本發(fā)明涉及建筑機器人，具體涉及一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人及使用方法。

背景技術(shù)：

1、目前由于鋼結(jié)構(gòu)具有非常高的強度和耐久性，可以承受大量的重量和壓力，因此在建筑物中使用鋼結(jié)構(gòu)可以提供更高的安全性和可靠性。鋼結(jié)構(gòu)是可回收和再利用的，與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的制造和安裝過程所需的能源和資源較少，減少了對環(huán)境的影響，鋼結(jié)構(gòu)的維修和更換成本較低，從長遠看可以節(jié)省資金。但是由于長時間風吹日曬，鋼結(jié)構(gòu)表面的漆層容易被腐蝕。如果使用人工進行噴涂，不僅難以保證施工效率，而且高空作業(yè)也存在比較大的危險性及涂料對人體造成后期傷害。因此急需一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人來達到此效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人及使用方法，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人裝置，解決了針對高空作業(yè)的危險性和效率問題。通過三維重構(gòu)掃描重構(gòu)現(xiàn)場場景，在重構(gòu)的三維場景中標注需要補漆的區(qū)域點，便于后期作業(yè)機器人自行移動至作業(yè)點。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人，包括機器人本體裝置、細鋼索、卷揚機連接裝置以及小車裝置，所述細鋼索一端固定在補漆機器人本體裝置上的吊環(huán)，另一端固定在卷揚機連接裝置上，卷揚機連接裝置固定在小車裝置上；通過小車裝置的水平移動帶動整個機器人本體裝置在鋼結(jié)構(gòu)上的水平移動，通過啟動卷揚機連接裝置帶動細鋼索的上下移動，通過細鋼索的上下移動帶動在鋼結(jié)構(gòu)上同一水平位置的垂直移動。

4、作為本發(fā)明進一步的方案：所述機器人本體裝置包括精確垂直移動裝置，所述精確垂直移動裝置的兩側(cè)對稱設(shè)置有結(jié)構(gòu)相同的第一翻轉(zhuǎn)裝置、第二翻轉(zhuǎn)裝置，所述精確垂直移動裝置的兩側(cè)對稱設(shè)置有結(jié)構(gòu)相同的上電磁吸附裝置、下電磁吸附裝置，所述精確垂直移動裝置上設(shè)置有噴漆裝置以及視覺檢測裝置。

5、作為本發(fā)明進一步的方案：所述精確垂直移動裝置包括機器人上殼體、機器人中殼體、機器人下殼體以及對稱設(shè)置的第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)，所述第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，所述第一驅(qū)動機構(gòu)包括第一步進電機、第一聯(lián)軸器、第一電機傳動座、第一螺母座、第一梯形絲杠、第一絲杠支撐座以及吊環(huán)，所述第一步進電機、第一聯(lián)軸器、第一電機傳動座固定于機器人下殼體外側(cè)；第一螺母座設(shè)置于機器人中殼體外側(cè)、第一絲杠支撐座固定于機器人上殼體外側(cè)，所述吊環(huán)固定安裝在機器人上殼體的頂部中間處。

6、作為本發(fā)明進一步的方案：所述上電磁吸附裝置固定于機器人上殼體內(nèi)側(cè)，下電磁吸附裝置固定于機器人下殼體內(nèi)側(cè)。

7、作為本發(fā)明進一步的方案：所述上電磁吸附裝置和下電磁吸附裝置均包括伸縮液壓缸以及第一電磁吸盤；伸縮液壓缸分別固定于機器人上殼體內(nèi)側(cè)以及機器人下殼體內(nèi)側(cè)，第一電磁吸盤固定于伸縮液壓缸前側(cè)。

8、作為本發(fā)明進一步的方案：所述第一翻轉(zhuǎn)裝置、第二翻轉(zhuǎn)裝置均包括第一支撐架、第一液壓缸、第一轉(zhuǎn)向架、第二支撐架、第二轉(zhuǎn)向架、第二電磁吸盤、第三支撐架、第二液壓缸、第四支撐架以及支撐平臺；支撐平臺固定于機器人中殼體外壁，第一轉(zhuǎn)向架前側(cè)通過螺栓連接固定于支撐平臺，第二支撐架前側(cè)通過螺栓固定于第一轉(zhuǎn)向架后側(cè)；第二電磁吸盤通過螺栓連接固定于第二支撐架后側(cè)；第一液壓缸前側(cè)固定于機器人中殼體外側(cè)，第一液壓缸后側(cè)通過螺栓固定于第一轉(zhuǎn)向架后側(cè)；第二液壓缸前側(cè)通過螺栓固定于第一轉(zhuǎn)向架前側(cè)，第二液壓缸后側(cè)通過螺栓固定于第二轉(zhuǎn)向架后側(cè)。

9、作為本發(fā)明進一步的方案：所述噴漆裝置包括第一噴漆管道、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、第二噴漆管道、第三電磁換向閥、第三噴漆管道、氣泵以及儲氣罐固定于機器人中殼體外側(cè)底部；第一噴漆管道后端固定于儲氣罐上方，第一噴漆管道前端穿過機器人中殼體外側(cè)，伸到機器人中殼體內(nèi)側(cè)與噴頭相連；第二噴漆管道后端固定于儲氣罐左側(cè)，第二噴漆管道前端穿過機器人中殼體左側(cè)與噴頭相連；第三噴漆管道后端固定于儲氣罐右側(cè)，第三噴漆管道前端穿過機器人中殼體右側(cè)與噴頭相連；氣泵固定在儲氣罐上方，儲氣罐分成兩個空間，一部分儲存空氣，一部分儲存漆液通過隔板隔開。

10、一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人的使用方法,包括以下步驟：通過卷揚機連接裝置以及小車裝置的移動，控制該補漆機器人本體裝置靠近待補漆鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)面，通過視覺檢測裝置精確測量出噴頭距離作業(yè)面的相對位置，通過控制模塊精確控制機器人本體裝置對準鋼結(jié)構(gòu)凹面處；此時機器人上殼體和機器人下殼體上的液壓缸伸長，保證液壓缸上的上電磁吸附裝置、下電磁吸附裝置能夠吸附到鋼結(jié)構(gòu)凹面處；通過滾珠絲杠模組控制機器人中殼體在垂直方向上可以精確定位；此時通過第二噴漆管道進行噴漆可以覆蓋鋼結(jié)構(gòu)凹面處待補漆位置；通過上殼體及下殼體液壓缸伸縮可以控制第一噴漆管道和第三噴漆管道進行噴漆覆蓋鋼結(jié)構(gòu)凹面左右兩側(cè)的補漆位置。

11、作為本發(fā)明進一步的方案：還包括以下步驟：當噴漆機器人需要翻轉(zhuǎn)到反背面作業(yè)時，松開機器人上殼體、機器人下殼體上的上電磁吸附裝置、下電磁吸附裝置；有細鋼索固定在吊環(huán)處，保證在豎直方向上不會掉落；控制第二翻轉(zhuǎn)裝置上的第二電磁吸盤吸附到鋼結(jié)構(gòu)左外側(cè)面，通過控制第一翻轉(zhuǎn)裝置上的第液壓缸以及第二液壓缸的伸出，來控制第一轉(zhuǎn)向架以及第二轉(zhuǎn)向架的移動，將第一翻轉(zhuǎn)裝置靠近到鋼結(jié)構(gòu)右外側(cè)面，將第一翻轉(zhuǎn)裝置上的第二電磁吸盤打開，關(guān)閉第二翻轉(zhuǎn)裝置上的第二電磁吸盤；由于此刻第一翻轉(zhuǎn)裝置上的第二電磁吸盤是吸附狀態(tài)，因此通過第二翻轉(zhuǎn)裝置上的第一液壓缸和第二液壓缸縮回，由于第一翻轉(zhuǎn)裝置是固定的，相當于固定點，可以帶動第二翻轉(zhuǎn)裝置向鋼結(jié)構(gòu)右外側(cè)面移動，多次緩慢向鋼結(jié)構(gòu)右外側(cè)面移動即可實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的目的；當翻轉(zhuǎn)到鋼結(jié)構(gòu)反背面時，定位到待噴漆作業(yè)點，控制噴頭進行噴漆作業(yè)。

12、本發(fā)明的有益效果：

13、(1)該鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人裝置，在水平方向的移動通過小車在水平方向的移動來實現(xiàn)，通過該裝置可以保證機器人在水平方向可以到任何位置。

14、(2)該鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人裝置，在豎直方向大范圍內(nèi)的移動可以通過卷揚機帶動細鋼索實現(xiàn)同一水平位置機器人本體的垂直移動。這樣整個鋼架平面的全部作業(yè)點均可實現(xiàn)覆蓋。

15、(3)該鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人裝置，在豎直方向上通過螺母座帶動機器人中殼體移動，可以實現(xiàn)機器人補漆裝置在垂直方向上的精確定位。從而實現(xiàn)噴頭精確移動到需要補漆的位置。

16、(4)該鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人裝置，通過三維掃描重構(gòu)現(xiàn)場場景，在重構(gòu)的三維場景中標注需要補漆的區(qū)域點，可以實現(xiàn)后期補漆機器人自行移動到作業(yè)點。

技術(shù)特征：

1.一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人，其特征在于，包括機器人本體裝置(1)、細鋼索(2)、卷揚機連接裝置(3)以及小車裝置(4)，所述細鋼索(2)一端固定在補漆機器人本體裝置(1)上的吊環(huán)，另一端固定在卷揚機連接裝置(3)上，卷揚機連接裝置(3)固定在小車裝置(4)上；通過小車裝置(4)的水平移動帶動整個機器人本體裝置(1)在鋼結(jié)構(gòu)上的水平移動，通過啟動卷揚機連接裝置(3)帶動細鋼索(2)的上下移動，通過細鋼索(2)的上下移動帶動在鋼結(jié)構(gòu)上同一水平位置的垂直移動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人,其特征在于，所述機器人本體裝置包括精確垂直移動裝置(6)，所述精確垂直移動裝置(6)的兩側(cè)對稱設(shè)置有結(jié)構(gòu)相同的第一翻轉(zhuǎn)裝置(7)、第二翻轉(zhuǎn)裝置(10)，所述精確垂直移動裝置(6)的兩側(cè)對稱設(shè)置有結(jié)構(gòu)相同的上電磁吸附裝置(5)、下電磁吸附裝置(8)，所述精確垂直移動裝置(6)上設(shè)置有噴漆裝置(9)以及視覺檢測裝置(11)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人,其特征在于，所述精確垂直移動裝置(6)包括機器人上殼體(12)、機器人中殼體(15)、機器人下殼體(20)以及對稱設(shè)置的第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)，所述第一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，所述第一驅(qū)動機構(gòu)包括第一步進電機(19)、第一聯(lián)軸器(18)、第一電機傳動座(17)、第一螺母座(16)、第一梯形絲杠(14)、第一絲杠支撐座(13)以及吊環(huán)(21)，所述第一步進電機(19)、第一聯(lián)軸器(18)、第一電機傳動座(17)固定于機器人下殼體(20)外側(cè)；第一螺母座(16)設(shè)置于機器人中殼體(15)外側(cè)、第一絲杠支撐座(13)固定于機器人上殼體(12)外側(cè)，所述吊環(huán)(21)固定安裝在機器人上殼體(12)的頂部中間處。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人,其特征在于，所述上電磁吸附裝置(5)固定于機器人上殼體(12)內(nèi)側(cè)，下電磁吸附裝置(8)固定于機器人下殼體(20)內(nèi)側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人,其特征在于，所述上電磁吸附裝置(5)和下電磁吸附裝置(8)均包括伸縮液壓缸(27)以及第一電磁吸盤(28)；伸縮液壓缸(27)分別固定于機器人上殼體(12)內(nèi)側(cè)以及機器人下殼體(20)內(nèi)側(cè)，第一電磁吸盤(28)固定于伸縮液壓缸(27)前側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人,其特征在于，所述第一翻轉(zhuǎn)裝置(7)、第二翻轉(zhuǎn)裝置(10)均包括第一支撐架(29)、第一液壓缸(30)、第一轉(zhuǎn)向架(31)、第二支撐架(32)、第二轉(zhuǎn)向架(33)、第二電磁吸盤(34)、第三支撐架(35)、第二液壓缸(36)、第四支撐架(37)以及支撐平臺(38)；支撐平臺(38)固定于機器人中殼體(15)外壁，第一轉(zhuǎn)向架(31)前側(cè)通過螺栓連接固定于支撐平臺(38)，第二支撐架(32)前側(cè)通過螺栓固定于第一轉(zhuǎn)向架(31)后側(cè)；第二電磁吸盤(34)通過螺栓連接固定于第二支撐架(32)后側(cè)；第一液壓缸(30)前側(cè)固定于機器人中殼體(15)外側(cè)，第一液壓缸(30)后側(cè)通過螺栓固定于第一轉(zhuǎn)向架(31)后側(cè)；第二液壓缸(36)前側(cè)通過螺栓固定于第一轉(zhuǎn)向架(31)前側(cè)，第二液壓缸(36)后側(cè)通過螺栓固定于第二轉(zhuǎn)向架(33)后側(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人,其特征在于，所述噴漆裝置(9)包括第一噴漆管道(39)、第一電磁換向閥(40)、第二電磁換向閥(41)、第二噴漆管道(42)、第三電磁換向閥(43)、第三噴漆管道(44)、氣泵(45)以及儲氣罐(46)固定于機器人中殼體(15)外側(cè)底部；第一噴漆管道(39)后端固定于儲氣罐(46)上方，第一噴漆管道(39)前端穿過機器人中殼體(15)外側(cè)，伸到機器人中殼體(15)內(nèi)側(cè)與噴頭相連；第二噴漆管道(42)后端固定于儲氣罐(46)左側(cè)，第二噴漆管道(42)前端穿過機器人中殼體(15)左側(cè)與噴頭相連；第三噴漆管道(44)后端固定于儲氣罐(46)右側(cè)，第三噴漆管道(44)前端穿過機器人中殼體(15)右側(cè)與噴頭相連；氣泵(45)固定在儲氣罐(46)上方，儲氣罐(46)分成兩個空間，一部分儲存空氣，一部分儲存漆液通過隔板隔開。

8.一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人的使用方法,其特征在于，采用權(quán)利要求1-7任一項所述的一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人，包括以下步驟：通過卷揚機連接裝置(3)以及小車裝置(4)的移動，控制該補漆機器人本體裝置(1)靠近待補漆鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)面，通過視覺檢測裝置(11)精確測量出噴頭距離作業(yè)面的相對位置，通過控制模塊精確控制機器人本體裝置(1)對準鋼結(jié)構(gòu)凹面處；此時機器人上殼體(12)和機器人下殼體(20)上的液壓缸伸長，保證液壓缸上的上電磁吸附裝置(5)、下電磁吸附裝置(8)能夠吸附到鋼結(jié)構(gòu)凹面處；通過滾珠絲杠模組控制機器人中殼體(15)在垂直方向上可以精確定位；此時通過第二噴漆管道(42)進行噴漆可以覆蓋鋼結(jié)構(gòu)凹面處待補漆位置；通過上殼體及下殼體液壓缸伸縮可以控制第一噴漆管道(39)和第三噴漆管道(44)進行噴漆覆蓋鋼結(jié)構(gòu)凹面左右兩側(cè)的補漆位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人的使用方法,其特征在于：還包括以下步驟：當噴漆機器人需要翻轉(zhuǎn)到反背面作業(yè)時，松開機器人上殼體(12)、機器人下殼體(20)上的上電磁吸附裝置(5)、下電磁吸附裝置(8)；有細鋼索(2)固定在吊環(huán)處，保證在豎直方向上不會掉落；控制第二翻轉(zhuǎn)裝置(10)上的第二電磁吸盤(34)吸附到鋼結(jié)構(gòu)左外側(cè)面，通過控制第一翻轉(zhuǎn)裝置(7)上的第液壓缸(30)以及第二液壓缸(36)的伸出，來控制第一轉(zhuǎn)向架(31)以及第二轉(zhuǎn)向架(33)的移動，將第一翻轉(zhuǎn)裝置(7)靠近到鋼結(jié)構(gòu)右外側(cè)面，將第一翻轉(zhuǎn)裝置(7)上的第二電磁吸盤(34)打開，關(guān)閉第二翻轉(zhuǎn)裝置(10)上的第二電磁吸盤(34)；由于此刻第一翻轉(zhuǎn)裝置(7)上的第二電磁吸盤(34)是吸附狀態(tài)，因此通過第二翻轉(zhuǎn)裝置(10)上的第一液壓缸(30)和第二液壓缸(36)縮回，由于第一翻轉(zhuǎn)裝置(7)是固定的，相當于固定點，可以帶動第二翻轉(zhuǎn)裝置(10)向鋼結(jié)構(gòu)右外側(cè)面移動，多次緩慢向鋼結(jié)構(gòu)右外側(cè)面移動即可實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的目的；當翻轉(zhuǎn)到鋼結(jié)構(gòu)反背面時，定位到待噴漆作業(yè)點，控制噴頭進行噴漆作業(yè)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人及使用方法，涉及建筑機器人技術(shù)領(lǐng)域，包括機器人本體裝置、細鋼索、卷揚機連接裝置以及小車裝置，所述細鋼索一端固定在補漆機器人本體裝置上的吊環(huán)，另一端固定在卷揚機連接裝置上，卷揚機連接裝置固定在小車裝置上；通過小車裝置的水平移動帶動整個機器人本體裝置在鋼結(jié)構(gòu)上的水平移動，通過啟動卷揚機連接裝置帶動細鋼索的上下移動，通過細鋼索的上下移動帶動在鋼結(jié)構(gòu)上同一水平位置的垂直移動。該鋼結(jié)構(gòu)補漆機器人裝置，在水平方向的移動通過小車在水平方向的移動來實現(xiàn)，通過該裝置可以保證機器人在水平方向可以到任何位置。

技術(shù)研發(fā)人員：饒思賢,周士龍
受保護的技術(shù)使用者：安徽工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9