一种建筑墙面自动粉刷机器人及方法
技术领域
本发明涉及建筑领域，具体是涉及一种建筑外墙自动粉刷机器人及方法。
背景技术
建筑在使用一段时间之后，其外墙面的墙皮会逐渐脱落，造成老旧破烂小区的形象，对业主的心情造成不良的影响，为此，每隔一段时间，就需要对建筑的外墙面进行翻新，铲去旧墙皮，然后涂上新墙皮。
中国专利CN202010303435.9公开了一种用于建筑施工的墙皮清理装置，包括行走装置、升降装置、翻转装置、安装架、动力装置、清理盘、清理刀片，所述升降装置安装于行走装置上，并且所述行走装置能够带动升降装置移动，所述翻转装置安装于所述升降装置上，并且所述升降装置能够带动所述翻转装置升降，所述安装架安装于所述翻转装置上，并且所述翻转装置能够让安装架转动，所述动力装置固定安装于所述安装架上，所述清理盘与动力装置连接，并且所述动力装置能够驱动所述清理盘转动，所述清理刀片安装于所述清理盘上，并且所述清理刀片能够沿清理盘的轴线移动。
相类似的专利公开的设备或装置，均仅能够清理旧墙皮，不能同步喷涂新墙皮，工作效率低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种建筑外墙自动粉刷机器人及方法，本发明的机器人能够实现对墙面的自动粉刷。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种建筑墙面自动粉刷机器人，包括：
行走机构，能够沿着预定的路线行走；
支撑板，可上下移动地支撑在行走机构上；
滚刷，沿着竖向轴线可旋转地支撑在支撑板上，用于对待粉刷的墙面进行粉刷，相对于支撑板能够沿着粉刷方向来回移动，且能够沿着靠近或者远离墙面的方向来回移动以在对墙面粉刷时与墙面接触；
刮刀，用于对带粉刷的墙面上的突起物进行清除，支撑在支撑板上，相对于支撑板能够沿着所述粉刷方向与滚刷同步地来回移动，且能够沿着靠近或者远离墙面的方向与滚刷同步地来回移动以使刀刃能够与墙面接触。
优选地，还包括：
两并行设置的第一滑轨，沿着所述粉刷方向延伸；
第一滑块，沿着粉刷方向可滑动地支撑在第一滑轨上；
空心杆，沿着竖向轴线可转动地设置在第一滑块上，其一端设置有U型结构，所述滚刷的两端分别可旋转地支撑在U型结构的两侧，U型结构的至少中间部分为与空心杆的内部连通的中空结构，并且U型结构的至少中间部分的面向所述滚刷的一侧设置有多个开口；
涂料盒，用于存储配置后的涂料，空心杆的另一端通过软管与涂料盒连通；
泵，设置在软管上，用于将涂料盒中涂料输送到滚刷上。
优选地，在所述第一滑块上设置有轴承座，在所述轴承座上可旋转地设置有竖向延伸的转轴，在所述转轴的侧面上设置有安装板，所述空心杆支撑在所述转轴上且位于安装板的正上方或者正下方，所述刮刀的刀柄安装在安装板的一端且相对于所述转轴位于与滚刷相同的一侧，所述安装板的延伸方向与空心杆的长度方向基本平行，并且空心杆和安装板绕着转轴同步转动。
优选地，还包括：
立柱，设置在所述第一滑块上且位于靠近安装板的背离刮刀的一端；
弧形板，可拆卸地固定到所述立柱上，弧形板的弧形的圆心位于转轴的轴线上；
气缸，气缸的缸体铰接的弧形板的一端，气缸的气缸杆铰接在所述安装板上。
优选地，所述气缸的缸体固定在第一铰接板上，所述第一铰接板铰接在所述弧形板的所述一端，所述气缸杆的一端设置有第二铰接板，所述第二铰接板铰接在所述安装板的背离刮刀的一端上，并且所述第一铰接板与弧形板的铰接轴线与第二铰接板与安装板的铰接轴线相互平行且均上下延伸。
优选地，在所述弧形板上沿其延伸方向等间距地设置有多个通孔，在立柱的上端的轴线上设置有螺纹孔，通过螺栓穿过通孔与所述螺纹孔配合能够将弧形板固定在立柱上。
优选地，所述立柱具有两个，两个立柱的轴线所在的圆的圆心位于转轴的轴线上，且两个立柱的轴线所在圆的直径与弧形板上的通孔所在的圆的直径相同，并且两立柱的螺纹孔之间的距离等于相邻的螺纹孔的距离的整数倍。
优选地，在所述安装板的背离墙面的一侧可旋转地设置有转动杆，所述刮刀的刀柄的固定在所述转动杆上，所述转动杆通过销轴安装在所述安装板上，所述销轴的轴线垂直于安装板所在的竖向平面，在转动杆远离所述刮板的一端设置有活动块，在所述活动块上设置有第一滑槽，所述第一滑槽沿着平行于所述销轴的轴线方向延伸，并且第一滑槽的截面呈U型，所述U型的开口朝向背离转动杆的方向，在安装板上且与所述转动杆相同的一侧设置有第一电机，所述第一电机位于第一滑槽的U型的开口朝向的一侧，所述第一电机的输出轴水平设置且朝向所述第一滑槽的U型的开口且在所述第一电机的输出轴的靠近第一滑槽的一端设置有联动轴，所述联动轴的背离第一电机的输出轴的一端的端面上设置有第一滑块，所述联动轴的轴线与所述第一电机的输出轴的轴线同轴设置，所述第一滑块相对于联动轴偏心设置，所述第一滑块与所述第一滑槽滑动配合。
优选地，在所述支撑板上设置有竖板，所述竖板沿着平行于第一滑轨的长度方向的方向延伸，所述竖板位于第一滑轨的背离墙面的一侧，在所述竖板的背离第一滑块的一侧设置有两上下布置且分别沿着竖板的长度方向延伸的第二滑轨，所述第二滑轨上可滑动地设置有第二滑块，在所述竖板上且位于两第二滑轨之间设置有沿着竖板的长度方向的避让孔，在所述第一滑块的靠近竖板的一侧设置有夹板，所述夹板能够穿过避让孔并且将第二滑块夹持在夹板之间。
本发明还提供了一种建筑墙面的粉刷方法，采用了上述机器人，具体包括如下步骤：
步骤一：将机器人放置到待粉刷墙面的初始粉刷位置；
步骤二：将滚刷和刮刀向着所述墙面移动并与所述墙面接触；
步骤三：将滚刷和刮刀沿着粉刷方向移动第一设定距离；
步骤四：将滚刷和刮刀向着远离墙面的方向移动并与墙面脱离接触；
步骤五：将滚刷和刮刀沿着与粉刷方向相反的方向移动所述第一设定距离；
步骤六：将滚刷和刮刀向上或者向下移动第二设定距离；
步骤七：当机器人所在位置处的墙面粉刷完成后向前移动第三设定距离，继续执行所述步骤二-步骤六，直到所有的墙面粉刷完成。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的机器人能够实现对墙面的自动粉刷，并且同时能够实现对墙面的突起物能够实现自动的刮除，能够达到更好的粉刷效果；由于采用了刮刀，本发明更适合与对旧墙翻新的场合。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明去除行走机构和升降机后的俯视图；
图3和图4为本发明去除行走机构和升降机的两种不同视角的立体图；
图5为本发明的第一滑台和直线驱动机构的立体图；
图6为本发明的第一滑台和直线驱动机构的立体分解图；
图7为本发明的第一滑台和直线驱动机构的俯视图；
图8为图7的A处局部放大图；
图9为本发明的第一支架和旋转驱动机构的立体图；
图10为本发明的第一支架和旋转驱动机构的立体分解图；
图11为本发明的电动刮刀的立体图；
图12为本发明的电动刮刀的立体分解图；
图13为本发明的自动给料滚刷的立体图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
如图1-13所示，一种建筑墙面自动粉刷机器人，包括能够沿着墙面移动的行走机构7、可上下移动地支撑地支撑在行走机构上的支撑板2以及支撑在行走机构上的滚刷6和刮刀5，所述滚刷6和刮刀5同时能够相对于行走机构沿着所述行走机构的行走方向来回移动，所述挂刷6可滚动，所述滚刷6的滚动轴线沿着上下方向延伸，并且所述滚刷6和刮刀5能够沿着靠近或者远离墙面的方向移动以与墙面接触，滚刷6能够将涂料粉刷到墙面上，刮刀5能够将墙面上不平整的地方或者粘贴的其它物体铲除，使墙面更加的平整，当然实际使用中刮刀也是可以不使用。
所述滚刷6的长度与刮刀5的刀刃在上下方向上尺寸相同，并且在上下方向上，滚刷6与刮刀5的刀刃相互靠近的一端处于同一高度。并且，当刮刀5在滚刷6的下方时，在粉刷时从墙面的下侧向上侧粉刷，当刮刀5在滚刷6的下方时，在粉刷时从墙面的上侧向下侧粉刷，这样可以保证先通过刮刀5将墙面上的墙皮等刮除，再进行粉刷。
进一步，在所述支撑板2上设置有沿着所述行走方向延伸的第一滑轨1a，在第一滑轨1a上可滑动地设置有第一滑块1b，在所述第一滑块1b上设置有空心杆6a，所述空心杆6a能够相对于第一滑块1b绕着竖向轴线旋转，在所述空心杆6a的一端设置有U型结构6b，所述滚刷6的两端可旋转地设置在所U型结构6b的两侧，所述U型结构6b的至少中间部分为中空结构且与所述空心杆6a的内部连通，所述空心杆6a的背离滚刷6的一端通过软管连接涂料盒6e，在涂料盒6e中盛有配置好的涂料，在所述软管上设置有泵6d，所述U型结构6b的中空结构朝向滚刷6的一侧设置有多个开口(未示出)，通过泵6d能够将涂料从涂料盒6e沿着软管、空心杆以及U型结构6b送入到滚刷6上。所述涂料盒6e和泵6d设置在支撑板2上。
进一步，在所述第一滑块1b上设置有轴承座1b1，在所述轴承座1b1上可旋转地设置有竖向延伸的转轴3b，在所述转轴3b的侧面上设置有安装板3a，所述空心杆6a支撑在所述转轴3b上且位于安装板3a的正上方或者正下方。所述刮刀5的刀柄安装在安装板3a的一端且相对于转轴3b位于与滚刷6相同的一侧，所述安装板3a的延伸方向与空心杆6a的长度方向基本平行或者平行，并且空心杆6a和安装板3a绕着转轴3b同步转动，所述空心杆6a所绕的旋转轴线与转轴3b的轴线同轴。
在所述第一滑块1b上且位于靠近安装板3a的背离刮刀5的一端设置有立柱4d，在所述立柱4d上可拆卸地设置有弧形板4e，所述弧形板4e的弧形的圆心位于所述转轴3b的轴线上，在所述弧形板4e的一端铰接有第一铰接板4a，在所述第一铰接板4a上设置有气缸4b，气缸4b的缸体固定在第一铰接板4a上，在所述气缸4b的气缸杆上设置有第二铰接板4c，第二铰接板4c与所述安装板3a铰接，并且所述第一交接班4a与弧形板4e的铰接轴线与第二铰接板4c与安装板3a的铰接轴线相互平行且均上下延伸，通过控制气缸4b的气缸杆的伸缩能够带动安装板3a和空心杆6a绕着转轴3b旋转进而能够实现滚刷6和刮刀5的靠近或者远离墙面。
进一步，在所述弧形板4e上沿其延伸方向等间距地设置有多个通孔4e1，在立柱4d的上端的轴线上设置有螺纹孔4d1，通过螺栓4f穿过通孔4e1与所述螺纹孔4d1配合能够实现对弧形板4e的固定。为了能够使弧形板4e的圆心始终位于转轴3b的轴线上，可以设置两个立柱4d，两个立柱4d的轴线所在的圆的圆心位于转轴3b的轴线且与弧形板4e上的通孔4e1所在的圆的直径相同，并且两立柱4d的螺纹孔之间的距离等于相邻的螺纹孔4e1的距离的整数倍以使得弧形板4e上的通孔4e1能够与两立柱4d上的螺纹孔4e1对齐。通过将弧形板4e设置多个通孔4e1，能够调整挂刷6和刮板5的初始位置。
进一步，在所述安装板3a的背离墙面的一侧可旋转地设置有转动杆5d，所述刮刀5的刀柄的固定在所述转动杆5d上，所述转动杆5d通过销轴5e安装在所述安装板3a上，所述销轴5e的轴线垂直于安装板3a所在的竖向平面。在转动杆5d远离所述刮板5的一端设置有活动块5c，在所述活动块5c上设置有第一滑槽5c1，所述第一滑槽5c1沿着平行于所述销轴5e的轴线方向延伸，并且第一滑槽5c1的截面呈U型，所述U型的开口朝向背离转动杆5d的方向。在安装板3a上且与所述转动杆5d相同的一侧设置有第一电机5a，所述第一电机5a位于第一滑槽5c1的U型的开口朝向的一侧，所述第一电机5a的输出轴水平设置且朝向所述第一滑槽5c1的U型的开口且在所述第一电机5a的输出轴的靠近第一滑槽5c1的一端设置有联动轴5b，所述联动轴5b的背离第一电机5a的输出轴的一端的端面上设置有第一滑块5b1，所述联动轴5b的轴线与所述第一电机5a的输出轴的轴线同轴设置，所述第一滑块5b1相对于联动轴5b偏心设置，所述第一滑块5b1与所述第一滑槽5c1配合，并且能够相对于第一滑槽5c1滑动设置，进而当第一电机5a电动联动轴5b旋转时，在第一滑块5b1与第一滑槽5c1的配合下能够使刮刀5相对于销轴5e在一定的范围内上下摆动，这样可以更好的将墙面上的旧墙皮或者其它需要铲除的东西铲除。为了避免刮刀5将粉刷后的墙面破坏，沿着粉刷的方向，所述刮刀5的刀刃相比于滚刷6更靠前方。
进一步，在所述支撑板2上设置有竖板2a，所述竖板2a沿着平行于第一滑轨1a的长度方向的方向延伸，所述竖板2a位于第一滑轨1a的背离墙面的一侧，在所述竖板2a的背离第一滑块1b的一侧设置有两上下布置且分别沿着竖板2a的长度方向延伸的第二滑轨2a1，所述第二滑轨2a1上可滑动地设置有第二滑块2b。在所述竖板2a上且位于两第二滑轨2a1之间设置有沿着竖板2a的长度方向的避让孔2a2，在所述第一滑块1b的靠近竖板2a的一侧设置有夹板1b2，所述夹板1b2能够穿过避让孔2a2并且将第二滑块2b夹持在夹板1b2之间，这样通过第二滑块2b能够带动第一滑块1b来回移动，进而带动滚刷6和刮刀5来回移动。
进一步，在支撑板2上且位于对应避让孔2a2的两端分别旋转地设置有链轮，两链轮通过链条2c传动连接，在所述链条2c上设置有连接件2d1，在所述第二滑块2b的背离竖板2a的一侧设置有上下延伸的第二滑槽2b1，所述连接件2b1的一端可上下滑动地位于第二滑槽2b1内，其中一个链轮的链轮轴与第二电机2e连接，通过第二电机2e能够带动链轮的旋转进而能够带动第一滑块1b的来回移动。
在实际工作中，由于刮刀5的方向不能调节，当完成一次粉刷和刮墙时，气缸4b缩回，使刮刀5和滚刷6脱离与墙面的接触，并且第二电机2e带动刮刀5和滚刷6回到第一导轨1a的起点，然后将支撑板2向上或者向下移动一定的距离，进行新的高度的粉刷和刮墙，直到完成行走机构所在位置处的墙面所有高度或者预定高度处的粉刷之后，行走机构沿着预定的轨迹移动一段距离进行下一位置的粉刷。
所述支撑板2通过升降机构支撑在行走机构上，升降机构采用现有技术。所行走机构为小车，在实际使用中，为了能够使小车与墙面保持稳定的距离，可以在地面上铺设简易的轨道，小车的车轮沿着轨道移动即可，当然可以通过传感器。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
