一种抹墙机及其找平方法.pdf

本发明公开了一种抹墙机及其找平方法。该抹墙机包括抹平板，所述抹平板连接驱动其转动的旋转机构，并且还包括：光影投射装置，用于投射墙体基准面；分别位于所述抹平板第一侧和第二侧的接收装置，用于接收所述光影投射装置的光影信号；控制装置，连接所述接收装置，并用于根据所述接收装置的状态，输出控制驱动机构动作的控制信号。本发明可在同一标准下度量，无须依赖人工判断，具有定位精准、施工质量好、自动化程度高等优点。

1.  一种抹墙机，包括抹平板(3)，其特征在于，所述抹平板(3)连接驱 动其转动的旋转机构(4)，所述抹墙机还包括：
光影投射装置(1)，用于投射墙体基准面；
分别位于所述抹平板(3)第一侧和第二侧的接收装置(2)，用于接收所述 光影投射装置(1)的光影信号；
控制装置，连接所述接收装置(2)，并用于根据所述接收装置(2)的状态， 输出控制驱动机构动作的控制信号。

2.  根据权利要求1所述的抹墙机，其特征在于，所述光影投射装置(1) 为激光投线仪，所述光影信号为激光信号。

3.  根据权利要求1所述的抹墙机，其特征在于，所述接收装置(2)相对 于所述抹平板(3)的转动中心对称安装在抹平板(3)两侧的后方。

4.  根据权利要求1所述的抹墙机，其特征在于，所述接收装置(2)包括 用于接收点激光、线激光和面激光的信号接收窗，以及信号接收感应模块。

5.  根据权利要求4所述的抹墙机，其特征在于，所述接收装置(2)包括 连接所述信号接收感应模块的载波信号识别模块。

6.  根据权利要求4所述的抹墙机，其特征在于，所述接收装置(2)包括 连接所述信号接收感应模块的频率自适应模块。

7.  根据权利要求1-6任一项所述的抹墙机，其特征在于，抹平板(3)还 连接带动其平移的行走机构(5)。

8.  根据权利要求1-6任一项所述的抹墙机，其特征在于，所述旋转机构(4) 连接用于实现平稳启停的伺服装置或电驱动装置。

9.  如权利要求1-8任一项所述抹墙机的找平方法，其特征在于，包括：
步骤1：通过光影投射墙体基准面；
步骤2：将抹墙机移动至抹平板(3)两侧的接收装置(2)能够接收到光 影信号；
步骤3：以第一方向转动抹平板(3)至其第一侧的接收装置(2)接收到 光影信号，并以当前位置为基准；
步骤4：以与所述第一方向反向的第二方向转动抹平板(3)，直至其第二 侧的接收装置(2)接收到光影信号，记录抹平板(3)从基准至当前位置的转 动角度；
步骤5：根据所述转动角度、抹平板(3)两侧的接收装置(2)与转动中 心的距离计算回转角度，以第一方向转动抹平板(3)至计算出的回转角度，完 成找平。

10.  根据权利要求9所述的找平方法，其特征在于，所述抹平板(3)两侧 的接收装置(2)与转动中心的距离相等，所述步骤5中的回转角度为所述步骤 4中的转动角度的一半。

一种抹墙机及其找平方法
技术领域
本发明主要涉及工程机械技术领域，具体地说，涉及一种抹墙机及其找平 方法。
背景技术
现有技术中，建筑物的墙面主要是依靠人工找平、抹平，生产效率低下， 人工成本高，且这种施工方式需要施工者具有良好的专业素质和经验。并且在 实际工地上通过一块直板或者是凭借人工经验眼观平整度，这样很难保证整面 墙的一致性，找平准确性差。
申请号为201320165748.1的专利公开了一种结合激光投线仪、刻度尺的找 平定位方法，但该方法存在定位筋条基准面不一致，导致刻度尺基准不一；另 外，依赖人工对刻度尺的数值判断，因视觉角度原因等会导致找平不准。该专 利的技术方案属于一种半依赖人工的方式，定位尺安装没有标准，找平精度无 法保证。
针对现有的施工方式，如何提供一种智能自动化的方式，提升施工效率， 降低人工成本，是抹墙机技术领域的技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抹墙机，可解决现有技术中找平准 确性差、自动化程度差的缺陷。
本发明的抹墙机，包括抹平板，所述抹平板连接驱动其转动的旋转机构， 并且还包括：
光影投射装置，用于投射墙体基准面；
分别位于所述抹平板第一侧和第二侧的接收装置，用于接收所述光影投射 装置的光影信号；
控制装置，连接所述接收装置，并用于根据所述接收装置的状态，输出控 制驱动机构动作的控制信号。
进一步地，所述光影投射装置为激光投线仪，所述光影信号为激光信号。
进一步地，所述接收装置相对于所述抹平板的转动中心对称安装在抹平板 两侧的后方。
进一步地，所述接收装置包括用于接收点激光、线激光和面激光的信号接 收窗，以及信号接收感应模块。
进一步地，所述接收装置包括连接所述信号接收感应模块的载波信号识别 模块。
进一步地，所述接收装置包括连接所述信号接收感应模块的频率自适应模 块。
进一步地，抹平板还连接带动其平移的行走机构。
进一步地，所述旋转机构连接用于实现平稳启停的伺服装置或电驱动装置。
本发明的另一个方面，还提供一种前述抹墙机的找平方法，包括：
步骤1：通过光影投射墙体基准面；
步骤2：将抹墙机移动至抹平板两侧的接收装置能够接收到光影信号；
步骤3：以第一方向转动抹平板至其第一侧的接收装置接收到光影信号， 并以当前位置为基准；
步骤4：以与所述第一方向反向的第二方向转动抹平板，直至其第二侧的 接收装置接收到光影信号，记录抹平板从基准至当前位置的转动角度；
步骤5：根据所述转动角度、抹平板两侧的接收装置与转动中心的距离计 算回转角度，以第一方向转动抹平板至计算出的回转角度，完成找平。
进一步地，所述抹平板两侧的接收装置与转动中心的距离相等，所述步骤 5中的回转角度为所述步骤4中的转动角度的一半。
本发明的抹墙机及其找平方法，通过光影投射墙体基准面，接收装置接收 光影信号，并根据接收装置的状态确定定位规划算法，确定抹墙机的定位找平 的动作控制，进而实现基准面定位找平，具有定位精确性高、快速高效等方面 的优点。
此外，本发明可实现一面墙在同一标准下度量，且光影投射基本不受外部 介质、温度、粉尘等变化的影响，测量误差小，施工质量高；并且无需依赖于 人工的经验和视觉判断，自动化程度高，并可提升施工效率，降低人工成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图 中：
图1是本发明一实施例的抹墙机找平方法的流程图；
图2是本发明一实施例的抹墙机的结构示意图；
图3是本发明一实施例的接收装置的工作原理图；
图4是本发明一实施例的抹墙机的工作原理图；
图5是本发明计算回转角度的原理图。
附图标记说明：
1     光影投射装置
2     接收装置
3     抹平板
4     旋转机构
5     行走机构
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征 可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1所示是本发明一实施例的抹墙机找平方法的流程图，在抹墙机找平完 成后，可进行墙体上的抹平作业。图2是本发明一实施例的抹墙机的结构示意 图，包括抹平板3、光影投射装置1、接收装置2和控制装置。其中，抹平板3 连接驱动其转动的旋转机构4；光影投射装置1，用于投射墙体基准面；接收装 置2分别位于抹平板3第一侧和第二侧，用于接收光影投射装置1的光影信号， 其与光影投射装置1信号连接；控制装置连接接收装置2，并用于根据接收装 置2的状态，输出控制驱动机构动作的控制信号，具有定位精确性高、快速高 效等方面的优点。
参考图1，前述实施例抹墙机的找平方法至少包括如下步骤：
步骤1：通过光影投射墙体基准面。
现有技术的墙面定位装置找平精度不准，很大程度上是基准不一。例如依 靠人工视觉进行判断时，因为视力、角度、光线等原因，会造成一定程度的误 差及质量问题；依靠刻度尺、激光的办法，由于基准不一，同样会出现偏差。
该实施例设计一面墙的基准面，在同一标准下进行度量，通过光影投射墙 体基准面。该光影投射优选为激光投射，通过激光投线仪投射，当然也可以通 过其他可能的光影设备投射。
采用激光等光影投射具有如下优点：1)基本不受外部介质、温度、粉尘等 变化的影响；2)被自动化接收信号装置接收的同时，也易于被人观察。
步骤2：将抹墙机移动至抹平板3两侧的接收装置2能够接收到光影信号；
抹墙机包括第一侧设置的接收装置2和第二侧设置的接收装置2，优选分 别位于抹平板3的左侧和右侧。可采用平移、转动或其结合的方式，使得第一 侧的接收装置2接收到光影信号。
此外，优选接收装置2相对于抹平板3的转动中心对称安装在抹平板3两 侧的后方，这样不会影响抹平，而且可以保护接收装置。
步骤3：以第一方向转动抹平板3至其第一侧的接收装置2接收到光影信 号，并以当前位置为基准；
步骤4：以与第一方向反向的第二方向转动抹平板3，直至其第二侧的接收 装置2接收到光影信号，记录抹平板3从基准至当前位置的转动角度；
若第一方向为顺时针，则第二方向为逆时针；若第一方向为逆时针，则第 二方向为顺时针。前述光影信号优选是激光信号。
步骤5：根据所述转动角度、抹平板3两侧的接收装置与转动中心的距离 计算回转角度，以第一方向转动抹平板3至计算出的回转角度，完成找平。
在完成该转动后，还可将抹平板3在前后方向平移，使其到达抹平作业时 的合适位置。在保证定位精度和施工质量的基础上，还可实现自动化作业，提 升施工效率，降低人工成本。
图5所示是本发明计算回转角度的原理图，其中a为步骤3中基准与墙体 基准面垂线所成的角度，b为步骤4中转动的角度，第一侧的接收装置2与转 动中心的距离为L2，第二侧的接收装置2与转动中心的距离为L1，x为转动中 心距离墙体基准面的距离，则步骤5中的回转角度c的具体算法如下：


若抹平板3两侧的接收装置2与转动中心的距离相等，步骤5中的回转角 度为步骤4中的转动角度的一半。即当L1＝L2时，c＝b/2。
优选地，抹墙机还包括带动抹平板3平移的行走机构5。行走机构5可设 置于抹墙机底部，与地面接触，在行走机构5上可设置定位杆，抹平板3与定 位杆之间通过旋转机构4连接，使得抹平板3相对于定位杆转动。
进一步地，旋转机构4连接用于实现平稳启停的伺服装置或电驱动装置， 可实现平稳启动、平稳运行、平稳停止等控制，保证工作稳定性和找平精确性。 在行走机构5平移时，同样要实现平稳控制，在该控制过程中可采用斜坡算法 或分段斜坡算法实现相应效果。
光影投射装置1优选为激光投线仪，相应地光影信号则为激光信号。当然， 该光影投射装置1也可以是其他可能的光影设备。接收装置2可采用市场上常 见的设备，如用于与激光投线仪配合的设备。接收装置2包括用于接收点激光、 线激光和面激光的信号接收窗，以及信号接收感应模块。接收装置2的数量为 二个，优选分别位于抹平板3的左侧和右侧(以图2所示的方位为基准)。
此外，该接收装置2还包括连接信号接收感应模块的载波信号识别模块， 通过载波信号识别技术，实现精准接收激光信号，避免其它非激光信号源的干 扰；进一步地，接收装置2还可包括连接信号接收感应模块的频率自适应模块， 兼容不同厂商的激光投线仪，增强接收装置2的使用范围，解决当前市场上的 激光投线仪输出频率通常存在差异的问题。
图3是本发明一实施例的接收装置2的工作原理图，当激光投线仪发射激 光信号后，接收装置2接收信号，并依次经过信号滤波及频率分析的信号自适 应识别过程，在判断为满足信号输出要求后，输出信号至控制装置，从而为控 制装置产生控制信号提供依据。
图4是本发明一实施例的抹墙机的工作原理图。光影投射装置1的作用是 为了实现基准面定位；接收装置2接收信号后，其作用是为了空间轨迹定位。 控制装置内设定位算法，包括转动抹平板3的控制步骤以及记录旋转角度，以 及反向旋转角度的步骤，根据该定位算法及接收装置2的状态，向旋转机构4 发送控制信号，最终通过自适应控制，实现基准面找平，为抹平作业提供可靠 的保证。
另外，该实施例的抹墙机还可采用显示装置，动态显示当前定位装置工作 状态，例如旋转机构工作状态、当前操作信息、旋转角度、信号感应灯信息等； 同时配备遥控和近控装置，可实现近距离、远距离一键操作；还可配备声光报 警、预警装置，实现良好的人机互动。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。