1没有信号的时候停止，前脚支架4收后脚支架6放，楼顶电机16放绳一段固定时间，后脚支架4收前脚支架6放，楼顶电机16收绳，直到传感器〇检测到障碍物时停止，然后机器开始正常工作。

权利要求：1.高楼外墙自动喷涂机，其特征在于涵道风扇（1、变向齿轮箱⑵、减速电机3、前脚支架⑷、喷嘴5、后脚支架6、曲柄滑块机构7、曲柄电机8、光杆9、丝杠10、步进电机11、联轴器12、脚部丝杠（13、可伸缩挂线支架（14、绕线轴（15、楼顶电机16、齿轮17、往复丝杠（18、顺绳器（19;涵道风扇⑴悬于刷墙机器上方，由机器四个角上的支架固定；曲柄滑块机构7、曲柄电机8、光杆9、丝杠10、步进电机11、联轴器12共同组成喷涂装置，其中曲柄滑块机构（7固连在丝杠的螺母座上，步进电机（11提供动力，曲柄电机⑻与曲柄滑块机构⑺的曲柄固连;变向齿轮箱2、减速电机3、前脚支架⑷、喷嘴5、后脚支架⑹构成越障装置，其中减速电机⑶横向固连在机身上，通过变向齿轮箱2带动纵向的脚部丝杠（13转动，脚部丝杠（13上的螺母座与前脚支架4、后脚支架⑹固连;可伸缩挂线支架14、绕线轴15、楼顶电机16、齿轮（17、往复丝杠（18、顺绳器（19构成悬挂装置，其中，楼顶电机（16的中轴与绕线轴固连，悬挂绳绕在绕线轴（15上，绕线轴（I5固连在底座上，顺绳器I9固连在往复丝杠（18的螺母座上，两个顺绳器（19的运动情况相反，即左边的顺绳器向左运动时，右边的顺绳器向右运动，悬挂绳从绕线轴（15出发，先经过顺绳器I9，最后到可伸缩挂线支架14上，悬挂绳末端接到刷墙装置上。2.根据权利要求1所述的高楼外墙自动喷涂机，其特征在于，所述前脚支架4和后脚支架⑹由脚部丝杠13传动。3.根据权利要求1所述的高楼外墙自动喷涂机，其特征在于，所述往复丝杠（18上的两个顺绳器19的移动方向是相反的。4.根据权利要求1所述的高楼外墙自动喷涂机，其特征在于，所述楼顶电机16在正常状态下是能够自锁的。

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