基于三维建模的墙面自动平整化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于三维建模的墙面自动平整化系统，包括三维建模装置，用于对室内墙面进行三维建模，生成室内墙面的三维模型；控制系统，用于接收三维建模装置生成的室内墙面的三维模型，在每一墙面的三维模型中拟合一个平面作为打磨基准面，并根据该墙面高于打磨基准面的各部分的高度规划打磨路径；以及墙面打磨装置，用于根据控制系统规划的打磨路径移动至打磨位置对墙面进行打磨。本发明专利技术中，通过三维建模构建室内墙面的三维模型，并拟合一个平面作为打磨基准面，依据墙面高于打磨基准面的各部分的高度规划打磨路径；能够自动完成墙面打磨工作，打磨效果好，自动化程度高。自动化程度高。自动化程度高。

【技术实现步骤摘要】
基于三维建模的墙面自动平整化系统


[0001]本专利技术属于墙面打磨
，涉及一种基于三维建模的墙面自动平整化系统。

技术介绍

[0002]目前建筑物的原始墙面大多数由混凝土浇注、砌砖、墙板等构成，其平整度、垂直度都会有一定的偏差，表面往往凹凸不平。需对墙面平整度的缺陷处理一种方式是采用人工抹灰予以修整，墙面采用人工抹灰工艺后，墙面的平整度、垂直度、方正度等还存在一定的偏差，在精装修时仍然需对墙面局部予以处理；并且在墙面抹灰时，因为抹灰砂浆、墙体基层及施工工艺的差异，会造成墙体局部的空鼓、开裂，增大后期维护成本。另一种方案是通过墙面打磨满足平整度要求，由建筑工人以手工的方式进行打磨抛光作业，而在此过程中所产生的大量粉尘、苯、醛类、胺类等会造成作业环境污染的有害物质及气体，严重影响到操作工人的身体健康及劳动情绪。而且墙面的平整度受工人的技术水平、情绪等因素影响较大，工序质量不易控制，严重制约了生产能力，增加了生产成本。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于三维建模的墙面自动平整化系统。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种基于三维建模的墙面自动平整化系统，包括
[0006]三维建模装置，用于对室内墙面进行三维建模，生成室内墙面的三维模型；
[0007]控制系统，用于接收三维建模装置生成的室内墙面的三维模型，在每一墙面的三维模型中拟合一个平面作为打磨基准面，并根据该墙面高于打磨基准面的各部分的高度规划打磨路径；以及
[0008]墙面打磨装置，用于根据控制系统规划的打磨路径移动至打磨位置对墙面进行打磨。
[0009]进一步的，拟合打磨基准面的方法为：在满足墙面平整度设计要求的前提下，以打磨量少为评价标准，拟合一个竖直平面作为打磨基准面，并将墙面上低于打磨基准面的墙面全部或部分填充至高于或等于打磨基准面。
[0010]进一步的，所述控制系统规划打磨路径的方法包括以下步骤：
[0011]S100、预先设置每次打磨的步进打磨量h0；
[0012]S101、通过室内墙面的三维模型计算墙面的最高点高出打磨基准面的高度h1；
[0013]S102、计算打磨至打磨基准面所需的打磨次数N，N＝ceil(h1/h0)；其中，ceil()为向上取整函数；
[0014]S103、计算各次打磨的墙面高度终止值H
n
；其中，n表示当前的打磨次数，当n＝1，2，
…
，(N
‑
1)时；H
n
＝h1‑
n
×
h0；当n＝N时，H
n
＝0；
[0015]S104、划定各次打磨的打磨范围，方法为将墙面高于打磨基准面的高度大于该次打磨对应的墙面高度终止值H
n
的区域划定为该次打磨的打磨范围；
[0016]S105、根据墙面打磨装置的打磨范围和各次打磨的打磨范围规划出每次打磨时的打磨路径，并依据打磨的先后顺序将各次打磨时的打磨路径组合形成总的打磨路径。
[0017]进一步的，所述打磨路径包括墙面打磨装置的行走路径及打磨头的移动路径；规划每次打磨时的打磨路径包括以下步骤：
[0018]S1051、将墙面划分为多个区域，每一所述区域在水平方向上的宽度均小于或等于墙面打磨装置的打磨范围的水平宽度，每一所述区域在竖直方向上的长度均小于或等于墙面打磨装置的打磨范围的竖直长度；
[0019]S1052、找出该次打磨的打磨范围所在的各个区域，并规划该次打磨的行走路径，使墙面打磨装置依次移动至该次打磨的打磨范围所在的各个区域；
[0020]S1053、根据该次打磨的打磨范围的形状规划该次打磨时打磨范围所在的每一区域的打磨头移动路径，使该次打磨的打磨范围内的墙面均被打磨至其高出打磨基准面的高度等于该次打磨的墙面高度终止值。
[0021]进一步的，所述墙面打磨装置包括行走机构、升降机构、两轴旋转臂机构、打磨头机构和激光雷达，所述行走机构、升降机构、两轴旋转臂机构、打磨头机构和激光雷达均与控制系统电连接；所述升降机构的固定端与行走机构连接，升降端与两轴旋转臂机构连接。
[0022]进一步的，所述两轴旋转臂机构包括第一转动装置、第一转动臂、第二转动装置和第二转动臂，所述第一转动装置固定设置在升降机构上，所述第一转动装置的输出端与第一转动臂固定连接，所述第一转动臂的一端与第二转动装置固定连接，所述第二转动装置的输出端与第二转动臂固定连接，所述打磨头机构固定设置在第二转动臂的一端；所述第一转动装置包括第一转动臂伺服电机、第一转动臂减速机和第一回转减速器，所述第一转动臂伺服电机设置在升降机构上，所述第一转动臂伺服电机的输出端与第一转动臂减速机的输入端连接，所述第一转动臂减速机的输出端与第一回转减速器连接，所述第一回转减速器的输出端与第一转动臂连接；所述第二转动装置包括第二转动臂伺服电机、第二转动臂减速机和第二回转减速器，所述第二转动臂伺服电机设置在第一转动臂的一端，所述第二转动臂伺服电机的输出端与第二转动臂减速机的输入端连接，所述第二转动臂减速机的输出端与第二回转减速器连接，所述第二回转减速器的输出端与第二转动臂连接。
[0023]进一步的，所述打磨头机构包括安装块、伸缩杆连接板、气缸、连接件、导向伸缩杆、打磨机安装板和打磨机，所述安装块固定设置在第二转动臂的一端，所述气缸设置在安装块上，所述气缸的输出端通过连接件与伸缩杆连接板固定连接，所述安装块还通过导向伸缩杆与伸缩杆连接板连接；所述伸缩杆连接板通过多个弹性件与打磨机安装板连接，所述打磨机安装板设有相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面朝向伸缩杆连接板，所述打磨机设置在第一侧面上，且所述打磨机的打磨头向外冒出第二侧面所在的竖直平面；所述打磨机外侧包裹有吸尘罩，所述吸尘罩上连通设置有吸尘管，所述吸尘管的一端连接有负压设备。
[0024]进一步的，所述行走机构包括底盘以及多个设置在所述底盘上的舵轮模组，所述舵轮模组包括舵轮固定板，所述舵轮固定板通过减震单元与底盘连接，所述舵轮固定板上设置有转向电机，所述转向电机的输出端连接有第一转向齿轮；所述舵轮固定板上还转动设置有竖轮安装板，所述竖轮安装板上设置有行走电机，所述行走电机的输出端连接有竖轮；所述竖轮安装板的上部还固定设置有第二转向齿轮；所述第一转向齿轮与第二转向齿
轮啮合。
[0025]进一步的，所述升降机构包括设置在行走机构上的升降机构固定支架，所述升降机构固定支架上竖直设置有第一升降机构固定板，所述第一升降机构固定板上滑动连接有第二升降机构固定板，所述第二升降机构固定板上设置有第一升降装置；所述第二升降机构固定板上滑动连接有旋转臂机构固定板，所述两轴旋转臂机构设置在旋转臂机构固定板上，所述旋转臂机构固定板上设置有第二升降装置。
[0026]本专利技术中，通过三维建模构建室内墙面的三维模型，并拟合一个竖直平面作为打磨基准面，依据墙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维建模的墙面自动平整化系统，其特征在于：包括三维建模装置，用于对室内墙面进行三维建模，生成室内墙面的三维模型；控制系统，用于接收三维建模装置生成的室内墙面的三维模型，在每一墙面的三维模型中拟合一个平面作为打磨基准面，并根据该墙面高于打磨基准面的各部分的高度规划打磨路径；以及墙面打磨装置，用于根据控制系统规划的打磨路径移动至打磨位置对墙面进行打磨。2.根据权利要求1所述的基于三维建模的墙面自动平整化系统，其特征在于：拟合打磨基准面的方法为：在满足墙面平整度设计要求的前提下，以打磨量少为评价标准，拟合一个竖直平面作为打磨基准面，并将墙面上低于打磨基准面的墙面全部或部分填充至高于或等于打磨基准面。3.根据权利要求1所述的基于三维建模的墙面自动平整化系统，其特征在于，所述控制系统规划打磨路径的方法包括以下步骤：S100、预先设置每次打磨的步进打磨量h0；S101、通过室内墙面的三维模型计算墙面的最高点高出打磨基准面的高度h1；S102、计算打磨至打磨基准面所需的打磨次数N，N＝ceil(h1/h0)；其中，ceil()为向上取整函数；S103、计算各次打磨的墙面高度终止值H
n
；其中，n表示当前的打磨次数，当n＝1，2，
…
，(N
‑
1)时；H
n
＝h1‑
n
×
h0；当n＝N时，H
n
＝0；S104、划定各次打磨的打磨范围，方法为将墙面高于打磨基准面的高度大于该次打磨对应的墙面高度终止值H
n
的区域划定为该次打磨的打磨范围；S105、根据墙面打磨装置的打磨范围和各次打磨的打磨范围规划出每次打磨时的打磨路径，并依据打磨的先后顺序将各次打磨时的打磨路径组合形成总的打磨路径。4.根据权利要求3所述的基于三维建模的墙面自动平整化系统，其特征在于：所述打磨路径包括墙面打磨装置的行走路径及打磨头的移动路径；规划每次打磨时的打磨路径包括以下步骤：S1051、将墙面划分为多个区域，每一所述区域在水平方向上的宽度均小于或等于墙面打磨装置的打磨范围的水平宽度，每一所述区域在竖直方向上的长度均小于或等于墙面打磨装置的打磨范围的竖直长度；S1052、找出该次打磨的打磨范围所在的各个区域，并规划该次打磨的行走路径，使墙面打磨装置依次移动至该次打磨的打磨范围所在的各个区域；S1053、根据该次打磨的打磨范围的形状规划该次打磨时打磨范围所在的每一区域的打磨头移动路径，使该次打磨的打磨范围内的墙面均被打磨至其高出打磨基准面的高度等于该次打磨的墙面高度终止值。5.根据权利要求1至4任一项所述的基于三维建模的墙面自动平整化系统，其特征在于：所述墙面打磨装置包括行走机构、升降机构、两轴旋转臂机构、打磨头机构和激光雷达，所述行走机构、升降机构、两轴旋转臂机构、打磨头机构和激光雷达均与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云军，伍能文，冉彦杰，郭亿，
申请(专利权)人：重庆筑甲机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：