基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人及其工作方法技术

本发明专利技术提供了一种基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人，包括：本体，其具有平行的滑槽；桩腿，滑槽中滑动设置桩腿；桩腿的同侧端安装有吸盘；牵引机构，包括电机、钢丝绳，钢丝绳一端连接电机的转动端，另一端绕过滑槽的远端再串接桩腿后再连接于电机的转动端；贴砖装置，包括：工作臂、砖片存储箱、转向连接头、箱盖、弹性安装板、安装吸盘；定位系统，包括：棱镜、单片机、全站仪、以及PC端，棱镜、单片机安装于本体上，单片机通过信号装置与全站仪、PC端进行交互。本发明专利技术还提供了上述基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人的工作方法。本发明专利技术的目的旨在使得墙壁贴砖工作不再需要人工完成，实现自动化的同时，提高自动贴砖的效率和质量。提高自动贴砖的效率和质量。提高自动贴砖的效率和质量。

【技术实现步骤摘要】
基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人及其工作方法


[0001]本专利技术涉及建筑机器人
，特别涉及一种基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人及其工作方法。

技术介绍

[0002]随着现代生活和生产质量的不断提高，很多高楼大厦以及特殊用途且垂直高度很高的建筑根据需要被建造出来。面对这种大型建筑的墙壁贴砖工作，运用传统、单纯的人工贴砖方法已力不从心，并且作业人员处于外墙会具有很高的生命危险，一旦发生安全事故将造成人员伤亡，同时也会给国家、集体和个人带来重大的经济损失。这时，我们需要寻找其它的贴砖方式来解决这些问题。
[0003]自动贴砖机器人，是可以进行自动贴砖或贴砖其他涂料的工业机器人。工业机器人作为先进制造业中不可替代的重要设备，已成为衡量一个国家制造业水平和科学技术水平的重要标志。其中，自动贴砖爬墙机器人以其智能、效率高和便捷等优点，广泛应用于高层建筑物的墙面贴砖等现场作业中，受到了人们的普遍接受和喜爱。
[0004]现有的爬墙机器人按照爬墙方式主要分为以下几类：
[0005]一是利用导轨，即在垂直表面上安装若干导轨，使机器人通过履带或者其他步行机构在导轨上进行运动，这种爬墙方式对平面的材质和形状要求不高，但是安装导轨会改变平面外观；
[0006]二是利用杆架等其它辅助装置，使机器人通过杆架的连接在墙壁上进行运动，这种爬墙方式的缺点是机器人移动范围有限，对于高层建筑墙壁不适用；
[0007]三是通过真空吸附的方式，即利用吸盘抽走机器人与墙壁之间的空气，形成负压从而固定在垂直面上，这种爬墙方式的缺点在于对平面平整度有一定要求；
[0008]四是通过电磁吸附的方式，比如电磁铁等，这种爬墙方式仅限于金属等特殊平面，不适用于普通墙壁；
[0009]五是气动式，即通过旋翼反向旋转产生的反向压力使摩擦力增大，令机器人停留在墙面上，这种爬墙方式制造成本太高，功率消耗高，对周围环境的要求也比较苛刻。
[0010]国内机器人市场上存在的贴砖机器人大多以通用型关节机器人为主，价格普遍较高，且普遍用于工业，用于建筑行业的很少。因此有必要提出一种能够满足现代建筑施工的新型自动贴砖爬墙机器人。

技术实现思路

[0011]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人及其工作方法，使得墙壁贴砖工作不再需要人工完成，在实现自动化的同时，提高自动贴砖的效率和质量。
[0012]为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0013]第一方面，本专利技术提供了一种基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人，包括：
[0014]本体，其上具有两个相平行的滑槽；
[0015]桩腿，每个滑槽中滑动设置两个所述的桩腿，四个所述的桩腿均为沿其长度方向伸缩的伸缩杆，且方向与在滑槽中的滑动方向垂直；其中，四个桩腿的同侧端安装有吸盘，吸盘通过管路连接真空泵；
[0016]牵引机构，设置四组，每组控制一个桩腿的滑动，所述牵引机构包括电机、以及钢丝绳，所述电机固设于滑槽中部位置，所述钢丝绳一端连接电机的转动端，另一端绕过滑槽的远端再串接桩腿后再连接于电机的转动端，形成传动回路；
[0017]贴砖装置，其包括：工作臂、砖片存储箱、转向连接头、箱盖、弹性安装板、以及安装吸盘，所述工作臂、砖片存储箱设置于本体上，所述工作臂上连接若干个转向连接头，以实现多自由度运动，末端的转向连接头上设置弹性安装板，所述弹性安装板上均布设置安装吸盘；以及
[0018]定位系统，包括：棱镜、单片机、全站仪、以及PC端，所述棱镜、单片机安装于本体上，单片机通过信号装置与全站仪、PC端进行交互。
[0019]在一些实施例中，所述转向连接头设置两个。
[0020]在一些实施例中，所述电机为步进电机。
[0021]第二方面，本专利技术还提供了一种上述基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人的工作方法，包括如下步骤：
[0022]S1、抓墙：四个桩腿端部的吸盘在真空泵作用下，吸附于需要进行贴砖的墙壁上；
[0023]S2、行走：处于对角线上的第一组两个桩腿端部的吸盘在真空泵作用下，吸附于墙壁上，另外第二组两个桩腿端部的吸盘释放吸力，并缩回抬起使得吸盘离开墙面；其中，第二组两个桩腿分别在牵引机构的拉动下分别在滑槽中移动至下一位置，第二组两个桩腿伸出以使各自的吸盘贴于墙面，然后在真空泵作用下吸紧；下一步为第一组两个桩腿端部的吸盘释放吸力，并缩回抬起使得吸盘离开墙面；其中，第一组两个桩腿分别在牵引机构的拉动下分别在滑槽中移动至下一位置，交替动作从而带动本体前移；
[0024]S3、定位：全站仪具有形成坐标的功能，全站仪发射激光照射在棱镜上，棱镜反射全站仪射出的激光，从而标定爬墙贴砖机器人的坐标信息；PC端接收全站仪传入的坐标信息并将其传输给爬墙贴砖机器人体内的单片机；所述单片机还与电机电性连接，根据所述坐标信息控制电机的进程，从而通过拉动钢丝绳控制了桩腿的移动距离，以实现位置精确移动；
[0025]S4、贴砖：抓取砖片时，砖片存储箱的箱盖打开，工作臂通过其上的多个转向连接头实现多角度、多方向的转动，以将安装吸盘对准所要抓取的砖片，并产生负压吸附，使得砖片牢牢吸在安装吸盘上，然后工作臂通过转向连接头将砖片对准墙壁所要贴砖的位置，将砖片贴上，贴合牢固后吸盘与砖片自动分离，此过程结束，即完成一次贴砖操作。
[0026]在一些实施例中，所述S1中，至少处于对角线上的两个桩腿端部的吸盘在真空泵作用下，吸附于需要进行贴砖的墙壁上。
[0027]在一些实施例中，所述S3中，棱镜具有三百六十度接收激光的能力，搭载在机器人身上可以很容易地接收到全站仪发出的激光，从而实时标定爬墙贴砖机器人的位置。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：使得墙壁贴砖工作不再需要人工完成，在实现自动化的同时，提高自动贴砖的效率和质量，具有较好的市场推广价值。
[0029]1、本专利技术采用定位桩腿进行爬墙机器人在墙壁上的行走，四根桩腿可使得机器人实现在各个方向的爬行；当定位桩腿通过气泵吸力吸住时，爬墙机器人就固定在墙壁上，且四个定位桩腿底部均安装有吸盘，通过真空泵连接的吸盘所产生的负压，可使爬墙机器人紧紧贴住墙壁，减小掉落的可能性。
[0030]2、本专利技术的机器人在爬行过程中，当其中一组对角线上的两定位桩腿通过气泵吸力吸在墙壁上，另外一组对角线上的两桩腿释放气泵吸力，抬起再移动，然后再吸住再墙壁上时，爬墙机器人完成一次移动，定位桩腿如此交替反复执行，爬墙机器人可实现墙壁上的自由行走；而且由于各定位桩腿之间相互独立、互不影响，且桩腿底部高度距离可变，因此可以实现爬墙机器人在曲面墙壁上的行走。
[0031]3、本专利技术的爬墙机器人作为自动执行工作的机器装置，它既可以接受人工指挥操作，又可以运行预先编排的程序，从而可以协助或取代人工贴砖，显著降低了人工贴砖时存在的危险。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人，其特征在于，包括：本体，其上具有两个相平行的滑槽(9)；桩腿(1)，每个滑槽(9)中滑动设置两个所述的桩腿(1)，四个所述的桩腿(1)均为沿其长度方向伸缩的伸缩杆，且方向与在滑槽(9)中的滑动方向垂直；其中，四个桩腿(1)的同侧端安装有吸盘(5)，吸盘(5)通过管路连接真空泵(12)；牵引机构，设置四组，每组控制一个桩腿(1)的滑动，所述牵引机构包括电机(6)、以及钢丝绳(7)，所述电机(6)固设于滑槽(9)中部位置，所述钢丝绳(7)一端连接电机(6)的转动端，另一端绕过滑槽(9)的远端再串接桩腿(1)后再连接于电机(6)的转动端，形成传动回路；贴砖装置，其包括：工作臂(2)、砖片存储箱(3)、转向连接头(4)、箱盖(8)、弹性安装板(10)、以及安装吸盘(11)，所述工作臂(2)、砖片存储箱(3)设置于本体上，所述工作臂(2)上连接若干个转向连接头(4)，以实现多自由度运动，末端的转向连接头(4)上设置弹性安装板(10)，所述弹性安装板(10)上均布设置安装吸盘(11)；以及定位系统，包括：棱镜(13)、单片机、全站仪(14)、以及PC端(15)，所述棱镜(13)、单片机安装于本体上，单片机通过信号装置与全站仪(14)、PC端(15)进行交互。2.根据权利要求1所述的基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人，其特征在于，所述转向连接头(4)设置两个。3.根据权利要求1所述的基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人，其特征在于，所述电机(6)为步进电机。4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于四桩定位吸盘式爬墙贴砖机器人的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、抓墙：四个桩腿(1)端部的吸盘(5)在真空泵(12)作用下，吸附于需要进行贴砖的墙壁上；S2、行走：处于对角线上的第一组两个桩腿(1)端部的吸盘(5)在真空泵(12)作用下，吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建学，赵国成，黄秉钧，
申请(专利权)人：湖南康瑞涂料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：