墙纸铺贴机器人的制作方法
本实用新型涉及墙面施工设备技术领域,尤其涉及一种墙纸铺贴机器人。
背景技术:
目前市面上,墙纸多采用全人工或自动上胶机配合人工进行铺贴。墙纸上胶机能够使墙纸涂抹均匀,裁剪笔直,避免因胶水涂抹不均造成翘边,并一定程度加快工人铺贴效率,但关键部分仍需人工操作,自动化程度地,工作效率低下。
中国专利号为cn201620481810实用新型专利中公开了一种墙纸铺贴机器人,该实用新型专利通过在支撑杆本体上设置滚胶装置和铺墙纸装置实现滚胶和铺墙纸,但存在在墙面上控制不便、移动不便等问题,且不适用于生产线作业。
中国专利号为cn108312769a的发明专利中公开一种便捷贴墙纸机,但是该方案手动操作简单,简化流程,但更贴合家用要求,不适用于生产线。
技术实现要素:
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型提出一种墙纸铺贴机器人,以解决生产线作业中的墙纸铺贴机器人自动化程度不高,工作效率低,适应性不佳的问题。
根据本实用新型实施例的一种墙纸铺贴机器人,包括:引导车;安装框架,所述安装框架设于所述引导车上;用于铺贴墙纸的铺贴机构,所述铺贴机构可上下往复移动地设于所述安装框架上;姿态调整机构,所述姿态调整机构设于所述引导车和所述安装框架之间,所述姿态调整机构可驱动所述安装框架沿水平方向移动,且可调整所述安装框架的倾角;激光发射装置,所述激光发射装置用于发出竖直方向的第一激光线;检测装置,所述检测装置用于检测所述第一激光线与上一道墙纸边缘的直线之间的夹角信息和距离信息;控制装置,所述控制装置与所述检测装置和所述姿态调整机构电连接,以根据所述夹角信息和距离信息控制所述姿态调整机构动作。
根据本实用新型实施例的墙纸铺贴机器人,通过各机构的相互协作,能够配合检测装置和控制装置实现对末端铺贴机构的位姿调整,适应性强,有利于生产线自动化铺贴作业,进行无缝衔不间断的铺贴作业,大大节省工作劳动量,提高工作效率。
在一些实施例中,所述引导车包括底盘和设于所述底盘的行走轮,所述底盘上设有激光雷达和激光测距仪,所述激光雷达用于获取作业环境信息且反馈至所述控制装置,所述激光测距仪用于获取所述引导车与障碍物之间的距离信息且反馈至所述控制装置,所述控制装置根据所述作业环境信息和所述距离信息控制所述引导车运动。
在一些实施例中,所述姿态调整机构包括:底板,所述底板设于所述引导车上;调平底板,所述调平底板可枢转地设于所述底板上以用于调整所述调平底板相对于所述底板的倾角;水平底板,所述水平底板可水平移动地设于所述调平底板上。
优选的,所述姿态调整机构还包括:倾角调节装置,所述倾角调节装置设于所述底板和所述调平底板之间以驱动所述调平底板相对于所述底板枢转,所述倾角调节装置包括:固定铰链机构,所述固定铰链机构可枢转地设于所述底板的左端部,所述调平底板设于所述固定铰链机构上;驱动装置,所述驱动装置用于驱动所述调平底板相对于所述固定铰链机构可枢转。
优选的,所述驱动装置包括:滑块铰链机构,所述滑块铰链机构可枢转地设于所述调平底板上;滑块,所述滑块穿过所述滑块铰链机构设置且沿左右方向可移动地设于所述底板上,其中所述滑块的朝向所述滑块铰链机构的表面为倾斜的斜面,所述滑块铰链机构在所述滑块移动的过程中可枢转;第一丝杆机构,所述第一丝杆机构包括第一丝杠和配合在所述第一丝杠上的第一螺母,其中所述第一丝杠沿左右方向延伸且可转动,所述第一螺母与所述滑块相连。
优选的,所述滑块铰链机构和所述滑块分别包括两个且一一对应设置,所述第一丝杠机构通过连接部与两个所述滑块相连。
在一些实施例中,所述姿态调整机构还包括:水平调节装置,所述水平调节装置设于所述水平底板和所述调平底板之间以驱动所述水平底板相对于所述调平底板在水平方向上移动,其中所述水平调节装置包括:第二丝杆机构,所述第二丝杆机构包括第二丝杠和配合在所述第二丝杠上的第二螺母,其中所述第二丝杠沿左右方向延伸且可转动,所述水平底板与所述第二螺母相连;导向轨,所述导向轨沿左右方向延伸且设于所述调平底板上;导向块,所述导向块可滑动地配合在所述导向轨上,且所述水平底板连接至所述导向块。
在一些实施例中,所述墙纸铺贴机器人还包括:升降机构,所述升降机构可上下升降地设于所述安装框架上,所述铺贴机构可上下移动地设于所述升降机构上,所述升降机构包括:多个依次套设的移动框架,彼此套设的两个所述移动框架之间可上下移动,最外侧的所述移动框架与所述安装框架相连,所述铺贴机构可上下移动地设于最内侧的所述移动框架上。
在一些实施例中,所述检测装置包括:第一视觉传感器和第二视觉传感器,所述第一视觉传感器和所述第二视觉传感器彼此间隔开且设于所述升降机构上,以在所述升降机构的带动下上下移动。
在一些实施例中,所述铺贴机构包括:安装支架,所述安装支架可上下往复移动地设于所述安装框架上;墙纸卷轴,所述墙纸卷轴可转动地设于所述安装支架上;裁切装置,所述裁切装置设于所述墙纸卷轴下游以对所述墙纸进行裁切;传送装置,所述传送装置设于所述裁切装置和所述墙纸卷轴之间以朝向所述裁切装置送纸;涂胶装置,所述涂胶装置设于所述裁切装置下游以对所述墙纸涂胶;铺贴辊子,所述铺贴辊子可前后移动且可转动地设于所述安装支架上,所述铺贴辊子位于所述涂胶装置下游,所述铺贴辊子朝向预铺设基面铺贴墙纸。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本实用新型实施例中墙纸铺贴机器人的立体结构示意图;
图2为本实用新型实施例中墙纸铺贴机器人在升降工作状态下的立体结构示意图;
图3为本实用新型实施例中引导车的结构示意图;
图4为本实用新型实施例中姿态调整机构的结构示意图;
图5为本实用新型实施例中水平调节装置的结构示意图;
图6为本实用新型实施例中倾角调节装置的结构示意图;
图7为本实用新型实施例中铺贴机构的结构示意图。
附图标记:
墙纸铺贴机器人100、
引导车10、
底盘11、行走轮12、激光雷达13、激光测距仪14、伺服电机15、后轮悬挂模组16、前轮安装架17、底盘电控箱18、
安装框架20、
铺贴机构30、
安装支架31、固定支架311、弹簧312、墙纸卷轴32、裁切装置33、传送装置34、涂胶装置35、铺贴辊子36、
姿态调整机构40、
底板41、调平底板42、水平底板43、
倾角调节装置44、
固定铰链机构441、固定块4411、
驱动装置442、滑块铰链机构4421、固定滑块44211、活动滑块44212、滑块4422、第一丝杆机构4423、第一丝杠44231、第一螺母44232、驱动电机4424、
水平调节装置45、
第二丝杆机构451、第二丝杠4511、第二螺母4512、支撑座4513、螺母支架4514、联轴器4515、
导向轨452、导向块453、限位座454、光电限位开关455、
激光发射装置50、
检测装置60、
第一视觉传感器61、第二视觉传感器62、第一光源63、第二光源64、
电控箱70、升降机构80、移动框架81、第一模组811、第二模组812、
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征,用于区别描述特征,无顺序之分,无轻重之分。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图,描述本实用新型的墙纸铺贴机器人100。
如图1所示,根据本实用新型实施例的一种墙纸铺贴机器人100,包括引导车10、安装框架20、铺贴机构30、姿态调整机构40、激光发射装置50、检测装置60、控制装置。
安装框架20设于引导车10上,引导车10用于牵引安装框架22在墙纸铺贴过程中的行走。铺贴机构30用于铺贴墙纸,铺贴机构30可上下往复移动地设于安装框架20上,从而自下向上或者完成墙纸的铺贴工作。姿态调整机构40设于引导车10和安装框架20之间,姿态调整机构40可驱动安装框架20沿水平方向移动,且可调整安装框架20的倾角。也就是说,通过该方式能够实现对安装框架20上的铺贴机构30的位姿调整,例如当铺贴机构30距离墙面较远时,可以驱动安装框架20水平移动以靠近墙面;当铺贴机构30相对墙面倾斜时,可以调整安装框架20的倾角以保证铺贴机构30的平行度,从而使铺贴机构30保持与墙面平行,确保墙纸铺贴质量。
激光发射装置50用于发出竖直方向的第一激光线,如激光发射装置50可以设在安装框架20上,从而可以标识出安装框架20和铺贴机构30的位置。检测装置60用于检测第一激光线与上一道墙纸边缘的直线之间的夹角信息和距离信息。控制装置与检测装置60和姿态调整机构40电连接,以根据夹角信息和距离信息控制姿态调整机构40动作。
根据本实用新型实施例的墙纸铺贴机器人100,通过各机构的相互协作,能够配合检测装置60和控制装置实现对末端铺贴机构30的位姿调整,适应性强,有利于生产线自动化铺贴作业,进行无缝衔不间断的铺贴作业,大大节省工作劳动量,提高工作效率。
在一些实施例中,如图3所示,引导车10包括底盘11和设于底盘11的行走轮12,底盘11上设有激光雷达13和激光测距仪14。激光雷达13用于获取作业环境信息且反馈至控制装置,从而通过实时扫描现场作业环境,建立动态地图,再通过控制装置规划出引导车10的运动轨迹。激光测距仪14用于获取引导车10与障碍物之间的距离信息且反馈至控制装置。控制装置根据作业环境信息和距离信息控制引导车10运动,例如通过控制行走轮12的转动方向和速度,实现引导车10的沿规划路径全向移动的功能。
在一些实施例中,行走轮12为麦克纳姆轮,采用该形式的行走轮12能够实现车轮转动方向和速度的控制,具有更为灵活的全方位移动行走的功能。
在一些实施例中,如图3所示,引导车10还包括设在底盘11上的伺服电机15,伺服电机15的电机轴与行走轮12传动相连。底盘11上设有底盘电控箱18,底盘电控箱18与伺服电机15电连接,底盘电控箱18将命令传输给伺服电机15,从而通过控制伺服电机15控制行走轮12行走。
在一些实施例中,如图3所示,引导车10还包括后轮悬挂模组16和前轮安装架17,后轮悬挂模组16和前轮安装架17均设在底盘11上。其中,后轮悬挂模组16用于安装后侧的两个行走轮12,前轮安装架17用于安装前侧的两个行走轮12。值得说明的是,后轮悬挂模组16与汽车悬挂系统的结构相似,因此在这里就不再作详细说明。
在一些实施例中,如图4所示,姿态调整机构40包括:底板41、调平底板42、水平底板43。底板41设于引导车10上,用于支撑起整个姿态调整机构40。调平底板42可枢转地设于底板41上以用于调整调平底板42相对于底板41的倾角,例如调平底板42沿前后方向进行转动,从而可以调整调平底板42的俯仰角度。水平底板43可水平移动地设于调平底板42上,例如安装框架20固定在水平底板43上,水平底板43可沿左右方向移动,这样就能调整安装框架20的左右位姿,进而调整铺贴机构30的左右位置,适应待铺贴的墙面。
优选的,如图4和图6所示,姿态调整机构40还包括:倾角调节装置44,倾角调节装置44设于底板41和调平底板42之间以驱动调平底板42相对于底板41枢转。倾角调节装置44包括:固定铰链机构441和驱动装置442。固定铰链机构441可枢转地设于底板41的左端部,调平底板42设于固定铰链机构441上,因此调平底板42通过固定铰链机构441能相对底板41的左端部的进行转动,以实现倾角调整。驱动装置442提供驱动力,用于驱动调平底板42相对于固定铰链机构441可枢转。
优选的,如图6所示,固定铰链机构441为两个铰接相连的固定块4411,一个固定块4411连接在底板41上,另一个固定块4411连接在调平底板42上。采用该方式,通过两个固定块4411实现调平底板42相对底板41可枢转,结构简单,工作可靠。
优选的,如图6所示,驱动装置442包括:滑块铰链机构4421、滑块4422、第一丝杆机构4423。滑块铰链机构4421可枢转地设于调平底板42上,滑块4422穿过滑块铰链机构4421设置且沿左右方向可移动地设于底板41上,其中滑块4422的朝向滑块铰链机构4421的表面为倾斜的斜面,滑块铰链机构4421在滑块移动的过程中可枢转。采用该方式,由于滑块4422的表面为斜面,而滑块铰链机构4421连接在调平底板42上,因此随着滑块4422的移动,滑块4422的斜面会推着滑块铰链机构4421向上移动,从而使调平底板42和滑块铰链机构4421绕固定铰链机构441转动,以此完成倾斜调节。而且滑块铰链机构4421和滑块4422滑动配合,运动顺畅,摩擦阻力小。第一丝杆机构4423包括第一丝杠44231和配合在第一丝杠44231上的第一螺母44232,其中第一丝杠44231沿左右方向延伸且可转动,第一螺母44232与滑块4422相连,这样当第一丝杠44231转动后,以驱动第一螺母44232和滑块4422沿左右方向移动。此外,由于调平底板42为水平位置,当滑块4422向左运动时,可以使调平底板42沿固定铰链机构441顺时针转动,同理,当滑块4422向右运动时,调平底板42将沿固定铰链机构441作逆时针转动。
优选的,如图6所示,调平底板42上设有驱动电机4424,驱动电机4424的电机轴与第一丝杠44231相连,从而通过驱动电机4424带动第一丝杠44231转动,实现对倾角调节装置44的驱动,采用该方式省时省力,有利于实现自动化作业。
在一些实施例中,调平底板42上设有第一旋转件(图未示出),第一旋转件与第一丝杠44231相连。例如,第一旋转件为延伸出调平底板42的转轮,从而通过人工转动转轮驱动第一丝杠4423转动;或者,第一旋转件为具有内六角或外六角的圆柱,通过配合相应的工具,同样能够实现人工驱动第一丝杠4423转动。采用该方式结构简单,操作使用方便,节能且环保。
优选的,如图6所示,滑块铰链机构4421和滑块4422分别包括两个且一一对应设置,第一丝杆机构4423通过连接部与两个滑块4422相连。也就是说,通过一个第一丝杆机构4423可以推动两个滑块铰链机构4421运动,从而使滑块4422向上移动,这种方式能够降低整体结构的复杂度,缩减制造成本,维修和更换也更方便。
在一些实施例中,如图6所示,滑块铰链机构4421包括固定滑块44211和可枢转连接在固定滑块44211上的活动滑块44212。其中,固定滑块44211配合在滑块4422上,活动滑块44212固定在调平底板42上,只能绕其铰链轴旋转,这样通过固定滑块44211和活动滑块44212的转动连接以适应调平底板42相对底板41转动时的位置变化,避免运动干涉出现,以保证倾角调节的可靠性。
在一些实施例中,如图4和图5所示,姿态调整机构40还包括:水平调节装置45,水平调节装置45设于水平底板43和调平底板42之间以驱动水平底板43相对于调平底板42在水平方向上移动。其中水平调节装置45包括:第二丝杆机构451、导向轨452、导向块453。第二丝杆机构451包括第二丝杠4511和配合在第二丝杠4511上的第二螺母4512,其中第二丝杠4511沿左右方向延伸且可转动,水平底板43与第二螺母4512相连,通过第二丝杠4511驱动第二螺母4512移动,从而带动水平底板43左右移动,使得其上的安装框架20左右移动,最终实现铺贴机构30的左右位姿调整。导向轨452沿左右方向延伸且设于调平底板42上,导向块453可滑动地配合在导向轨452上,且水平底板43连接至导向块453,通过导向轨452和导向块453配合,提供水平底板43沿左右方向移动的导向,从而保证水平底板43稳定且可靠的移动。
在一些实施例中,如图5所示,水平调节装置45还包括:设在导向轨452两端的限位座454、固定在调平底板42上的光电限位开关455。这样限位座454可以避免导向块453脱离导向轨452,提高水平移动的安全性,而光电限位开关455可以使导向块453在到达指定位置后,及时停止,以起到控制作用。
在一些实施例中,如图5所示,第二丝杆机构451还包括:支撑座4513和螺母支架4514,其中,第二丝杠4511转动连接在支撑座4513上,螺母支架4514连接在第二螺母4512上,第二螺母4512通过螺母支架4514与水平底板43相连。
在一些实施例中,第二丝杆机构451还包括驱动件(图未示出),驱动件为电机,电机的电机轴通过联轴器4515与第二丝杠4511相连,电机驱动第二丝杠4511转动,带动螺母支架4514水平移动,螺母支架4514连接水平底板43,因此水平底板43可在水平方向左右往复运动,实现水平调节功能。
在一些实施例中,第二丝杆机构45可以连接有第二旋转件(图未示出),第二旋转件与第二丝杠4511相连,例如,第二旋转件为延伸出水平底板43的转轮,从而通过人工转动转轮驱动第二丝杠4511转动;或者,第二旋转件为具有内六角或外六角的圆柱,通过配合相应的工具,同样能够实现人工驱动第二丝杠4511转动。采用该方式结构简单,操作使用方便,节能且环保。
在一些实施例中,如图1和图2所示,墙纸铺贴机器人100还包括:升降机构80,升降机构80可上下升降地设于安装框架20上,铺贴机构30可上下移动地设于升降机构80上。升降机构80包括:多个依次套设的移动框架81,彼此套设的两个移动框架81之间可上下移动,最外侧的移动框架81与安装框架20相连,铺贴机构30可上下移动地设于最内侧的移动框架81上。采用该方式,通过设置多个移动框架81大大延长了升降机构80的上下升降行程,提高升降能力,也就使得铺贴机构30能够铺贴的墙纸长度大大增加,从而提高墙纸铺贴能力。
在一些实施例中,如图2所示,升降机构80包括两个移动框架81,两个移动框架81分别为竖直放置的第一模组811和第二模组812。其中,安装框架20上设有第一滑轨(图未示出),第一模组811沿第一滑轨相对安装框架20运动,以实现升降机构80的第一级升降。第一模组811上设有第二滑轨(图未示出),第二模组812沿第二滑轨相对第一模组811运动,以此实现升降机构80的第二级升降。铺贴机构30设在第二模组812上,并能相对第二模组812运动,这样可以实现升降机构80的第三级升降,从而实现墙纸铺贴机器人100的墙纸铺贴过程。
在一些实施例中,第一模组811和第二模组812为直线模组,如直线滑台、滚珠丝杠直线传动机构,当然第一模组811和第二模组812的形式不限于此,在这里就不再作详细说明。
在一些实施例中,如图1和图2所示,检测装置60包括:第一视觉传感器61和第二视觉传感器62,第一视觉传感器61和第二视觉传感器62彼此间隔开且设于升降机构80上,以在升降机构80的带动下上下移动。第一视觉传感器61和第二视觉传感器62能够采集激光发射装置50发射的竖直激光线和上一道墙纸边缘直线图像,并将图像信息传递至控制装置中的视觉传感模块中,从而计算出两条直线之间的夹角和距离。
在一些实施例中,第一视觉传感器61和第二视觉传感器62均为工业相机,从而能够采集到稳定清晰的图像信息。
在一些实施例中,如图1和图2所示,检测装置60还包括第一光源63和第二光源64,第一光源63设在升降机构80上且靠近第一视觉传感器61设置,第二光源64设在升降机构80上且靠近第二视觉传感器62设置。第一光源63和第二光源64提供补充光源,有利于第一视觉传感器61和第二视觉传感器62在光线不足的情况下同样能够得到清晰的图像。
在一些实施例中,如图7所示,铺贴机构30包括:安装支架31、墙纸卷轴32、裁切装置33、传送装置34、涂胶装置35、铺贴辊子36。安装支架31可上下往复移动地设于安装框架20上;墙纸卷轴32可转动地设于安装支架31上;裁切装置33设于墙纸卷轴32下游以对墙纸进行裁切;传送装置34设于裁切装置33和墙纸卷轴32之间以朝向裁切装置33送纸;涂胶装置35设于裁切装置33下游以对墙纸涂胶;铺贴辊子36可前后移动且可转动地设于安装支架31上,铺贴辊子36位于涂胶装置35下游,铺贴辊子36朝向预铺设基面铺贴墙纸。也就是说,成卷墙纸安装在墙纸卷轴32上,墙纸的自由端通过传送装置34到达铺贴辊子36处,期间,涂胶装置35将胶水涂抹在墙纸上,随着铺贴辊子36转动从而将墙纸铺贴在墙面上,当铺贴结束时,裁切装置33将墙纸切断,从而实现整个墙纸的铺贴过程。
在一些实施例中,如图7所示,安装支架31包括固定支架311、转动支架(图未示出)、弹簧312。转动支架的中央通过转动轴连接在固定支架311;墙纸卷轴32、裁切装置33、传送装置34、涂胶装置35、铺贴辊子36均安装在转动支架;弹簧312的止抵在固定支架311上且另一端止抵在转动支架上。通过该方式,转动支架相对固定支架311可转动,因此整个安装支架31具有被动旋转调节作用,可对机器人与墙面之间的夹角进行被动补偿。当铺贴作业时,可使铺贴辊子36与墙面无缝接触,墙纸经墙纸卷轴32、传送装置34和裁切装置33后,到达涂胶装置35完成涂胶,最后达到铺贴辊子36。
在一些实施例中,安装框架20上设有电控箱70,控制装置设在电控箱内。
下面结合附图,描述本实用新型墙纸铺贴机器人100的一个具体实施例。
如图1至图7所示,一种墙纸铺贴机器人100,包括引导车10、安装框架20、铺贴机构30、姿态调整机构40、激光发射装置50、检测装置60、控制装置、升降机构80。
引导车10包括底盘11、行走轮12、激光雷达13、激光测距仪14、伺服电机15、后轮悬挂模组16、前轮安装架17、底盘电控箱18,其中,后轮悬挂模组16设在底盘11上且用于安装后侧的两个行走轮12,前轮安装架17设在底盘11上且用于安装前侧的两个行走轮12,伺服电机15为多个且与行走轮12一一相连以驱动行走轮12转动。行走轮12为麦克纳姆轮,能够实现车轮转动方向和速度的控制以实现全方位移动行走。激光雷达13和激光测距仪14均设在底盘11上,用于获取作业环境信息且反馈至控制装置后建立动态地图。
安装框架20设于引导车10上,铺贴机构30可上下往复移动地设于安装框架20上,安装框架20和铺贴机构30之间设有升降机构80,升降机构80包括两个移动框架81,两个移动框架81分别为竖直放置的第一模组811和第二模组812,其中,安装框架20上设有第一滑轨(图未示出),第一模组811沿第一滑轨相对安装框架20运动,以实现升降机构80的第一级升降。第一模组811上设有第二滑轨(图未示出),第二模组812沿第二滑轨相对第一模组811运动,以此实现升降机构80的第二级升降。铺贴机构30设在第二模组812上,并能相对第二模组812运动,这样可以实现升降机构80的第三级升降,从而实现墙纸铺贴机器人100的墙纸铺贴过程。
姿态调整机构40设于引导车10和安装框架20之间,姿态调整机构40可驱动安装框架20沿水平方向移动且可调整安装框架20的倾角。姿态调整机构40包括:底板41、调平底板42、水平底板43、倾角调节装置44、水平调节装置45。底板41设于引导车10上,调平底板42可枢转地设于底板41上,水平底板43可水平移动地设于调平底板42上。
倾角调节装置44包括:固定铰链机构441和驱动装置442。固定铰链机构441可枢转地设于底板41的左端部,调平底板42设于固定铰链机构441上,驱动装置442提供驱动力,用于驱动调平底板42相对于固定铰链机构441可枢转。驱动装置442包括:滑块铰链机构4421、滑块4422、第一丝杆机构4423。滑块铰链机构4421可枢转地设于调平底板42上,滑块4422穿过滑块铰链机构4421设置且沿左右方向可移动地设于底板41上,其中滑块4422的朝向滑块铰链机构4421的表面为倾斜的斜面,滑块铰链机构4421在滑块移动的过程中可枢转。第一丝杆机构4423包括第一丝杠44231和配合在第一丝杠44231上的第一螺母44232,其中第一丝杠44231沿左右方向延伸且可转动,第一螺母44232与滑块4422相连,调平底板42上设有驱动电机4424,驱动电机4424的电机轴与第一丝杠44231相连,从而通过驱动电机4424带动第一丝杠44231转动。滑块铰链机构4421和滑块4422分别包括两个且一一对应设置,第一丝杆机构4423通过连接部与两个滑块4422相连。
水平调节装置45包括:第二丝杆机构451、导向轨452、导向块453、限位座454、光电限位开关455。第二丝杆机构451包括:第二丝杠4511、配合在第二丝杠4511上的第二螺母4512、支撑座4513、螺母支架4514,其中第二丝杠4511沿左右方向延伸且可转动,水平底板43通过螺母支架4514与第二螺母4512相连,支撑座4513设在第二丝杠4511的两端以起到支撑作用。导向轨452沿左右方向延伸且设于调平底板42上,导向块453可滑动地配合在导向轨452上,且水平底板43连接至导向块453。限位座454设在导向轨452的两端,光电限位开关455则固定在调平底板42上。
激光发射装置50为激光发射器用于发出竖直方向的第一激光线。检测装置60用于检测第一激光线与上一道墙纸边缘的直线之间的夹角信息和距离信息,检测装置60包括第一视觉传感器61、第二视觉传感器62、第一光源63、第二光源64。第一视觉传感器61和第二视觉传感器62均为工业相机,第一光源63和第二光源64用于补充光源。
铺贴机构30包括:安装支架31、墙纸卷轴32、裁切装置33、传送装置34、涂胶装置35、铺贴辊子36。安装支架31可上下往复移动地设于安装框架20上;墙纸卷轴32可转动地设于安装支架31上;裁切装置33设于墙纸卷轴32下游以对墙纸进行裁切;传送装置34设于裁切装置33和墙纸卷轴32之间以朝向裁切装置33送纸;涂胶装置35设于裁切装置33下游以对墙纸涂胶;铺贴辊子36可前后移动且可转动地设于安装支架31上,铺贴辊子36位于涂胶装置35下游,铺贴辊子36朝向预铺设基面铺贴墙纸。
控制装置与检测装置60和姿态调整机构40电连接,以根据夹角信息和距离信息控制姿态调整机构40动作。
综上所述,前墙纸上胶及铺贴机构存在的主要问题在于:机器自动化程度不高,仍需大量人工操作;机器受限于墙纸宽度、墙面高度;机器无法自动对墙纸接缝进行处理;上胶系统不完善,无法保证墙纸均匀受胶;墙纸铺贴过程中棍子压力无法反馈控制。本实用新型目的在于针对现有技术的至少一个不足,现提供一种结构简单,使用方便,能够实现自动上胶与墙纸铺贴一体化,并满足后续接缝处理的墙纸铺贴机器人及墙纸铺贴方法。
根据前文的墙纸铺贴机器人的控制方法,包括如下步骤:
步骤s1:获取参考线,参考线与水平面垂直。其中,具体过程为:
步骤s11:机器人进场,引导车10上的激光雷达13扫描根据施工场地,建立导航地图,并与市场场地的bim模型进行对比修正;底盘电控箱18内的控制装置根据导航地图完成引导车10的路径规划。
步骤s12:人工往涂胶装置35内的胶槽注胶,并将墙纸卷轴32上的墙纸依次穿过传送装置34、裁切装置33、涂胶装置35和铺贴辊子36。
步骤s13:引导车10根据规划路径,自动导航至墙面打线处(首道墙纸位置)。
步骤s2:引导车10根据参考线移动至预定位置;
步骤s3:控制激光发射装置50发出第一激光线,检测装置60检测第一激光线与参考线之间的夹角信息和距离信息后传递至控制装置;具体过程为:
步骤s31:激光发射装置50发射激光线,第一视觉传感器61和第二视觉传感器62采集激光线与参考线的图像,并将相关信息传送给控制装置中的视觉传感模块,计算出两条直线之间的夹角θ1和距离l1。
步骤s4:控制装置根据夹角信息和距离信息控制姿态调整机构40动作以使第一激光线与参考线重合;具体过程为:
步骤s41:电控箱70中的控制装置接收到两条直线的位置信息,下达命令控制姿态微调机构40中的驱动装置442转动,完成水平调节和倾斜调节,使两条直线重合。
步骤s5:控制装置控制铺贴机构30铺贴墙纸以完成一道墙纸的铺贴;具体过程为:
步骤s51:电控箱70中的控制装置控制传送装置34、裁切装置33、涂胶装置35内的辊子转动,完成涂胶,并将墙纸传送至铺贴辊子36上。
步骤s52:引导车10向前移动小段距离,使铺贴辊子36连带其上已涂胶的墙纸紧贴墙面。
步骤s53:引导车10向前移动小段距离,使铺贴装置86内的铺贴辊子连带其上已涂胶的墙纸紧贴墙面。
步骤s54:铺贴机构30上升至天花板后,根据每道墙纸长度设定值,裁切装置33自动裁断墙纸。
步骤s55:铺贴完成后,引导车10自动移动至下一道墙纸铺贴位置。
步骤s56:激光发射装置50发射激光线,第一视觉传感器61和第二视觉传感器62采集激光线与参考线的图像,并将相关信息传送给控制装置中的视觉传感模块,计算出两条直线之间的夹角θ2和距离l2。
步骤s57:电控箱70中的控制装置接收到两条直线的位置信息,下达命令控制姿态微调机构40中的驱动装置转动,完成水平调节和倾斜调节,使两条直线重合。
重复上述步骤以完成铺贴。重复机器人铺贴第一道墙纸的动作,依次完成后续墙纸的铺贴作业。人工完成重叠搭接处、踢脚线处和顶部天花处的墙纸裁切。
在一些实施例中,参考线包括:当墙纸铺贴机器人100铺贴第一道墙纸时,参考线通过激光发射装置50发出。当墙纸铺贴机器人100铺贴第n道墙纸时,参考线为第n-1道墙纸的边缘线,其中n为大于或等于2的正整数。
根据本实用新型实施例的墙纸铺贴机器人100的其他构成例如裁切装置33、传送装置34、涂胶装置35等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
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