搭载在吊车上的高空喷涂机器人及喷涂方法与流程

1.本发明涉及自动喷涂技术领域，特别地涉及一种搭载在吊车上的高空喷涂机器人及喷涂方法。


背景技术：

2.目前高大建筑物的表面涂料喷涂工作一般都是由人工操作实现的，手动的喷涂工作劳动强度高、效率低且危险性大，并且安全事故时有发生，是现实工程建设中的一个难题。采用自动化、半自动化的喷涂设备对高大建筑物的表面进行涂料喷涂是一个发展趋势，自动化、半自动化的喷涂设备需要通过工作平台的上下、左右、前后运动，将喷涂工具带到预定工作位置，对工作目标进行喷涂。代替人工劳动，实现自动化或半自动化喷涂。


技术实现要素：

3.本发明提供一种搭载在吊车上的高空喷涂机器人及喷涂方法，用于至少解决一个上述技术问题。
4.根据本发明的第一个方面，本发明提供一种搭载在吊车上的高空喷涂机器人，包括：
5.载物平台，其与吊车上吊臂的前端通过销
‑‑
孔相连；
6.喷涂机械臂，其设置在所述载物平台上，用于执行喷涂作业；以及
7.水平检测、保持机构，其设置在所述载物平台上，用于当所述吊臂带动所述载物平台上升或下降时，使所述载物平台始终保持水平。
8.在一个实施方式中，所述水平检测、保持机构包括：
9.水平传感器，其设置在所述载物平台上，用于检测载物平台的倾斜信息；
10.平台连接吊梁，其第一端与所述载物平台铰链连接，第二端通过连接销与所述吊臂的销孔相连；以及
11.驱动臂，其一端所述载物平台铰链连接，另一端与固定在所述平台连接吊梁第二端处的连接臂铰链连接；所述驱动臂的伸缩可驱动所述平台连接吊梁的第一端相对于所述载物平台进行转动。
12.在一个实施方式中，所述驱动臂构造为电动推杆，通过所述电动推杆的伸缩控制所述平台连接吊梁的第一端与所述载物平台之间的角度，从而使所述载物平台始终保持水平。
13.在一个实施方式中，所述平台连接吊梁的轴线方向与所述吊臂的轴线方向平行，所述平台连接吊梁的第二端还设置有连接臂，所述驱动臂与所述连接臂铰链连接。
14.在一个实施方式中，所述水平检测、保持机构还包括设置在所述载物平台中的电控箱，所述电控箱分别与所述水平传感器和所述驱动臂相连，所述电控箱根据所述水平传感器检测到的所述载物平台的倾斜信息控制驱动臂的运动，从而使所述载物平台始终保持水平。
15.在一个实施方式中，所述喷涂机械臂与所述电控箱以有线传输的方式相连，以使所述电控箱能够控制所述喷涂机械臂的喷涂作业。
16.在一个实施方式中，所述电控箱与地面之间采用电缆线连接，从而为所述电控箱提供动力，且所述电控箱与所述地面的操纵控制单元之间采用无线通信连接。
17.在一个实施方式中，所述喷涂机械臂的后端与所述载物平台固定连接，所述喷涂机械臂的前端设置有喷枪，所述喷枪的涂料进口与位于地面的喷涂机的涂料出口相连，以向喷枪中提供涂料。
18.在一个实施方式中，所述喷涂机械臂为多关节机械臂。
19.根据本方面的第二个方面，本发明提供一种根据上述的搭载在吊车上的高空喷涂机器人的喷涂方法，其包括以下步骤：
20.步骤1：使搭载了高空喷涂机器人的吊车位于指定位置，并控制吊车的吊臂举升高空喷涂机器人，使高空喷涂机器人到达指定位置；
21.步骤2：水平检测、保持机构保持高空喷涂机器人始终处于水平状态；
22.步骤3：使吊车与高空喷涂机器人协同工作，以调整喷涂机械臂和喷枪的工作位置，并对当前工作区域执行喷涂工作；
23.步骤4：待当前工作区域喷涂完毕后，通过吊车改变高空机器人的位置，使喷涂机械臂和喷枪位于下一个工作区域，并重复步骤2和步骤3直至整个工作区间完成喷涂作业。
24.与现有技术相比，本发明的优点在于，通过吊车来举升高空喷涂机器人，在此过程中通过水平检测、保持机构来保持高空喷涂机器人始终保持水平，能够保证喷涂工作的顺利进行；此外，通过借用吊车的功能，省去了高空喷涂装备自身的位置运动功能，由于使得高空喷涂机器人的结构更加简捷；运输方便，使用操作灵活，机动性强，大大降低了制作与使用成本。
附图说明
25.在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
26.图1是本发明的实施例中搭载在吊车上的高空喷涂机器人的结构示意图；
27.图2是图1在i处的放大图。
28.附图标记：
[0029]1‑
吊车；2
‑
连接销；3
‑
高空喷涂机器人；4
‑
喷涂机；5
‑
涂料罐；
[0030]
a
‑
喷涂机涂料出口；b
‑
喷枪涂料进口；
[0031]
301
‑
喷涂机械臂；302
‑
载物平台；303
‑
平台连接吊梁；304
‑
电控箱；305
‑
驱动臂；306
‑
水平传感器；307
‑
旋转轴；308
‑
喷枪；309
‑
连接臂。
具体实施方式
[0032]
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0033]
如图1和2所示，根据本发明的第一个方面，本发明提供一种搭载在吊车上的高空喷涂机器人3，包括载物平台302、喷涂机械臂301以及水平检测、保持机构。其中，载物平台302与吊车1上吊臂的前端通过销
‑‑
孔相连，如图1所示。可以理解地，载物平台302与吊车1上吊臂的前端还可以通过销轴的连接方式来实现转动连接，也可以通过铰接等其他方式相
连。
[0034]
喷涂机械臂301设置在载物平台302上，用于执行喷涂作业，如图2所示。水平检测、保持机构，其设置在载物平台302上，用于当吊臂带动载物平台302上升或下降时，使载物平台302始终保持水平。通过吊车1载物平台3的位置需求(上下、左右、前后)运动，省去了高空喷涂机器人3的位置运动功能，使得高空喷涂机器人3的结构更加简捷且运输方便，使用操作灵活，机动性强，大大降低制作与使用成本。
[0035]
如图1所示，吊车1的吊臂在带动载物平台302升降时，由于吊臂与水平方向(图1所示x轴方向)之间的夹角会发生变化，从而使高空喷涂机器人3产生倾斜，则不利于开展喷涂作业。通过水平检测、保持机构对高空喷涂机器人3的倾斜信息进行检测，并使其始终保持水平状态，从而可保证喷涂作业的顺利执行。
[0036]
具体来说，如图2所示，水平检测、保持机构包括水平传感器306、平台连接吊梁303和驱动臂305。其中，水平传感器306设置在载物平台302上，用于检测载物平台302的倾斜信息。
[0037]
如图2所示，平台连接吊梁303的第一端303a与载物平台302铰链连接，二者之间通过旋转轴307相连，从而使平台连接吊梁303的第一端303a能够相对于载物平台302进行旋转。如图1和2所示，平台连接吊梁303的第二端303b设置有吊耳310，吊耳310通过连接销2与吊臂相连从而与吊车1的吊臂形成一个整体，以使吊车1的吊臂在升降时能够稳定地带动平台连接吊梁303和载物平台302升降。
[0038]
通过更换吊耳310能够使平台连接吊梁303与多种规格、型号的吊车连接，使其使用更方便，且应用范围更广。
[0039]
驱动臂305的一端载物平台302铰链连接，另一端与固定在平台连接吊梁303第二端303b处的连接臂309铰链连接。驱动臂305伸缩时可驱动载物平台302相对于平台连接吊梁303的第一端303a进行转动。
[0040]
优选地，驱动臂305构造为电动推杆，通过电动推杆的伸缩使载物平台302与平台连接吊梁303之间产生旋转(俯仰)运动，从而控制平台连接吊梁303的第一端与载物平台302之间的角度，从而使载物平台302始终保持水平。
[0041]
可以理解地，驱动臂305还可以构造为气动推杆、齿轮
‑
齿条推杆或螺旋推杆等能够实现推动作用的机构。
[0042]
此外，水平检测、保持机构还包括设置在载物平台302中的电控箱304，电控箱304分别与水平传感器306和驱动臂305相连，电控箱304根据水平传感器306检测到的载物平台302的倾斜信息控制驱动臂的运动，从而使载物平台302始终保持水平。
[0043]
具体地，当吊臂上升或下降时，载物平台302将随之产生倾斜，此时安装在载物平台302上的水平传感器306会检测到其倾斜信息，并向电控箱304中的调平控制系统发出信号，调平控制系统在接到载物平台302倾斜程度的信号后，经分析、计算后给驱动臂305(电动推杆)发出运动指令，控制电动推杆305伸缩，从而调整载物平台302倾斜程度，使其始终处于水平状态。
[0044]
如图1所示，平台连接吊梁303的轴线方向与吊臂的轴线方向平行，以便于驱动臂305执行角度调整。此外，如图2所示，平台连接吊梁303的第二端还设置有连接臂309，驱动臂305与连接臂309铰链连接。
[0045]
喷涂机械臂301与电控箱304以有线传输的方式相连，以使电控箱304能够控制喷涂机械臂301的喷涂作业。由于高空喷涂机器人3的线缆数量较多、工作位置较高且工作区间跨度大，为防止线缆折叠、缠绕、信号衰减等问题的出现，将喷涂机械臂301与电控箱304之间采用有线连接，电控箱304与地面通过电缆线连接，为电控箱304提供动力；而电控箱304与地面的操纵控制单元之间则采用无线遥控控制。
[0046]
需要说明的是，高空喷涂机器人3与吊车1操纵控制是各自独立的，或者也可以协调继成控制。通常情况下，吊车1通过液压控制，高空喷涂机器人3则通过电气控制。
[0047]
喷涂机械臂301的后端与载物平台302固定连接，喷涂机械臂301的前端设置有喷枪308，喷枪308的涂料进口与位于地面的喷涂机4的涂料出口相连，以向喷枪308中提供涂料。在控制系统的操纵下，可使喷涂机械臂301带动喷枪308按预定的轨迹运动，从而实现对高大建筑物预定位置的喷涂。
[0048]
如图1所示，喷涂机4位于地面，涂料罐5位于喷涂机4的下方，将吸料管涂料罐5通过吸料管与喷涂机4相连。喷涂机的涂料出口a通过输料管(未图示)与喷枪的涂料进口b相连，以向喷枪308中提供涂料。
[0049]
示例性地，喷涂机械臂301为多关节机械臂，例如4关节机械臂。可以理解地，喷涂机械臂301还可以是其他机械臂的形式。
[0050]
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种根据上述的搭载在吊车上的高空喷涂机器人的喷涂方法。
[0051]
步骤1：将搭载了高空喷涂机器人3的吊车1开到工作场所指定的位置，启动液压工作系统，控制吊车1的吊臂举升高空喷涂机器人3，通过使高空喷涂机器人3上下、左右、前后位置的运动到指定位置。
[0052]
步骤2：水平检测、保持机构保持高空喷涂机器人3始终处于水平状态。具体地，吊车1的吊臂上升(或下降)运动时，载物平台302将随之产生倾斜，安装在载物平台302上的水平传感器306检测到倾斜信息后，向电控箱304中的调平控制系统发出信号，调平控制系统在接到载物平台302倾斜程度的信号后，经分析、计算后给电动推杆发出运动指令，控制电动推杆伸缩，从而使调整载物平台302始终处于水平状态。
[0053]
步骤3：吊车1与高空喷涂机器人3在操作系统的控制下协同工作，调整好喷涂机械臂301及喷枪308的工作位置，开启喷涂机4后，在控制系统的操控下，喷涂机械臂301带动喷枪308按预定的轨迹对建筑物进行喷涂工作。
[0054]
步骤4：待该区域喷涂完毕后，通过吊车1改变载物平台302的位置，将喷涂机械臂301及喷枪308带到下一个工作位置。在此过程中仍然通过水平检测保持机来保持载物平台302的保持水平。到达下一个工作位置后，喷枪308对这个区域进行喷涂，循环往复，直至整个工作区间完成喷涂工作为止。
[0055]
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。