專利名稱：建筑墻面施工機器人的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑機械，尤其涉及一種自動對墻面施工的建筑機械。
背景技術：
建筑內墻面施工一直無法用機械進行，主要原因是建筑室內空間狹小，施工機械無法移動和轉向，例如墻面抹灰機械，基本上都采用垂向固定軌道，導軌的兩端分別抵靠在地面和天花板上以固定整個機械，對應墻面施工完成后，由人工移動軌道，造成效率低下， 無法推廣應用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種自動定位、自動行走、轉向靈活的建筑墻面施工機器人。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是建筑墻面施工機器人，包括履帶行走裝置，包括底盤，所述底盤兩側分別安裝有驅動輪和引導輪，同側的所述驅動輪和所述引導輪之間安裝有履帶，兩個所述驅動輪分別動力連接有驅動輪動力裝置；回轉轉臺裝置，包括安裝在所述底盤上的回轉支承，所述回轉支承上安裝有回轉轉臺，所述回轉轉臺上安裝有回轉驅動裝置，所述回轉轉臺與所述底盤之間設有回轉制動器；收放調節機械臂，安裝在所述回轉轉臺裝置上；施工工具升降裝置，安裝在所述收放調節機械臂上；抹灰斗裝置，安裝在所述施工工具升降裝置上；施工位置鎖定裝置，安裝在所述回轉轉臺裝置和所述施工工具升降裝置上；無軌導引裝置，引導所述履帶行走裝置行走，包括位于行走軌跡端部的基準信號發射裝置和安裝在所述底盤上的基準信號接收裝置；動力裝置，為運動件提供驅動動力，安裝在所述回轉轉臺上。作為優選的技術方案，所述收放調節機械臂包括鉸接在所述回轉轉臺上的第一支撐桿和第二支撐桿，所述第一支撐桿和所述第二支撐桿的上端鉸接有懸掛架，所述第一支撐桿、所述第二支撐桿、所述懸掛架和所述回轉轉臺組成四邊形擺動架，所述四邊形擺動架與所述施工工具升降裝置鉸接，所述四邊形擺動架上安裝有擺動動力裝置，所述四邊形擺動架和所述施工工具升降裝置之間還鉸接有角度調節動力裝置。作為優選的技術方案，所述施工工具升降裝置包括與所述收放調節機械臂鉸接的垂直導向架，所述垂直導向架上設有垂直導向架軌道；所述垂直導向架軌道上安裝有內滑架，所述內滑架上固定設有內滑架導軌，所述內滑架導軌上安裝有施工工具安裝座；所述垂直導向架和所述內滑架之間安裝有內滑架牽引器；所述內滑架牽引器的升程始端，所述內滑架下端伸出所述垂直導向架下端；所述內滑架牽引器的升程末端，所述內滑架上端伸出所述垂直導向架上端；施工工具安裝座牽引裝置，包括安裝在所述內滑架頂端的內滑架滑輪，所述內滑架滑輪的下方設有升降滑輪組，還包括牽引鋼絲繩，所述牽引鋼絲繩的一端固定在所述施工工具安裝座上，所述牽引鋼絲繩繞過所述內滑架滑輪和所述升降滑輪組并固定在所述垂直導向架上，所述升降滑輪組連接有鋼絲繩牽引器，所述鋼絲繩牽引器安裝在所述垂直導向架上。作為對上述技術方案的改進，所述施工位置鎖定裝置包括安裝在所述回轉轉臺上且位于所述回轉轉臺和地面之間的內升降支撐裝置，所述內升降支撐裝置位于所述底盤內部；還包括安裝在所述垂直導向架下部的施工支撐裝置，所述內滑架頂端安裝有內滑架終端固定裝置；所述內升降支撐裝置為內升降油缸，所述施工支撐裝置為固定在所述垂直導向架下部的施工支撐油缸；所述內滑架終端固定裝置包括固定基座，所述固定基座內滑動安裝有天花板頂柱，所述固定基座與所述天花板頂柱之間設有彈性裝置，所述固定基座上安裝有內滑架高點位置開關。作為優選的技術方案，所述抹灰斗裝置包括抹灰斗和安裝在所述施工工具升降裝置上的抹灰斗基座，所述抹灰斗和所述抹灰斗基座之間設有抹灰斗支承伸縮臂和抹灰斗旋
轉裝置。作為對上述技術方案的改進，所述抹灰斗基座包括安裝在所述施工工具升降裝置上的抹灰斗固定座，所述抹灰斗固定座上設有橫向滑軌，所述橫向滑軌上安裝有抹灰斗擺動座，所述抹灰斗固定座與所述抹灰斗擺動座之間設有抹灰斗擺動油缸。作為對上述技術方案的進一步改進，所述抹灰斗支承伸縮臂包括固定安裝在所述抹灰斗擺動座上的固定套，所述固定套上套裝有伸縮套，所述伸縮套的外端固定安裝有所述抹灰斗，所述固定套與所述伸縮套之間設有抹灰斗伸縮油缸，所述伸縮套上設有伸縮導向裝置；所述抹灰斗旋轉裝置包括套裝在所述伸縮套外的旋轉套，所述旋轉套與所述伸縮套之間設有導向鍵和導向鍵槽，所述旋轉套轉動安裝在所述抹灰斗擺動座上，所述旋轉套上固定有旋轉齒圈，所述旋轉齒圈嚙合有旋轉齒條，所述旋轉齒條連接有旋轉油缸，所述旋轉油缸安裝在所述抹灰斗擺動座上；所述導向鍵和導向鍵槽兼做所述伸縮導向裝置。作為對上述技術方案的進一步改進，所述抹灰斗包括抹灰斗體，所述抹灰斗體朝向墻面的一側設有出灰口，所述出灰口的下邊緣設有抹灰板，所述出灰口內安裝有甩灰裝置，所述抹灰斗體的側部安裝有甩灰驅動裝置；所述甩灰裝置包括轉動安裝于所述抹灰斗體上的主甩灰軸，所述主甩灰軸上安裝有甩灰板，所述主甩灰軸上方的所述抹灰斗體上轉動安裝有副甩灰軸，所述副甩灰軸上固定安裝有甩灰板；所述甩灰驅動裝置包括安裝在所述抹灰斗體上的甩灰液壓馬達，所述甩灰液壓馬達通過鏈條鏈輪動力連接所述主甩灰軸， 所述主甩灰軸上固定安裝有主甩灰軸齒輪，所述抹灰斗體上安裝有與所述主甩灰軸齒輪配合的中間傳動齒輪，所述副甩灰軸上安裝有單向離合器，所述單向離合器上安裝有與所述中間傳動齒輪配合的副甩灰軸齒輪。作為對上述技術方案的進一步改進，所述甩灰裝置與所述出灰口之間設有割灰板，所述割灰板上設有過灰孔。作為對上述技術方案的進一步改進，所述回轉轉臺與所述底盤之間設有回轉轉臺定位鎖緊裝置；所述回轉轉臺定位鎖緊裝置包括安裝在所述回轉轉臺上的至少一個轉臺定位鎖緊油缸，所述轉臺定位鎖緊油缸連接有轉臺定位銷柱，所述底盤上固定設有與所述轉臺定位銷柱對應的轉臺定位銷套。
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由于采用了上述技術方案，建筑墻面施工機器人，包括履帶行走裝置、回轉轉臺裝置、收放調節機械臂、施工工具升降裝置、抹灰斗裝置、施工位置鎖定裝置、無軌導引裝置和動力裝置；所述履帶行走裝置包括底盤，所述底盤兩側分別安裝有驅動輪和引導輪，同側的所述驅動輪和所述引導輪之間安裝有履帶，兩個所述驅動輪分別動力連接有驅動輪動力裝置；所述回轉轉臺裝置包括安裝在所述底盤上的回轉支承，所述回轉支承上安裝有回轉轉臺，所述回轉轉臺上安裝有回轉驅動裝置，所述回轉轉臺與所述底盤之間設有回轉制動器； 所述收放調節機械臂安裝在建筑墻面施工機器人的回轉轉臺上，包括鉸接在所述回轉轉臺上的第一支撐桿和第二支撐桿，所述第一支撐桿和所述第二支撐桿的上端鉸接有懸掛架， 所述第一支撐桿、所述第二支撐桿、所述懸掛架和所述回轉轉臺組成四邊形擺動架，所述四邊形擺動架與垂直導向架鉸接，所述四邊形擺動架上安裝有擺動動力裝置，所述四邊形擺動架和所述垂直導向架之間還鉸接有角度調節動力裝置；所述施工工具升降裝置包括與所述垂直導向架和所述角度調節動力裝置鉸接的垂直導向架，所述垂直導向架上設有垂直導向架軌道；所述垂直導向架軌道上安裝有內滑架，所述內滑架上固定設有內滑架導軌，所述內滑架導軌上安裝有施工工具安裝座；所述垂直導向架和所述內滑架之間安裝有內滑架牽引器；所述內滑架牽引器的升程始端，所述內滑架下端伸出所述垂直導向架下端；所述內滑架牽引器的升程末端，所述內滑架上端伸出所述垂直導向架上端；施工工具安裝座牽引裝置，包括安裝在所述內滑架頂端的內滑架滑輪，所述內滑架滑輪的下方設有升降滑輪組， 還包括牽引鋼絲繩，所述牽引鋼絲繩的一端固定在所述施工工具安裝座上，所述牽引鋼絲繩繞過所述內滑架滑輪和所述升降滑輪組并固定在所述垂直導向架上，所述升降滑輪組連接有鋼絲繩牽引器，所述鋼絲繩牽引器安裝在所述垂直導向架上；所述抹灰斗裝置安裝所述施工工具安裝座上，包括抹灰斗和安裝在所述施工工具安裝座上的抹灰斗基座，所述抹灰斗和所述抹灰斗基座之間設有抹灰斗支承伸縮臂和抹灰斗旋轉裝置；所述施工位置鎖定裝置包括安裝在所述回轉轉臺上且位于所述回轉轉臺和地面之間的內升降支撐裝置，所述內升降支撐裝置位于所述底盤內部；還包括安裝在所述垂直導向架下部的施工支撐裝置， 所述內滑架頂端安裝有內滑架終端固定裝置；所述無軌導引裝置，引導所述履帶行走裝置行走，包括位于行走軌跡端部的基準信號發射裝置和安裝在所述底盤上的基準信號接收裝置；所述動力裝置為運動件提供驅動動力，安裝在所述回轉轉臺上；其優點效果如下①所述履帶行走裝置使建筑墻面施工機器人行走平穩，通過兩個所述驅動輪不同的轉速和轉向實現建筑墻面施工機器人的轉向；而且內升降支撐裝置和內滑架都可以支撐在地面上，能使履帶行走裝置和整機離開地面，施工完畢后通過回轉驅動裝置使懸空的所述履帶行走裝置旋轉90°，可使筑墻面施工機器人在墻角處快速、準確轉向，大大提高了施工的效率。②通過所述內滑架在所述垂直導向架上的滑動，帶動所述施工工具安裝座完成一次升降，該結構大大降低了垂直導向架的高度，使升降裝置結構較為緊湊；本發明通過鋼絲繩牽弓I器拉動牽弓I鋼絲繩使所述施工工具安裝座在所述內滑架內上下移動，完成所述施工工具安裝座的二次升降，大大提高了所述施工工具安裝座的升程。③施工時，首先擺動動力裝置向內縮回，帶動所述四邊形擺動架運動至所述第一支撐桿和所述第二支撐桿垂直，同時角度調節動力裝置處于頂出位置，使所述垂直導向架垂直，然后施工工具就可以沿所述垂直導向架垂直上下運動，進行墻面施工。整機移動時首先擺動動力裝置向外頂出，帶動所述四邊形擺動架運動至所述第一支撐桿和所述第二支撐桿傾斜，同時角度調節動力裝置處于向內縮回，使所述垂直導向架傾斜，此時整機的高度大大降低，施工工具的重心也位于回轉轉臺的上方，行走平穩，移動靈活。④抹灰開始時，抹灰斗支承伸縮臂可以使抹灰斗能從外向內靠近墻壁，避免刮落已施工過的墻面；施工結束后，抹灰斗支承伸縮臂可以使抹灰斗能從內向外離開施工完成墻面，避免抹灰斗下降過程中刮落剛剛施工過的墻面；抹灰斗旋轉裝置可以使抹灰斗旋轉， 從而使建筑墻面施工機器人順利通過門洞并在建筑物內施工；本發明結構簡單，施工過程完全模仿人工抹灰方式，施工質量和施工效率較高。⑤可實現垂直導向架自動鎖定，內升降支撐裝置和施工支撐裝置抵靠在地面上， 精確調整垂直導向架的垂直度，并將垂直導向架下端定位固定，內滑架通過內滑架終端固定裝置固定在天花板上，垂直導向架的設置完全實現自動化。⑥無軌導引，避免了鋪設導軌的麻煩，施工精確，施工質量高。
圖1是本發明實施例的結構示意圖；圖中示出了施工工具升降裝置工作時的位置；圖2是本發明實施例的結構示意圖，圖中示出了回轉驅動裝置和回轉轉臺定位鎖緊裝置的結構示意圖；圖3是本發明實施例的結構示意圖，圖中示出了施工工具升降裝置收回時的位置；圖4是圖1的右視圖；圖5是本發明實施例施工工具升降裝置的升降原理圖；圖6是本發明實施例抹灰斗裝置的結構示意圖；圖7是本發明實施例抹灰斗支承伸縮臂和抹灰斗旋轉裝置的結構示意圖；圖8是圖6的俯視圖；圖9是圖6的右視圖；圖10是本發明實施例工作時的示意圖；圖11和圖12是本發明實施例墻角轉向時的示意圖；圖13是本發明實施例內滑架終端固定裝置的結構示意圖；圖中1-履帶行走裝置；11-底盤；12-驅動輪；13-引導輪；14-履帶；15-驅動輪動力裝置；2-回轉轉臺裝置；21-回轉支承；22-回轉轉臺；23-回轉液壓馬達；24-回轉變速裝置；25-轉臺定位鎖緊油缸；26-轉臺定位銷柱；27-轉臺定位銷套；31-內升降支撐裝置；32-施工支撐裝置；33-第一支撐桿；34-第二支撐桿；35-擺動動力裝置；36-懸掛架；37-施工工具升降裝置；371-垂直導向架；372-內滑架；373-內滑架牽引器；374-內滑架導軌；375-施工工具安裝座；376-內滑架滑輪；377-牽引鋼絲繩；378-鋼絲繩牽引器；379-定滑輪；380-牽引動滑輪；381-內滑架終端固定裝置；381a_固定基座；381b_天花板頂柱；381c-壓縮彈簧；381d-內滑架高點位置開關；38-角度調節動力裝置；4-液壓站；5-抹灰斗裝置；51-抹灰斗；511-抹灰斗體；512-出灰口 ；513-抹灰板；514-割灰板； 515-主甩灰軸；515a-主甩灰軸齒輪；516-甩灰板；517-副甩灰軸；517a_副甩灰軸齒輪；
7517b-單向離合器；518-甩灰液壓馬達；519-中間傳動齒輪；52-抹灰斗基座；521-抹灰斗固定座；522-橫向滑軌；523-抹灰斗擺動座；524-抹灰斗擺動油缸；53-抹灰斗支承伸縮臂；531-固定套；532-伸縮套；533-抹灰斗伸縮油缸；54-抹灰斗旋轉裝置；541-旋轉套； 討2_導向鍵力43-導向鍵槽力44-旋轉齒圈力45-旋轉齒條力46-旋轉油缸；6-無軌導引
直ο
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，進一步闡述本發明。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本發明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到， 在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。如圖1和圖2所示，建筑墻面施工機器人，包括履帶行走裝置1，包括底盤11，所述底盤11兩側分別安裝有驅動輪12和引導輪 13，同側的所述驅動輪12和所述引導輪13之間安裝有履帶14，兩個所述驅動輪12分別動力連接有驅動輪動力裝置15。回轉轉臺裝置2包括安裝在所述底盤11上的回轉支承21，所述回轉支承21上安裝有回轉轉臺22，所述回轉轉臺22上安裝有回轉驅動裝置，所述回轉轉臺22與所述底盤 11之間設有回轉制動器(圖中未示出)；所述回轉驅動裝置包括回轉液壓馬達23，所述回轉液壓馬達23動力連接有回轉變速裝置M，所述回轉變速裝置M的動力輸出端齒輪連接所述回轉支承21的內齒圈。回轉支承21和回轉制動器廣泛應用于工程機械領域，其具體結構在此不再贅述。所述回轉轉臺22與所述底盤11之間設有回轉轉臺定位鎖緊裝置。所述回轉轉臺定位鎖緊裝置包括安裝在所述回轉轉臺22兩側的兩個轉臺定位鎖緊油缸25，所述轉臺定位鎖緊油缸25連接有轉臺定位銷柱沈，所述底盤11上固定設有與所述轉臺定位銷柱沈對應的轉臺定位銷套27，所述轉臺定位銷柱沈的端部呈錐形，保證插入過程中使所述回轉轉臺22與所述底盤11準確定位。本實施例中所述回轉轉臺定位鎖緊裝置作為所述回轉轉臺 22與所述底盤11在工作時整機的固定裝置之一。所述回轉轉臺22與所述底盤11在工作時用兩個轉臺定位鎖緊油缸25鎖緊固定，使所述回轉轉臺22與所述底盤11相互位置不變動，使整機調整方便迅速。所述回轉轉臺22與所述底盤11之間設有回轉角度傳感器，回轉角度傳感器的信號傳遞給中央控制器，所述中央控制器根據控制指令并結合回轉角度傳感器的信號，控制所述回轉轉臺22相對所述底盤11的轉角，以實現本實施例的各種工作需要。如圖1和圖3所示，收放調節機械臂，安裝在回轉轉臺22上，包括鉸接在所述回轉轉臺22上的第一支撐桿33和第二支撐桿34，所述第一支撐桿33和所述第二支撐桿34的上端鉸接有懸掛架36，所述第一支撐桿33、所述第二支撐桿34、所述懸掛架36和所述回轉轉臺22組成四邊形擺動架，所述四邊形擺動架的所述懸掛架36與施工工具升降裝置37的垂直導向架371鉸接，所述四邊形擺動架上安裝有擺動動力裝置35，所述四邊形擺動架和所述垂直導向架371之間還鉸接有角度調節動力裝置38。本實施例中所述擺動動力裝置 35為液壓油缸，所述角度調節動力裝置38也為液壓油缸。
請參見圖3，本實施例通過門洞進入施工現場時，其工作過程如下中央控制器發出指令，首先擺動動力裝置35向外頂出，帶動所述四邊形擺動架運動至所述第一支撐桿33 和所述第二支撐桿34傾斜，同時角度調節動力裝置38向內縮回，通過安裝在擺動動力裝置 35與角度調節動力裝置38上面的傳感器發出反饋信號，使所述垂直導向架371傾斜。此時整機的高度大大降低，施工工具的重心也位于回轉轉臺22的上方，行走平穩，移動靈活。請參見圖1，本實施例在施工時，其工作過程如下中央控制器發出指令，首先擺動動力裝置35向內縮回，帶動所述四邊形擺動架運動至所述第一支撐桿33和所述第二支撐桿34垂直，同時角度調節動力裝置38向外頂出，通過安裝在擺動動力裝置35與角度調節動力裝置38上面的傳感器發出反饋信號，使所述垂直導向架371垂直。然后施工工具就可以沿所述垂直導向架371垂直上下運動，進行墻面施工。本實施例中，所述垂直導向架371上安裝有位置傳感器，通過位置傳感器來獲取調整信號，并通過伺服閥控制所述擺動動力裝置35和所述角度調節動力裝置38來使所述垂直導向架371處于垂直狀態。這些控制方式是本領域內普通工程技術人員所熟知的，在此不再贅述。如圖1、圖4和圖5所示，施工工具升降裝置37，包括垂直導向架371，安裝在收放調節機械臂上，所述垂直導向架371上設有垂直導向架軌道。內滑架372，安裝在所述垂直導向架軌道內，所述內滑架372上固定設有內滑架導軌374，所述內滑架導軌374上安裝有施工工具安裝座375。內滑架牽引器373，兩端分別安裝在所述垂直導向架371和所述內滑架372上；所述內滑架牽引器373的升程始端，所述內滑架372下端伸出所述垂直導向架371下所述內滑架牽引器373的升程末端，所述內滑架372上端伸出所述垂直導向架371上端。施工工具安裝座牽引裝置，包括安裝在所述內滑架372頂端的內滑架滑輪376， 所述內滑架滑輪376的下方設有升降滑輪組，還包括牽引鋼絲繩377，所述牽引鋼絲繩377 的一端固定在所述施工工具安裝座375上，所述牽引鋼絲繩377繞過所述內滑架滑輪376 和所述升降滑輪組并固定在所述垂直導向架371上，所述升降滑輪組連接有鋼絲繩牽引器 378，所述鋼絲繩牽引器378安裝在所述垂直導向架371上。所述升降滑輪組包括安裝在所述垂直導向架371上的定滑輪379，安裝在所述鋼絲繩牽引器378上的牽引動滑輪380 ；所述牽引鋼絲繩377的一端固定在所述施工工具安裝座375上，所述牽引鋼絲繩377繞過所述內滑架滑輪376、所述牽引動滑輪380、所述定滑輪379且再繞過所述牽引動滑輪380，所述牽引鋼絲繩377的末端固定在所述垂直導向架 371 上。本實施例中，所述內滑架牽引器373為液壓油缸，所述鋼絲繩牽引器378也為液壓油缸。如圖13所示，所述內滑架372的頂端安裝有內滑架高點位置開關381d，當所述內滑架372的頂端接近天花板時，所述內滑架高點位置開關381d發出信號給中央控制器，然后由中央控制器發出停止控制信號給所述內滑架牽引器373，所述內滑架372即處于停止狀態，然后中央控制器發出控制信號給所述鋼絲繩牽引器378，繼續牽引所述施工工具安裝座375向上運動；所述垂直導向架371還安裝有內滑架低點置開關，限制所述內滑架372下
9降的距離。請參見圖5，本實施例施工工具升降裝置37的工作過程如下首先，所述內滑架牽引器373升起，所述鋼絲繩牽引器378不動，所述內滑架372向上運動，所述內滑架滑輪376 作為動滑輪拉動所述牽引鋼絲繩377向上運動，此時所述施工工具安裝座375隨同所述內滑架372 —起向上運動；當所述內滑架372運動到天花板位置時，所述內滑架牽引器373停止，所述鋼絲繩牽引器378收回，帶動所述牽引動滑輪380向下運動，此時所述內滑架滑輪 376作為定滑輪參與升降工作，滑輪組的使用可以保證所述鋼絲繩牽引器378具有小的行程即可取得所述施工工具大的升程。本實施例通過兩次升降操作完成施工工具安裝座375的上下運動，結構緊湊，升降平穩，便于自動化工作。如圖1、圖4和圖6所示，抹灰斗裝置5，安裝在所述施工工具安裝座375上，包括抹灰斗51和安裝在所述施工工具安裝座375上的抹灰斗基座52，所述抹灰斗51和所述抹灰斗基座52之間設有抹灰斗支承伸縮臂53和抹灰斗旋轉裝置M。所述抹灰斗基座52包括安裝在所述施工工具安裝座375上的抹灰斗固定座521， 所述抹灰斗固定座521上設有橫向滑軌522，所述橫向滑軌522上安裝有抹灰斗擺動座 523，所述抹灰斗固定座521與所述抹灰斗擺動座523之間設有抹灰斗擺動油缸524。如圖7所示，所述抹灰斗支承伸縮臂53包括固定安裝在所述抹灰斗擺動座523上的固定套531，所述固定套531上套裝有伸縮套532，所述伸縮套532的外端固定安裝有所述抹灰斗51，所述固定套531與所述伸縮套532之間設有抹灰斗伸縮油缸533，所述伸縮套 532上設有伸縮導向裝置。如圖7所示，所述抹灰斗旋轉裝置M包括套裝在所述伸縮套532外的旋轉套Ml， 所述旋轉套541與所述伸縮套532之間設有導向鍵542和導向鍵槽M3，所述旋轉套541轉動安裝在所述抹灰斗擺動座523上，所述旋轉套541上固定有旋轉齒圈M4，所述旋轉齒圈 544嚙合有旋轉齒條M5，所述旋轉齒條545連接有旋轉油缸M6，所述旋轉油缸546安裝在所述抹灰斗擺動座523上；所述導向鍵542和導向鍵槽543兼做所述伸縮導向裝置。請參見圖8和圖9，所述抹灰斗51包括抹灰斗體511，所述抹灰斗體511朝向墻面的一側設有出灰口 512，所述出灰口 512的下邊緣設有抹灰板513，所述出灰口 512內安裝有甩灰裝置，所述抹灰斗體511的側部安裝有甩灰驅動裝置。所述甩灰裝置與所述出灰口 512之間設有割灰板514，所述割灰板514上設有過灰孔，本實施例中，所述割灰板514采用篩網，所述篩網的網孔為過灰孔。所述甩灰裝置包括轉動安裝于所述抹灰斗體511上的主甩灰軸515，所述主甩灰軸515上安裝有甩灰板516，所述主甩灰軸515上方的所述抹灰斗體511上轉動安裝有副甩灰軸517，所述副甩灰軸517上固定安裝有甩灰板516。所述甩灰驅動裝置包括安裝在所述抹灰斗體511上的甩灰液壓馬達518，所述甩灰液壓馬達518通過鏈條鏈輪動力連接所述主甩灰軸515，所述主甩灰軸515上固定安裝有主甩灰軸齒輪51 ，所述抹灰斗體511上安裝有與所述主甩灰軸齒輪51 配合的中間傳動齒輪519，所述副甩灰軸517上安裝有單向離合器517b，所述單向離合器517b上安裝有與所述中間傳動齒輪519配合的副甩灰軸齒輪517a。抹灰斗51的伸縮過程如下所述抹灰斗伸縮油缸533伸縮，帶動所述伸縮套532沿所述固定套531運動，安裝在所述伸縮套532上的所述抹灰斗51向外伸出或向內收回， 在此過程中，所述旋轉套541和所述伸縮套532之間的導向鍵542和導向鍵槽543起到防止所述抹灰斗51自由轉動的作用。抹灰斗51的旋轉過程如下所述旋轉油缸546帶動所述旋轉齒條545直線運動， 所述旋轉齒條545帶動所述旋轉套Ml的旋轉齒圈544轉動，所述旋轉齒圈544帶動所述旋轉套541轉動，所述旋轉套541通過導向鍵542和導向鍵槽543帶動所述伸縮套532轉動，所述伸縮套532帶動所述抹灰斗51實現旋轉，所述抹灰斗51由橫向位置旋轉為豎向位置，這樣建筑墻面施工機器人就可以在建筑物內隨便移動，不再受門洞的阻礙。本實施例抹灰斗的工作原理如下在正常抹灰過程中，所述甩灰液壓馬達518通過鏈條鏈輪帶動所述主甩灰軸515旋轉，所述主甩灰軸515的甩灰板516將灰漿甩在抹灰板513和墻面形成的角部，在抹灰斗51的上升過程中完成抹灰工作，此時所述主甩灰軸齒輪51 通過所述中間傳動齒輪519帶動所述副甩灰軸齒輪517a轉動，由于所述副甩灰軸齒輪517a與所述副甩灰軸517之間安裝有單向離合器517b，此時所述副甩灰軸517不轉動；當抹灰斗51運動到抹灰行程的頂部例如天花板墻角處，所述甩灰液壓馬達518反轉并通過鏈條鏈輪帶動所述主甩灰軸515反向旋轉，所述主甩灰軸齒輪51 通過所述中間傳動齒輪519帶動所述副甩灰軸齒輪517a反向旋轉，所述副甩灰軸齒輪517a通過所述單向離合器517b帶動所述副甩灰軸517轉動，所述主甩灰軸515的甩灰板516和所述副甩灰軸517 的甩灰板516將灰漿通過所述割灰板514上的過灰孔甩在整個出灰口 512處，然后抹灰斗擺動油缸5 通過所述抹灰斗擺動座523帶動所述抹灰斗51橫向左右擺動，將出灰口 512 處的墻面抹上灰漿并切斷墻面灰漿與抹灰斗51的連接，在抹灰斗51退回過程中，保持該處抹灰面的牢固，在該處只要人工略微修整即可達到施工要求。本實施例中，所述抹灰斗51的頂面和底面分別安裝有接近開關，限制所述抹灰斗 51僅在底面和天花板之間上下移動，接近開關的信號傳輸給中央控制器，然后由中央控制器發出控制信號給所述鋼絲繩牽引器378和內滑架牽引器373來實現所述抹灰斗51的升降限制；所述抹灰斗51與施工墻面靠近的側面安裝有距離傳感器，距離傳感器的信號傳輸給中央控制器，然后由中央控制器發出控制信號給所述抹灰斗伸縮油缸533，以保證所述抹灰斗51伸出后與墻面的距離，從而實現灰漿層的厚度達到施工要求。接近開關和距離傳感器為控制領域的常用技術，在此不再贅述。如圖1、圖10和圖13所示，施工位置鎖定裝置，包括安裝在所述回轉轉臺22上且位于所述回轉轉臺22和地面之間的內升降支撐裝置31，所述內升降支撐裝置31位于所述底盤11內部；還包括安裝在所述垂直導向架371下部的施工支撐裝置32，所述內滑架372 頂端安裝有內滑架終端固定裝置381 ；所述內升降支撐裝置31為內升降油缸，所述施工支撐裝置32為固定在所述垂直導向架371下部的施工支撐油缸；所述內滑架終端固定裝置 381包括固定基座381a，所述固定基座381a內滑動安裝有天花板頂柱381b，所述固定基座 381a與所述天花板頂柱381b之間設有彈性裝置，本實施例中的彈性裝置為壓縮彈簧381c， 所述固定基座381a上安裝有內滑架高點位置開關381d。施工位置鎖定裝置的工作原理如下首先擺動動力裝置35處于收回位置，帶動所述四邊形擺動架運動至所述第一支撐桿33和所述第二支撐桿34垂直，同時角度調節動力裝置38處于頂出位置，使所述垂直導向架371垂直，然后內升降支撐裝置31伸出并與施工支撐裝置32配合，使履帶僅起整機的支承作用；本實施例中，所述回轉轉臺22上安裝有水平位置傳感器，所述內升降支撐裝置31和所述施工支撐裝置32上分別安裝有位移傳感器。 中央控制器讀取水平位置傳感器的信號，然后給所述內升降支撐裝置31和所述施工支撐裝置32發出升降調整信號，調整所述回轉轉臺22處于水平位置，以使本實施例適應不同平整度的地面并能正常工作。然后，內滑架372帶動抹灰斗裝置5上升且到達天花板位置時， 天花板頂柱381b使壓縮彈簧381c壓縮，當壓縮彈簧381c壓縮到一定程度時觸發內滑架高點位置開關381d，內滑架372即不再上升，保持內滑架372與天花板之間具有合適的支承壓力，以免頂壞樓板。內升降支撐裝置31和施工支撐裝置32抵靠在地面上，可精確調整垂直導向架371的垂直度，并將垂直導向架371下端定位固定，內滑架372通過內滑架終端固定裝置381固定在天花板上，垂直導向架371的設置完全實現自動化，提高了整機工作的穩定性和施工精度。如圖1所示，無軌導引裝置6，引導所述履帶行走裝置行走，包括位于行走軌跡端部的基準信號發射裝置和安裝在所述底盤11上的基準信號接收裝置，圖1中僅示出了安裝在所述底盤11上的基準信號接收裝置；本實施例采用激光進行引導，激光發射器放置在建筑墻面施工機器人工作軌跡的終端，激光接收器安裝在所述底盤11上，激光接收器的信號輸出端電連接至中央控制器，兩個所述驅動輪12分別對應安裝有編碼器，編碼器的信號輸出端也連接至所述中央控制器，所述中央控制器根據激光接收器和編碼器發出的信號，分別控制兩個所述驅動輪動力裝置15沿設定的直線和設定的距離移動，保證同一墻面不同工位施工的平整性，激光引導是公知成熟的無軌導引技術，在此不再展開描述。當然也可以采用其它公知的引導方式，例如紅外線導引方式。本實施例中，所述動力裝置為安裝在所述回轉轉臺22上的液壓站4，為驅動輪動力裝置15、回轉液壓馬達23、轉臺定位鎖緊油缸25、內升降支撐裝置31、施工支撐裝置32、 擺動動力裝置35、內滑架牽引器373、鋼絲繩牽引器378、角度調節動力裝置38、甩灰液壓馬達518、抹灰斗擺動油缸524、抹灰斗伸縮油缸533和旋轉油缸546提供驅動動力。請參見圖11和圖12，本實施例在施工過程中，尤其在在墻角轉換處具有突出的特點。其工作過程如下首先擺動動力裝置35處于頂出位置，帶動所述四邊形擺動架運動至所述第一支撐桿33和所述第二支撐桿34傾斜，同時角度調節動力裝置38向內收回，使所述垂直導向架371傾斜，然后內升降支撐裝置31伸向地面，內滑架372在內滑架牽引器373 的驅動下也伸向地面，從而使整機脫離地面，同時所述回轉轉臺22兩側的兩個轉臺定位鎖緊油缸25帶動所述轉臺定位銷柱沈從所述轉臺定位銷套27中拔出，解除所述回轉轉臺22 與所述底盤11之間的定位鎖緊狀態；所述回轉轉臺22通過回轉驅動裝置使懸空的所述履帶行走裝置1旋轉90°，實現筑墻面施工機器人在墻角處快速、準確地轉向，大大提高了施工的效率。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，例如部分或全部動力裝置采用電動驅動，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
1權利要求
1.建筑墻面施工機器人，其特征在于，包括履帶行走裝置，包括底盤，所述底盤兩側分別安裝有驅動輪和引導輪，同側的所述驅動輪和所述引導輪之間安裝有履帶，兩個所述驅動輪分別動力連接有驅動輪動力裝置；回轉轉臺裝置，包括安裝在所述底盤上的回轉支承，所述回轉支承上安裝有回轉轉臺， 所述回轉轉臺上安裝有回轉驅動裝置，所述回轉轉臺與所述底盤之間設有回轉制動器；收放調節機械臂，安裝在所述回轉轉臺裝置上；施工工具升降裝置，安裝在所述收放調節機械臂上；抹灰斗裝置，安裝在所述施工工具升降裝置上；施工位置鎖定裝置，安裝在所述回轉轉臺裝置和所述施工工具升降裝置上；無軌導引裝置，引導所述履帶行走裝置行走，包括位于行走軌跡端部的基準信號發射裝置和安裝在所述底盤上的基準信號接收裝置；動力裝置，為運動件提供驅動動力，安裝在所述回轉轉臺上。
2.如權利要求1所述的建筑墻面施工機器人，其特征在于，所述收放調節機械臂包括鉸接在所述回轉轉臺上的第一支撐桿和第二支撐桿，所述第一支撐桿和所述第二支撐桿的上端鉸接有懸掛架，所述第一支撐桿、所述第二支撐桿、所述懸掛架和所述回轉轉臺組成四邊形擺動架，所述四邊形擺動架與所述施工工具升降裝置鉸接，所述四邊形擺動架上安裝有擺動動力裝置，所述四邊形擺動架和所述施工工具升降裝置之間還鉸接有角度調節動力直ο
3.如權利要求1所述的建筑墻面施工機器人，其特征在于，所述施工工具升降裝置包括與所述收放調節機械臂鉸接的垂直導向架，所述垂直導向架上設有垂直導向架軌道；所述垂直導向架軌道上安裝有內滑架，所述內滑架上固定設有內滑架導軌，所述內滑架導軌上安裝有施工工具安裝座；所述垂直導向架和所述內滑架之間安裝有內滑架牽引器；所述內滑架牽引器的升程始端，所述內滑架下端伸出所述垂直導向架下端；所述內滑架牽引器的升程末端，所述內滑架上端伸出所述垂直導向架上端；施工工具安裝座牽引裝置，包括安裝在所述內滑架頂端的內滑架滑輪，所述內滑架滑輪的下方設有升降滑輪組，還包括牽引鋼絲繩，所述牽引鋼絲繩的一端固定在所述施工工具安裝座上，所述牽引鋼絲繩繞過所述內滑架滑輪和所述升降滑輪組并固定在所述垂直導向架上，所述升降滑輪組連接有鋼絲繩牽引器，所述鋼絲繩牽引器安裝在所述垂直導向架上。
4.如權利要求3所述的建筑墻面施工機器人，其特征在于，所述施工位置鎖定裝置包括安裝在所述回轉轉臺上且位于所述回轉轉臺和地面之間的內升降支撐裝置，所述內升降支撐裝置位于所述底盤內部；還包括安裝在所述垂直導向架下部的施工支撐裝置，所述內滑架頂端安裝有內滑架終端固定裝置；所述內升降支撐裝置為內升降油缸，所述施工支撐裝置為固定在所述垂直導向架下部的施工支撐油缸；所述內滑架終端固定裝置包括固定基座，所述固定基座內滑動安裝有天花板頂柱，所述固定基座與所述天花板頂柱之間設有彈性裝置，所述固定基座上安裝有內滑架高點位置開關。
5.如權利要求1所述的建筑墻面施工機器人，其特征在于，所述抹灰斗裝置包括抹灰斗和安裝在所述施工工具升降裝置上的抹灰斗基座，所述抹灰斗和所述抹灰斗基座之間設有抹灰斗支承伸縮臂和抹灰斗旋轉裝置。
6.如權利要求5所述的建筑墻面施工機器人，其特征在于，所述抹灰斗基座包括安裝在所述施工工具升降裝置上的抹灰斗固定座，所述抹灰斗固定座上設有橫向滑軌，所述橫向滑軌上安裝有抹灰斗擺動座，所述抹灰斗固定座與所述抹灰斗擺動座之間設有抹灰斗擺動油缸。
7.如權利要求6所述的建筑墻面施工機器人，其特征在于，所述抹灰斗支承伸縮臂包括固定安裝在所述抹灰斗擺動座上的固定套，所述固定套上套裝有伸縮套，所述伸縮套的外端固定安裝有所述抹灰斗，所述固定套與所述伸縮套之間設有抹灰斗伸縮油缸，所述伸縮套上設有伸縮導向裝置；所述抹灰斗旋轉裝置包括套裝在所述伸縮套外的旋轉套，所述旋轉套與所述伸縮套之間設有導向鍵和導向鍵槽，所述旋轉套轉動安裝在所述抹灰斗擺動座上，所述旋轉套上固定有旋轉齒圈，所述旋轉齒圈嚙合有旋轉齒條，所述旋轉齒條連接有旋轉油缸，所述旋轉油缸安裝在所述抹灰斗擺動座上；所述導向鍵和導向鍵槽兼做所述伸縮導向裝置。
8.如權利要求5所述的建筑墻面施工機器人，其特征在于，所述抹灰斗包括抹灰斗體， 所述抹灰斗體朝向墻面的一側設有出灰口，所述出灰口的下邊緣設有抹灰板，所述出灰口內安裝有甩灰裝置，所述抹灰斗體的側部安裝有甩灰驅動裝置；所述甩灰裝置包括轉動安裝于所述抹灰斗體上的主甩灰軸，所述主甩灰軸上安裝有甩灰板，所述主甩灰軸上方的所述抹灰斗體上轉動安裝有副甩灰軸，所述副甩灰軸上固定安裝有甩灰板；所述甩灰驅動裝置包括安裝在所述抹灰斗體上的甩灰液壓馬達，所述甩灰液壓馬達通過鏈條鏈輪動力連接所述主甩灰軸，所述主甩灰軸上固定安裝有主甩灰軸齒輪，所述抹灰斗體上安裝有與所述主甩灰軸齒輪配合的中間傳動齒輪，所述副甩灰軸上安裝有單向離合器，所述單向離合器上安裝有與所述中間傳動齒輪配合的副甩灰軸齒輪。
9.如權利要求8所述的建筑墻面施工機器人，其特征在于，所述甩灰裝置與所述出灰口之間設有割灰板，所述割灰板上設有過灰孔。
10.如權利要求1-9任一權利要求所述的建筑墻面施工機器人，其特征在于，所述回轉轉臺與所述底盤之間設有回轉轉臺定位鎖緊裝置；所述回轉轉臺定位鎖緊裝置包括安裝在所述回轉轉臺上的至少一個轉臺定位鎖緊油缸，所述轉臺定位鎖緊油缸連接有轉臺定位銷柱，所述底盤上固定設有與所述轉臺定位銷柱對應的轉臺定位銷套。
全文摘要
本發明公開了一種建筑墻面施工機器人，包括履帶行走裝置、回轉轉臺裝置、收放調節機械臂、施工工具升降裝置、抹灰斗裝置、施工位置鎖定裝置、無軌導引裝置和動力裝置；本發明結構緊湊，行走平穩、移動靈活、轉向準確，施工工具升程大，施工工具升降裝置的設置完全實現自動化，施工過程完全模仿人工抹灰方式，無軌導引，避免了鋪設導軌的麻煩，施工質量和施工效率大大提高。
文檔編號E04F21/08GK102383585SQ20111035821
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者蔣京德, 蔣學凱 申請人:蔣京德