墙壁粉刷机器人.pdf

本发明是在本人原专利《墙壁抹灰机》(专利号ZL01218090.4)的基础上的改进设备，它是在履带底盘的回转支承上安装两组相互独立的平面抹灰装置和阴阳角抹灰装置。对履带底盘的动力传动系统作了改进，增加半轴和电磁离合器。回转支承采用蜗轮蜗杆传动。降低整机的重量，使之在建筑施工中抹灰、打磨、阴阳角处理等工作实现全部机械化，大大降低劳动强度，提高生产效率，降低维修费用，延长使用寿命。

1.  一种墙壁粉刷机器人，包括履带底盘(1)、安装在履带底盘(1)上部的回转支承(2)、操作箱(3)，还包括安装在回转支承(2)上端的阴阳角抹灰装置(4)、平面转灰装置(5)及液压动力装置(6)；所述的履带底盘(1)包括钢结构矩形车架(1-3)、通过支架(1-2)安装在机架(1-3)下端的行走轮(1-1)、固定在车架(1-3)上端的车架面板(1-7)、安装在车架(1-2)下部的驱动齿轮(1-4)、导向轮(1-8)、电机(1-5)、变速箱(1-13)、履带张紧装置(1-9)和履带(1-10)；所述的回转支承(2)包括通过中心轴滑配合安装在车架面板(1-7)上的转盘(2-1)、驱动转盘(2-1)旋转的电机、变速箱；所述的转盘(2-1)下端面和车架面板(1-7)的上端面上分别制作等径的弧形环状沟槽，多只钢球(2-3)安装在该沟槽内；所述的液压动力装置(6)安装在转盘(2-1)的上端面上，液压动力机构(6)包括油箱(6-3)、油泵(6-4)、电机(6-1)及带传动幅(6-2)；所述的油泵(6-4)通过输油管与操作箱(3)连接；所述的电机(6-1)通过电线与操作箱(3)连接；其特征在于：所述的履带底盘(1)上的离合器(1-12)为电磁离合器，并通过电线与操作箱(3)连接；所述的变速箱(1-13)两侧分别安装两只离合器(1-12)，离合器(1-12)的输出轴与半轴(1-11)连接，半轴(1-11)的另一端与驱动齿轮(1-4)连接，半轴(1-11)通过轴承座(1-6)与车架(1-3)连接；
所述的转盘(2-1)的圆周面上制作蜗轮，与蜗轮相啮合的蜗杆组件(2-2)安装在车架面板(1-7)的上端面上，与蜗杆组件(2-2)相连接的变速箱、电机安装在车架面板(1-7)的上端面上；
所述的电机通过电线与操作箱(3)连接；所述的阴阳角抹灰装置(4)和平面抹灰装置(5)相互独立，分别安装在回转支承(2)上部的转盘(2-1)的上端面上；
所述的阴阳角抹灰装置(4)包括伸缩臂多节油缸(4-4)、导向臂(4-5)、阴阳角抹灰板(4-11)及连接伸缩臂多节油缸(4-4)和阴阳角抹灰板(4-11)的连杆；所述的伸缩臂多节油缸(4-4)的活塞杆的下端和导向臂(4-5)的滑杆的下端分别垂直固定在矩形移动板(4-2)的上端面上，移动板(4-2)下端的导向块滑配合安装在导轨(4-1)的导槽中，导轨(4-1)固定在转盘(2-1)的上端面上；水平固定在转盘(2-1)上端面上的油缸(4-3)的活塞杆与移动板(4-2)连接；平行四边形连杆(4-9)中上臂与左臂的铰接轴通过固定夹(4-6)与伸缩臂多节油缸(4-4)及导向臂(4-5)上端铰接、右臂延长段与角板支架(4-12)铰接、下臂的中段与油缸(4-8)铰接，油缸(4-8)的活塞杆与托架(4-7)铰接，托架(4-7)固定在伸缩臂多节油缸(4-4)和导向臂(4-5)上；V形双臂连杆(4-10)一端与油缸(4-8)的缸体铰接，另一端与角板支架(4-12)铰接；电机(4-15)垂直固定在角板支架(4-12)上，电机(4-15)轴上安装的齿轮(4-14)与固定在滑板(4-16)上的齿条(4-13)相啮合，滑板(4-16)滑配合安装在角板支架(4-12)的导槽中，阴阳角转灰板(4-11)固定在滑板(4-16)上；所述的伸缩臂多节油缸(4-4)、油缸(4-3)、油缸(4-8)分别通过输油管与操作箱(3)连接；所述的电机(4-15)通过电线与操作箱(3)连接；
所述的平面抹灰装置(5)包括伸缩臂多节油缸(5-4)、导向臂(5-5)、平面抹灰板(5-12)及电机(5-10)、变速箱(5-11)，还包括连接平面抹灰板(5-12)和伸缩臂多节油缸(5-4)的固定座(5-6)、转角连杆(5-8)、角度油缸I(5-7)、角度油缸II(5-9)；所述的伸缩臂多节油缸(5-4)的缸体和与之相邻并平行的导向臂(5-5)的导向管下端通过固定夹(5-13)与转角支架(5-1)铰接，转角支架(5-1)固定在转盘(2-1)的上端面上；转角油缸(5-3)的活塞杆端部通过固定夹与伸缩臂多节油缸(5-4)和导向臂(5-5)铰接，缸体端部通过油缸支架(5-2)与转盘(2-1)铰接；所述的固定座(5-6)固定在伸缩臂多节油缸(5-4)的上端，三角形转角连杆(5-8)下端与固定座(5-6)铰接，上端与电机(5-10)铰接，变速箱(5-11)与电机(5-10)的输出轴连接，平面转灰板(5-12)与变速箱(5-11)的输出轴连接；角度油缸I(5-7)一端与固定座(5-6)铰接，另一端与电机(5-10)铰接；角度油缸II(5-9)一端与转角连杆(5-8)下端铰接，另一端与变速箱(5-11)铰接；所述的转角油缸(5-3)、伸缩臂多节油缸(5-4)、角度油缸I(5-7)、角度油缸II(5-9)分别通过输油管与操作箱(3)连接；所述电机(5-10)通过电线与操作箱(3)连接。

墙壁粉刷机器人
技术领域
本发明涉及一种建筑机械，具体涉及将墙壁表面用灰浆抹平的设备。
背景技术
公知的房屋建筑对内外墙壁抹平粉刷的设备和工艺，目前基本上全部使用抹子、刮板等原始工具，靠人工操作，将灰浆抹平。劳动强度极大，生产效率低下，粉刷平整度、阴阳角直线度等质量差。
本人2002年申报的实用新型专利《墙壁抹灰机》(专利号ZL00218090.4)为墙壁粉刷提供了一种可行的机械设备，经过几年的生产实践，证明该抹灰机生产效率高，大大的降低工人的劳动强度，但也存在以下不尽人意之处。
1、部分结构设计不合理。该抹灰机将阴阳角抹灰的伸缩缸、安装在平面转灰伸缩臂的两侧，不仅制作工艺复杂，阴阳角抹灰板的角度难于控制，阴阳角处理的垂直度和水平度难于保证，影响粉刷质量。底盘动力传动系统中的变速箱、电机等体积过大，离合器结构不合理。
2、整机重量过大，上下楼梯不方便，不安全。
3、由于结构设计不完善，造成该抹灰机可靠性差。
发明内容
本发明根据本人原专利《墙壁转灰机》存在的上属缺点，作进一步的改进，是将平面抹灰装置和阴阳角抹灰装置制作为相互独立的两部分，分别安装在转盘上。履带底盘传动系统采用两根半轴和电磁离合器驱动两根履带运动。回转支承采用轮蜗杆传动，整机设计着力于减轻重量。
本发明是以如下技术方案实现的：一种墙壁粉刷机器人，包括履带底盘、安装在履带底盘上部的回转支承、操作箱，还包括安装在回转支承上端的阴阳角抹灰装置、平面转灰装置及液压动力装置；所述的履带底盘包括钢结构矩形车架、通过支架安装在机架下端的行走轮、固定在车架上端的车架面板、安装在车架下部的驱动齿轮、导向轮、电机、变速箱、履带张紧装置和履带；所述的回转支承包括通过中心轴滑配合安装在车架面板上的转盘、驱动转盘旋转的电机、变速箱；
所述的转盘下端面和车架面板的上端面上分别制作等径的弧形环状沟槽，多只钢球安装在该沟槽内；所述的液压动力装置安装在转盘的上端面上，液压动力机构包括油箱、油泵、电机及带传动幅；所述的油泵通过输油管与操作箱连接；所述的电机通过电线与操作箱连接；其特征在于：所述的履带底盘上的离合器为电磁离合器，并通过电线与操作箱连接；所述的变速箱两侧分别安装两只离合器，离合器的输出轴与半轴连接，半轴的另一端与驱动齿轮连接，半轴通过轴承座与车架连接；
所述的转盘的圆周面上制作蜗轮，与蜗轮相啮合的蜗杆组件安装在车架面板的上端面上，与蜗杆组件相连接的变速箱、电机安装在车架面板的上端面上；
所述的电机通过电线与操作箱连接；所述的阴阳角抹灰装置和平面抹灰装置相互独立，分别安装在回转支承上部的转盘的上端面上；
所述的阴阳角抹灰装置包括伸缩臂多节油缸、导向臂、阴阳角抹灰板及连接伸缩臂多节油缸和阴阳角抹灰板的连杆；所述的伸缩臂多节油缸的活塞杆的下端和导向臂的滑杆的下端分别垂直固定在矩形移动板的上端面上，移动板下端的导向块滑配合安装在导轨的导槽中，导轨固定在转盘的上端面上；水平固定在转盘上端面上的油缸的活塞杆与移动板连接；平行四边形连杆中上臂与左臂的铰接轴通过固定夹与伸缩臂多节油缸及导向臂上端铰接、右臂延长段与角板支架铰接、下臂的中段与油缸铰接，油缸的活塞杆与托架铰接，托架固定在伸缩臂多节油缸和导向臂上；V形双臂连杆一端与油缸的缸体铰接，另一端与角板支架铰接；电机垂直固定在角板支架上，电机轴上安装的齿轮与固定在滑板上的齿条相啮合，滑板滑配合安装在角板支架的导槽中，阴阳角转灰板固定在滑板上；所述的伸缩臂多节油缸、油缸、油缸分别通过输油管与操作箱连接；所述的电机通过电线与操作箱连接；
所述的平面抹灰装置包括伸缩臂多节油缸、导向臂、平面抹灰板及电机、变速箱，还包括连接平面抹灰板和伸缩臂多节油缸的固定座、转角连杆、角度油缸I、角度油缸II；所述的伸缩臂多节油缸的缸体和与之相邻并平行的导向臂的导向管下端通过固定夹与转角支架铰接，转角支架固定在转盘的上端面上；转角油缸的活塞杆端部通过固定夹与伸缩臂多节油缸和导向臂铰接，缸体端部通过油缸支架与转盘铰接；所述的固定座固定在伸缩臂多节油缸的上端，三角形转角连杆下端与固定座铰接，上端与电机铰接，变速箱与电机的输出轴连接，平面转灰板与变速箱的输出轴连接；角度油缸1一端与固定座铰接，另一端与电机铰接；角度油缸II一端与转角连杆下端铰接，另一端与变速箱铰接；所述的转角油缸、伸缩臂多节油缸、角度油缸I、角度油缸II分别通过输油管与操作箱连接；所述电机通过电线与操作箱连接。
本发明的积极效果是：
1、阴阳角抹灰装置与平面抹灰装置独立安装，结构更合理，安装调试方便，阴阳角处理的平直度，更容易保证，提高了阴阳角抹灰质量。
2、底盘运动灵活，操作方便，上下楼梯安全快捷。
3、整机重量降低，运动更方便，快捷。
4、回转支承采用蜗轮蜗杆传动，结构更合理，无需专门的制动系统，制动效果好。
5、改进后的墙壁抹灰机使用寿命延长，降低修理费用，提高生产效率。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的A处局部放大图。
图中：1、履带底盘，1-1、行走轮，1-2、支架，1-3、车架，1-4、驱动齿轮，1-5、电机，1-6、轴承座，1-7、车架面板，1-8、导向轮，1-9、履带张紧装置，1-10、履带，1-11、半轴，1-12、离合器，1-13、变速箱，2、回转支承，2-1、转盘，2-2、蜗杆组件，2-3、钢球，2-4、转盘轴，3、操作箱，4、阴阳角抹灰装置，4-1、导轨，4-2、移动板，4-3、油缸，4-4、伸缩臂多节油缸，4-5、导向臂，4-6、固定夹，4-7、托架，4-8、油缸，4-9、平行四边形连杆，4-10、V形双臂连杆，4-11、阴阳角抹灰板，4-12、角板支架，4-13、齿条，4-14、齿轮，4-15、电机，4-16、滑板，5、平面抹灰装置，5-1、转角支架，5-2、油缸支架，5-3、转角油缸，5-4、伸缩臂多节油缸，5-5、导向臂，5-6、固定座，5-7、角度油缸I，5-8、转角连杆，5-9、角度油缸II，5-10、电机，5-11、变速箱，5-12、平面抹灰板，5-13、固定夹，6、液压动力装置，6-1、电机，6-2、带传动幅，6-3、油箱，6-4、油泵。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，一种墙壁粉刷机器人，包括履带底盘1、安装在履带底盘1上部的回转支承2、操作箱3，还包括安装在回转支承2上端的阴阳角抹灰装置4、平面转灰装置5及液压动力装置6；所述的履带底盘1包括钢结构矩形车架1-3、通过支架1-2安装在机架1-3下端的行走轮1-1、固定在车架1-3上端的车架面板1-7、安装在车架1-2下部的驱动齿轮1-4、导向轮1-8、电机1-5、变速箱1-13、履带张紧装置1-9和履带1-10；所述的回转支承2包括通过中心轴滑配合安装在车架面板1-7上的转盘2-1、驱动转盘2-1旋转的电机、变速箱；所述的转盘2-1下端面和车架面板1-7的上端面上分别制作等径的弧形环状沟槽，多只钢球2-3安装在该沟槽内；所述的液压动力装置6安装在转盘2-1的上端面上，液压动力机构6包括油箱6-3、油泵6-4、电机6-1及带传动幅6-2；所述的油泵6-4通过输油管与操作箱3连接；所述的电机6-1通过电线与操作箱3连接；其特征在于：所述的履带底盘1上的离合器1-12为电磁离合器，并通过电线与操作箱3连接；所述的变速箱1-13两侧分别安装两只离合器1-12，离合器1-12的输出轴与半轴1-11连接，半轴1-11的另一端与驱动齿轮1-4连接，半轴1-11通过轴承座1-6与车架1-3连接；
所述的转盘2-1的圆周面上制作蜗轮，与蜗轮相啮合的蜗杆组件2-2安装在车架面板1-7的上端面上，与蜗杆组件2-2相连接的变速箱、电机安装在车架面板1-7的上端面上；
所述的电机通过电线与操作箱3连接；所述的阴阳角抹灰装置4和平面抹灰装置5相互独立，分别安装在回转支承2上部的转盘2-1的上端面上；  
所述的阴阳角抹灰装置4包括伸缩臂多节油缸4-4、导向臂4-5、阴阳角抹灰板4-11及连接伸缩臂多节油缸4-4和阴阳角抹灰板4-11的连杆；所述的伸缩臂多节油缸4-4的活塞杆的下端和导向臂4-5的滑杆的下端分别垂直固定在矩形移动板4-2的上端面上，移动板4-2下端的导向块滑配合安装在导轨4-1的导槽中，导轨4-1固定在转盘2-1的上端面上；水平固定在转盘2-1上端面上的油缸4-3的活塞杆与移动板4-2连接；平行四边形连杆4-9中上臂与左臂的铰接轴通过固定夹4-6与伸缩臂多节油缸4-4及导向臂4-5上端铰接、右臂延长段与角板支架4-12铰接、下臂的中段与油缸4-8铰接，油缸4-8的活塞杆与托架4-7铰接，托架4-7固定在伸缩臂多节油缸4-4和导向臂4-5上；V形双臂连杆4-10一端与油缸4-8的缸体铰接，另一端与角板支架4-12铰接；电机4-15垂直固定在角板支架4-12上，电机4-15轴上安装的齿轮4-14与固定在滑板4-16上的齿条4-13相啮合，滑板4-16滑配合安装在角板支架4-12的导槽中，阴阳角转灰板4-11固定在滑板4-16上；所述的伸缩臂多节油缸4-4、油缸4-3、油缸4-8分别通过输油管与操作箱3连接；所述的电机4-15通过电线与操作箱3连接；
所述的平面抹灰装置5包括伸缩臂多节油缸5-4、导向臂5-5、平面抹灰板5-12及电机5-10、变速箱5-11，还包括连接平面抹灰板5-12和伸缩臂多节油缸5-4的固定座5-6、转角连杆5-8、角度油缸I5-7、角度油缸II5-9；所述的伸缩臂多节油缸5-4的缸体和与之相邻并平行的导向臂5-5的导向管下端通过固定夹5-13与转角支架5-1铰接，转角支架5-1固定在转盘2—1的上端面上；转角油缸5-3的活塞杆端部通过固定夹与伸缩臂多节油缸5—4和导向臂5-5铰接，缸体端部通过油缸支架5-2与转盘2-1铰接；所述的固定座5-6固定在伸缩臂多节油缸5-4的上端，三角形转角连杆5-8下端与固定座5-6铰接，上端与电机5-10铰接，变速箱5-11与电机5-10的输出轴连接，平面转灰板5-12与变速箱5-11的输出轴连接；角度油缸15-7—端与固定座5-6铰接，另一端与电机5-10铰接；角度油缸II 5-9—端与转角连杆5-8下端铰接，另一端与变速箱5-11铰接；所述的转角油缸5-3、伸缩臂多节油缸5-4、角度油缸15-7、角度油缸II 5-9分别通过输油管与操作箱3连接；所述电机5-10通过电线与操作箱3连接。
如图1、图2所示，本机器人在施工前，操作操作箱3，使转盘2-1旋转到图2所示位置，再将阴阳角转抹灰装置4和平面转灰装置5落到最低位置，再将平面抹灰装置5向图1中的右侧倾斜到最大角度，同时取下阴阳角转灰板4-11和平面抹灰板5-12，以上工作完成后便可启动履带底盘1中的电机1-15，操作底盘运动手柄，机器人便可上、下楼梯、前后移动，到达施工地点。
如图1、图2所示，平面抹灰施工时，先用喷浆机将水泥砂浆喷涂在墙面或地面上。安装好平面抹灰板5-12，操作操作箱中的转角油缸5-3、伸缩臂多节油缸5-4、角度油缸15-7、角度油缸II5-9，调整好平面抹灰板5-12的位置，使之和与墙面平行，开启动电机5-10，便可对墙面、地面、天花板进行抹灰刮平。根据需要，对抹灰后的墙面进行打磨时，将平面抹灰板5-12取下换上磨头，便可进行墙面磨光。
如图1、图2、图3所示，阴阳角抹灰施工时，将阴角抹灰板或阳角抹灰板4-11安装在角板支架4-12上，通过操作操作箱3中的伸缩臂多节油缸4-5、油缸4-8，使用阴阳角抹灰板4-11靠紧墙壁的阴角或阳角一端，操作伸缩臂多节油缸4-4，使阴阳角抹灰板4-11向上或下移动，将阳角或阴角抹平直。当伸缩臂多节油缸4-4达不到抹角位置时，启动电机4-15、齿轮13、齿条4-13带动阴阳角抹灰板4-11继续移动，将全部阴阳角处理好。