一种施工机器人的制作方法

本实用新型涉及自动化施工设备技术领域，尤其涉及一种施工机器人。

背景技术：

在房屋室内装修以及建筑的修筑过程当中，房屋内壁以及建筑外墙的施工工序普遍依赖于人工操作，这导致了整个项目进行周期较长，且对工人经验依赖性较强，难以保障最终墙面施工效果的质量以及统一性。而目前，市面上虽然出现了数种用于替代人工施工墙面的施工机器人，加快了施工速率，但这些施工机器人结构均采用单级伸缩结构，整体结构较为臃肿，部分施工机器人的高度甚至超过了房屋的门廊，整机难以通过，并不适用于室内环境。

技术实现要素：

综上所述，本实用新型所解决的技术问题是：提供一种带有二级升降机构的施工机器人，其空间利用率高且结构紧凑，可有效提高施工机器人在各种狭窄环境当中的适用性。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种施工机器人，包括有升降单元、地面移动单元以及执行单元，所述升降单元包括有沿纵向从下至上依次布置的底座、一级升降台以及二级升降台，所述底座上还设置有至少一个其轴线沿纵向延伸的一级丝杆，以及至少一个其轴线沿纵向延伸的一级光轴，所述一级升降台与一级丝杆构成滚珠丝杆副，而所述一级光轴则与一级升降台滑动配合，而所述一级升降台上则设置有至少一个其轴线沿纵向延伸的二级丝杆，以及至少一个其轴线沿纵向延伸的二级光轴，所述二级升降台与二级丝杆构成滚珠丝杆副，而所述二级光轴则与二级升降台滑动配合，所述底座设置于地面移动单元之上，而所述执行单元则设置在二级升降台上，所述一级丝杆和二级丝杆均可围绕自身轴线正反向转动。

进一步的，所述升降单元还包括有用于驱动一级丝杆围绕自身轴线正反转的一级驱动电机，以及用于驱动二级丝杆围绕自身轴线正反转的二级驱动电机。

进一步的，所述升降单元还包括有中座和上座，所述底座、中座和上座沿纵向从下至上依次布置，所述一级丝杆的两端分别与底座和中座转动连接，而所述二级丝杆的两端分别与一级升降台以及上座转动连接。

进一步的，所述一级光轴的两端分别与底座和中座固定连接，而所述二级光轴的两端分别与一级升降台以及上座固定连接。

进一步的，所述一级驱动电机设置于底座上，而所述二级驱动电机则设置在一级升降台上。

进一步的，所述执行单元包括执行元件，以及其固定部设置在二级升降台上的水平位移机构，所述执行元件设置于水平位移机构的移动部上。

进一步的，所述水平位移机构包括有水平导轨，与该水平导轨滑动配合的滑台，以及用于驱动该滑台沿水平导轨延伸方向来回滑动的驱动装置，所述滑台构成水平位移机构的移动部。

进一步的，所述驱动装置包括有两者轴线相互平行且均位于同一水平面内的主动轮以及从动轮，以及用于驱动主动轮正反转的驱动电机，所述水平导轨设置于主动轮和从动轮之间，且水平导轨的延伸方向垂直于主动轮的轴线方向，所述主动轮和从动轮之间通过传送带传动连接，而所述滑台则与传送带上下两边中的一边固定在一起。

进一步的，所述地面移动单元包括有底盘，以及其固定部设置在底盘上的水平回转机构，所述底座则设置在水平回转机构的回转部上。

进一步的，所述水平回转机构包括有构成其固定部的基座，而所述基座上则设置有呈圆形的回转滑轨，而所述水平回转机构的移动部则由与该回转滑轨滑动配合的回转滑块所构成，所述底座设置于该回转滑块之上。

综上所述，由于采用了上述方案，本实用新型的有益效果为：

本实用新型将整机的升降单元更替改进为二级升降，在升降高度一致的前提下，升降单元在纵向上的高度得到了削减，从而有效削减了整机高度，提高了整机空间利用效率，使其在各种较为狭窄的室内环境中的适用性得到了增强。同时，本实用新型具体选用了滚珠丝杆副配置为升降机构，其具有传动精度、传动稳定等特点，可有效提高了升降单元升降动作的精确性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为升降单元的结构示意图；

图3为底座中一级丝杆与一级驱动电机的转轴带传动连接的示意图；

图4为一级升降台中二级丝杆与二级驱动电机的转轴带传动连接的示意图；

图5和图6为水平回转机构的结构示意图。

【具体符号说明】

1-底座，2-一级升降台，3-二级升降台，4-一级丝杆，5-一级光轴，6-二级丝杆，7-二级光轴，8-一级驱动电机，9-二级驱动电机，10-中座，11-上座，12-水平导轨，13-滑台，14-基座，15-回转滑轨，16-回转滑块，17-主动轮，18-从动轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型所提供的一种施工机器人做详细介绍。

如图1至图6所示，本实施方式所提供的一种施工机器人，其包括升降单元、地面移动单元以及执行单元，所述升降单元包括有沿纵向从下至上依次布置的底座1、一级升降台2以及二级升降台3，所述底座1上还设置有至少一个其轴线沿纵向延伸的一级丝杆4，以及至少一个其轴线沿纵向延伸的一级光轴5，所述一级升降台2与一级丝杆4构成滚珠丝杆副，而所述一级光轴5则与一级升降台2滑动配合，而所述一级升降台2上则设置有至少一个其轴线沿纵向延伸的二级丝杆6，以及至少一个其轴线沿纵向延伸的二级光轴7，所述二级升降台3与二级丝杆6构成滚珠丝杆副，而所述二级光轴7则与二级升降台3滑动配合，所述底座1设置于地面移动单元之上，而所述执行单元则设置在二级升降台3上，所述一级丝杆4和二级丝杆6均可围绕自身轴线正反向转动。

如图1和图2所示，随着一级丝杆4的正转或反转，一级升降台2可相对于底座1在纵向上进行升降，一级升降台2与底座1构成第一级升降。而随着二级丝杆6的正转或反转，二级升降台3可相对于一级升降台2在纵向上进行升降，二级升降台3与一级升降台2构成二级升降。显然，这种二级升降的形式，相较于单级升降，在最大升降高度一致的前提下，可有效削减升降单元的高度，从而进一步削减整机的高度，提高了空间利用效率，使施工机器人在各种较为狭窄的室内环境中的适用性得到了增强。此外，以滚珠丝杆副作为施工机器人的升降机构，可有效保障升降单元升降动作的精确性和稳定性，而一级光轴5和二级光轴7则主要起到导向作用，其可避免一级升降台2和二级升降台3在升降过程当中发生倾斜，从而提高施工机器人的可靠性。更为具体的，一级升降台2与一级丝杆4构成滚珠丝杆副即指，一级升降台2包括有与一级丝杆4相适配的一级滚珠螺母，而二级升降台3与二级丝杆6构成滚珠丝杆副即指，二级升降台3包括有与二级丝杆6相适配的二级滚珠螺母。

在上述实施方式当中，一级丝杆4以及二级丝杆6的转动的驱动力并不仅限于电机提供，例如还可以采用人工转动的形式，而在本实施方式当中，为提高升降单元自动化程度，所述升降单元还包括有用于驱动一级丝杆4围绕自身轴线正反转的一级驱动电机8，以及用于驱动二级丝杆6围绕自身轴线正反转的二级驱动电机9。

在上述实施方式的基础上，在本实施方式当中，所述升降单元还包括有中座10和上座11，所述底座1、中座10和上座11沿纵向从下至上依次布置，所述一级丝杆4的两端分别与底座1和中座10转动连接，而所述二级丝杆6的两端分别与一级升降台2以及上座11转动连接。其中，底座1、中座10和上座11主要起到支撑光轴以及丝杆的作用，而一级升降台2可在底座1和中座10之间上下升降，而二级升降台3则可在中座10和上座11之间上下升降。如图3和图4所示，在本实施方式当中，一级驱动电机8的转轴与一级丝杆4之间，以及二级驱动电机9的转轴和二级丝杆6之间均是采用带传动连接，而为方便各级驱动电机与各级丝杆之间传动件的布置，所述一级驱动电机8设置于底座1上，而所述二级驱动电机9则设置在一级升降台2上。

在上述实施方式当中，而执行单元即指进行室内外墙面施工的执行机构，执行元件即指喷枪、砂板、刮刀等部件。而本实施方式当中，所述执行单元包括执行元件，以及其固定部设置在二级升降台3上的水平位移机构，所述执行元件设置于水平位移机构的移动部上。其中，水平位移机构可带动执行元件水平移动，从而提高执行元件的活动范围。

更为具体的，在本实施方式当中，所述水平位移机构包括有水平导轨12，与该水平导轨12滑动配合的滑台13，以及用于驱动该滑台13沿水平导轨12延伸方向来回滑动的驱动装置，所述滑台13构成水平位移机构的移动部。其中，滑台13可在驱动装置的带动下，带动喷枪、刮板等执行元件沿水平方向移动，进行施工操作。

其中，驱动装置可以采用气缸、液压缸驱动等形式，而在很多情况下，滑台13在水平方向上的位移行程很长，气缸、液压缸驱动难以适用，所以在本实施方式当中，所述驱动装置包括有两者轴线相互平行且均位于同一水平面内的主动轮17以及从动轮18，以及用于驱动主动轮17正反转的驱动电机，所述水平导轨12设置于主动轮17和从动轮18之间，且水平导轨12的延伸方向垂直于主动轮17的轴线方向，所述主动轮17和从动轮18之间通过传送带传动连接，而所述滑台13则与传送带上下两边中的一边固定在一起。如图1所示，在本实施方式当中，滑台13是通过压板而与传送带的处于上侧的一边固定在一起的，而在其他实施方式当中，滑台13与传送带的上边之间则是采用粘合剂粘合。驱动电机正反转，带动主动轮17正反转，从而实现传送带顺时针或逆时针的旋转，以带动滑台13沿水平导轨12的延伸方向向左或向右水平来回移动。

在上述实施方式当中，地面移动单元可以选用agv小车或带有万向轮的底盘，而在本实施方式当中，为实现扩大整机有效作业范围，从而提高整机的适用性，所述地面移动单元包括有底盘，以及其固定部设置在底盘上的水平回转机构，所述底座1则设置在水平回转机构的回转部上。如图2、图5和图6所示，底盘上的水平回转机构能带动整个升降单元围绕竖直方向做回转动作，从而提高了整机有效作业范围。显然，本实施方式中，地面移动单元采用了底盘带万向轮的形式，这种设置方式实施成本较低且较为灵活。

更为具体的，在本实施方式当中，所述水平回转机构包括有构成其固定部的基座14，而所述基座14上则设置有呈圆形的回转滑轨15，而所述水平回转机构的移动部则由与该回转滑轨15滑动配合的回转滑块16所构成，所述底座1设置于该回转滑块16之上。其中，回转滑块16可沿回转滑轨15滑动，从而带动升降单元围绕回转滑轨15的轴线做360°水平回转动作，实现360°作业范围的全覆盖。显然的，作为水平回转机构，圆形回转滑轨15的轴线垂直于水平面。