CN110778067B - 一种运动装置、建筑机器人及建筑施工*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种运动装置、建筑机器人及建筑施工***，涉及建筑机械领域。运动装置包括运动车架、上导向轨道和下导向轨道。运动车架用于安装执行机构并带动所述执行机构移动；所述运动车架的顶部能够沿所述上导向轨道滑动；所述运动车架的底部能沿所述下导向轨道滑动。本发明提供的运动装置能够在搭载执行机构后在爬架狭小的工作环境中对墙面进行稳定的自动化施工，解决现有技术采用人工在爬架上对墙面进行施工的而带来的施工困难及安全隐患的问题。本发明提供一种建筑机器人，包括上述的运动装置。本发明提供一种建筑施工***，包括上述的建筑机器人。

Description

一种运动装置、建筑机器人及建筑施工***

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种运动装置、建筑机器人及建筑施工***。

背景技术

在建筑施工中，许多工序需要工人依附爬架工作，如外墙打磨、外墙喷涂、外墙刮腻子等工作。现有的爬架为框架式结构，空间相对狭小，其最外侧距墙面只有1000mm，无法提供足够大的支撑面积以支撑一般的移动车架稳定地移动；且爬架的工作环境复杂，其最外侧距墙面1000mm，甚至有连续转弯，连续转弯处宽度600mm×600mm×600mm。工人在爬架中施工十分困难，且工作时具有很大安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提出一种运动装置、建筑机器人及建筑施工***，运动装置能够在爬架中稳定运动，建筑机器人能够在爬架中行走并对墙面进行自动化施工作业，建筑施工***能够对墙面进行自动化施工作业。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种运动装置，包括：

运动车架，用于安装执行机构并带动所述执行机构移动；

上导向轨道，所述运动车架的顶部能够沿所述上导向轨道滑动；

下导向轨道，所述运动车架的底部能沿所述下导向轨道滑动。

优选地，所述运动车架包括：

车架；

驱动组件，安装在所述车架上，用于驱动所述车架运动。

优选地，所述驱动组件包括：

滚动轮组，安装在所述车架的底部，所述滚动轮组与所述下导向轨道滚动接触；

驱动件，安装在所述车架上，用于驱动所述滚动轮组沿所述下导向轨道的延伸方向滚动。

优选地，所述滚动轮组包括：

主动轮，与所述驱动件传动连接；

从动轮，所述主动轮带动所述从动轮滚动。

优选地，所述主动轮和所述从动轮分别设置在所述车架的底部沿运动方向的两端。

优选地，所述运动车架还包括：

下转向结构，所述下转向结构连接所述车架与所述驱动组件，以使所述车架能相对所述驱动组件在水平面内转动。

优选地，所述下转向结构包括：

第二转轴，其一端固定在所述车架和所述驱动组件中的一者上；

第二轴承座，安装在所述车架和所述驱动组件中的另一者上；

第三轴承，安装在所述第二轴承座上，所述第二转轴的另一端伸入所述第三轴承内并与所述第三轴承转动连接。

优选地，所述运动车架包括：

架体，用于安装所述执行机构；

下底盘，安装在所述架体的底部，所述下底盘能沿所述下导向轨道滑动；

上底盘，安装在所述架体的顶部，所述上底盘能沿所述上导向轨道滑动。

优选地，所述运动车架还包括：

辅助转向结构，所述辅助转向结构连接所述架体与所述上底盘，以使所述架体能相对所述底盘在水平面内转动。

优选地，所述运动装置还包括：

上导轮结构，安装在所述运动车架的顶部并能够沿所述上导向轨道滚动；

下导轮结构，安装在所述运动车架的底部并能够沿所述下导向轨道滚动。

优选地，所述上导向轨道为工字型轨道，所述上导轮结构包括：

第一导轮，安装在所述运动车架的顶部并能够沿所上导向轨道的一侧滚动；

第二导轮，安装在所述运动车架的顶部并能够沿所述上导向轨道的另一侧滚动。

优选地，所述运动车架顶部沿运动方向的两端均设置有所述上导轮结构。

优选地，所述下导向轨道为工字型轨道，所述下导轮结构包括：

第三导轮，安装在所述运动车架的底部并能够沿所述下导向轨道的一侧滚动；

第四导轮，安装在所述运动车架的底部并能够沿所述下导向轨道的另一侧滚动。

优选地，所述运动车架底部沿运动方向的两端均设置有所述下导轮结构。

优选地，所述运动装置还包括：

上转向结构，所述上转向结构连接所述运动车架与所述上导轮结构，以使所述运动车架能相对所述上导轮结构在水平面内转动。

优选地，所述上转向结构包括：

轴件，所述上导轮结构和所述运动车架中的一者安装在所述轴件上；

第一轴承，安装在所述上导轮结构所述运动车架中的另一者上，所述轴件的一端伸入所述第一轴承内并与所述第一轴承转动连接。

本发明提供一种建筑机器人，包括执行机构及上述的运动装置，所述执行机构安装在所述运动装置的运动车架上。

优选地，所述执行机构包括多种，多种执行机构选择性地安装在所述运动车架上。

本发明提供一种建筑施工***，包括爬架，还包括上述的建筑机器人，所述上导向轨道和所述下导向轨道均设置于所述爬架内。

本发明的有益效果为：

本发明提供的运动装置包括运动车架、上导向轨道和下导向轨道。运动车架用于安装执行机构并带动执行机构移动，运动车架的顶部能沿上导向轨道滑动，运动车架的底部能够沿下导向轨道滑动。通过在运动车架的顶部设置上导向滑轨以及在运动车架底部设置下导向滑轨，以使得运动车架的上部及下部均能够在运动的过程中获得约束导向效果，防止运动车架在运动的过程中发生倾覆，以使得运动车架能够朝预设的方向稳定地移动到预设的施工位置，以解决现有的框架式的爬架因支撑面积过小而导致无法平稳支撑移动车架移动的问题，本发明提供的运动装置能够在搭载执行机构后在狭小的工作环境中对墙面实施自动化施工，解决现有技术采用人工在爬架上对墙面进行施工的而带来的施工困难及安全隐患的问题。

附图说明

图1是本发明具体实施例提供的运动装置安装在爬架上的立体结构图；

图2是本发明具体实施例提供的运动装置的运动车架的立体结构图；

图3是本发明具体实施例提供的运动装置的运动车架的左视图；

图4是本发明具体实施例提供的运动装置的运动车架的俯视图；

图5是图2中E处的放大图；

图6是图1中A处的放大图；

图7是图1中C处的放大图；

图8是图1中B处的放大图；

图9是图1中D处的放大图；

图10是本发明具体实施例提供的上导轮结构、上转向结构、辅助转向结构以及上底盘的分解图；

图11是下转向结构的分解图；

图12是图2中F处的放大图；

图13是本发明具体实施例提供的辅助转向结构的分解图。

图中：

1、爬架；

2、运动车架；21、车架；211、架体；212、下底盘；213、上底盘；22、驱动组件；221、驱动件；222、滚动轮组；2221、主动轮；2222、从动轮；23、上导轮结构；231、第一导轮；232、第二导轮；24、下导轮结构；241、第三导轮；242、第四导轮；25、上转向结构；251、第一轴承；252、轴件；26、辅助转向结构；261、第一转轴；262、第一轴承座；263、第二轴承；264、限位件；27、下转向结构；271、第二轴承座；272、第二转轴；273、第三轴承；

31、上导向轨道；32、下导向轨道；33、第一导向槽；34、第二导向槽；35、第三导向槽；36、第四导向槽。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参考图1，本发明提供一种运动装置，包括运动车架2、上导向轨道31和下导向轨道32。运动车架2用于安装执行机构并带动执行机构移动，上导向轨道31安装在爬架1的顶部，下导向轨道32安装在爬架1的底部，上导向轨道31和下导向轨道32均沿爬架1的延伸方向设置。运动车架2的顶部能够沿上导向轨道31滑动，运动车架2的底部能够沿下导向轨道32滑动，以使得运动车架2的顶部及底部均能够在沿爬架1运动的过程中获得约束导向效果，同时，由于运动车架2的上部及下部均能够通过上导向滑轨31及下导向滑轨32与爬架1连接，防止运动车架2在运动的过程中发生倾覆，以使得运动车架2能够朝预设的方向稳定地移动到预设的施工位置。在实际应用中，运动车架2能够在搭载执行机构后在现有的爬架1狭小的工作的环境内对墙面进行施工。

优选地，请参考图1、图2、图3和图4，运动车架2包括车架21和驱动组件22。驱动组件22安装在车架21上，用于驱动车架21沿爬架1运动。

具体地，车架21包括架体211、下底盘212和上底盘213。下底盘212安装在架体211的底部；上底盘213安装在架体211的顶部。驱动组件22包括安装在下底盘212上的滚动轮组222以及驱动件221。驱动件221驱动滚动轮组222沿下导向滑轨32的延伸方向滚动。

进一步地，请参考图2，本实施例中，驱动件221可选地设置为电机，滚动轮组222包括主动轮2221和从动轮2222，主动轮2221和从动轮2222分别安装在下底盘212的两端，并且，主动轮2221和从动轮2222沿爬架1延伸的方向设置，以使得车架21的两端能够获得相同的支撑力，以进一步提高运动车架2的稳定性。

当然，在其他实施例中，驱动组件22也可以设置为用电机驱动链轮链条组件动作，从而带动车架21移动。

优选地，车架21的长度方向与爬架1的延伸方向同向，以使得车架21能够在狭小的爬架1内获得更大的体积，以更好地支撑执行机构。

优选地，请参考图1和图2，运动装置还包括上导轮结构23。上导轮结构23安装在上底盘213的顶面并能够沿上导向轨道31滚动。通过上导轮结构23沿上导向轨道31滚动，实现对运动车架2在运动过程中的导向效果。

优选地，上底盘213沿运动方向的两端均设置有上导轮结构23，以进一步提高运动车架2在运动过程中的稳定性。

优选地，请参考图1、图5、图6和图7，上导向轨道31为工字型轨道，即上导向轨道31相对设置的两侧分别设置有第一导向槽33和第二导向槽34，第一导向槽33和第二导向槽34均沿上导向轨道31的长度方向设置，上导轮结构23包括第一导轮231和第二导轮232。第一导轮231安装在上底盘213的顶面并能够沿第二导向槽34滚动；第二导轮232安装在上底盘213的顶面并能够沿第一导向槽33滚动。运动车架2沿爬架1运动时，第一导轮231在第二导向槽34内滚动，第二导轮232在第一导向槽33内滚动，同时，第一导轮231和第二导轮232将上导向轨道31夹持在中间，上导向轨道31能够防止运动车架2的上部在外力的作用下偏离上导向轨道31，以保证运动车架2的稳定性。

当然，在其他实施例中，上导向轨道31也可以设置为导杆，相对应地，运动车架2可以采用导向套套设在导杆上，只要能够使得运动车架2能够沿着导杆的方向移动即可。

当然，在其他实施例中，也可以采用滑块与上导向轨道31滑动配合的方式实现与上导向轨道31滑动连接的效果。

优选地，运动装置还包括下导轮结构24，下导向轨道32沿爬架1的延伸方向安装在爬架1的底部；下导轮结构24安装在下底盘212的底面并能够沿下导向轨道32滚动。

优选地，下底盘212沿运动方向的两端均设置有下导轮结构24，以进一步提高运动车架2在运动过程中的稳定性。

优选地，请参考图1、图8和图9，下导向轨道32为工字型轨道，即下导向轨道32相对设置的两侧分别设置有第三导向槽35和第四导向槽36，第三导向槽35和第四导向槽36均沿下导向轨道32的长度方向设置，下导轮结构24包括第三导轮241和第四导轮242。第三导轮241安装在下底盘212的底面并能够沿第四导向槽36滚动；第四导轮242安装在下底盘212的底面并能够沿第三导向槽35滚动。运动车架2沿爬架1运动时，第三导轮241在第四导向槽36内滚动，第四导轮242在第三导向槽35内滚动，同时，第三导轮241和第四导轮242将下导向轨道32夹持在中间，下导向轨道32能够防止运动车架2的下部在外力的作用下偏离下导向轨道32，以保证运动车架2的稳定性。

当然，在其他实施例中，下导向轨道32也可以设置为导杆，相对应地，运动车架2可以采用导向套套设在导杆上，只要能够使得运动车架2能够沿着导杆的方向移动即可。

当然，在其他实施例中，也可以采用滑块与下导向轨道32滑动配合的方式实现与下导向轨道32滑动连接的效果。

在上导向轨道31和下导向轨道32的作用下，运动车架2的上部以及底部均被限定在同一个平面内运动，以使得运动车架2在行走时不会发生倾覆。

优选地，请参考图1和图3，运动装置还包括上转向结构25，上转向结构25安装在运动车架2的顶部与上导轮结构23之间，运动车架2与上导轮结构23通过上转向结构25转动连接。当爬架1具有弯道时，运动车架2的上部能够相对上导轮结构23转动并能够沿上导向轨道31的导向方向运动，以适应对具有转角的墙面的施工。

具体地，请参考图1、图3、图5和图10，上转向结构25包括轴件252和第一轴承251。第一导轮231和第二导轮232安装在轴件252的上表面，轴件252伸入第一轴承251内并与第一轴承251转动连接，第一轴承251安装在运动车架2的上底盘213上。当运动车架2在运动的过程中遇到转角时，第一轴承251能够相对轴件252在运动车架2运动方向所处的平面内绕其轴心转动，同时第一轴承251能够带动轴件252朝运动车架2的运动方向移动，以解决运动车架2在爬架1的转角处移动时发生卡死的问题。

由于上导向轨道31和下导向轨道32相对平行地设安装在爬架1的上下两端，即上导向轨道31与下导向轨道32的相对位置固定不变，即轴件252和第一轴承251在与运动车架2运动方向相垂直的方向上的自由度被限制在预设的范围内，也就是说轴件252并不会与第一轴承251分离。

当然，在其他实施例中，上转向结构25也可以倒置安装，即第一导轮231和第二导轮232安装在倒置的第一轴承251上，轴件252倒置安装在上底盘213上，同样可以实现运动车架2相对上导轮结构23转动并能够沿上导向轨道31的导向方向运动的效果。

优选地，请参考图1、图2、图3和图11，运动装置还包括下转向结构27，下转向结构27安装在车架21与滚动轮组222之间，车架21与滚动轮组222通过下转向结构27转动连接。当爬架1具有弯道以适配具有转角的墙面时，运动车架2的下部能够相对下导轮结构24转动并能够沿下导向轨道32的导向方向运动，以适应对具有转角的墙面的施工。

具体地，下转向结构27包括第二转轴272、第二轴承座271和第三轴承273。第二转轴272的其一端固定在运动车架2的下底盘212上；第二轴承座271安装在滚动轮组222的轮组支座上；第三轴承273安装在第二轴承座271中，第二转轴272的另一端伸入第三轴承273内并与第三轴承273转动连接。通过第二转轴272与第三轴承273之间的转动连接来实现下底盘212与滚动轮组222之间的转动连接。

当然，在其他实施例中，下转向结构27也可以倒置安装，即第二轴承座271倒置安装在下底盘212上，第二转轴272倒置安装在滚动轮组222的轮组支座上，同样可以实现下底盘212与滚动轮组222之间的转动连接的效果。

由于上导向轨道31和下导向轨道32相对平行地设安装在爬架1的上下两端，即上导向轨道31与下导向轨道32的相对位置固定不变，即第二轴承座271和第二转轴272在与运动车架2运动方向相垂直的方向上的自由度被限制在预设的范围内，也就是说第二轴承座271并不会与第二转轴272分离。

通过设置上转向结构25和下转向结构27，使得运动车架2能够在爬架1的转弯处继续运动，以适应爬架1具有弯道的复杂的环境。

由于本实施例中，上导轮结构23设置为两组并分别安装在上底盘213的两端，下导轮结构24设置为两组并分别安装在下底盘212的两端，为使得运动车架2沿爬架1的转角移动时，两组上导轮结构23与两组下导轮结构24之间不会发生卡顿，优选地，请参考图2、图10、图12和图13，运动装置还包括辅助转向结构26，辅助转向结构26安装在架体211与上底盘213之间，架体211与上底盘213通过辅助转向结构26转动连接。当运动车架2在爬架1的转角处移动时，若两组上导轮结构23与两组下导轮结构24相互之间发生卡死而导致上底盘213不能相对上导轮结构23转动和/或下底盘212不能相对下导轮结构24转动时，架体211仍然能够相对下底盘212及上底盘213在运动车架2运动方向所处的平面内转动，同时架体211能够带动下底盘212及上底盘213朝运动车架2的运动方向移动，以解决运动车架2因设置两组上导轮结构23及两组下导轮结构24而发生卡顿的问题。

具体地，辅助转向结构26包括第一转轴261、第一轴承座262和第二轴承263。第一转轴261的一端固定在架体211中上；第一轴承座262固定在上底盘213上；第二轴承263安装在第一轴承座262上，第一转轴261的另一端伸入第二轴承263内并与第二轴承263转动连接。通过第一转轴261与第二轴承263之间的转动连接来实现架体211与上底盘213之间的转动连接。

进一步地，辅助转向结构26还包括限位件264，限位件264安装在第一转轴261从第二轴承263中伸出的部分上，以防止第一转轴261脱离第二轴承263，进一步保证运动装置的稳定性。

当然，在其他实施例中，也可以将辅助转向结构26倒置安装，即将第一转轴261的一端固定在上底盘213上，相对应地将第一轴承座262倒置安装在架体211上，同样可以实现架体211与上底盘213之间的转动连接的效果。

当然，在其他实施例中，也可以将辅助转向结构26安装在架体211与下底盘212之间，也可以解决运动车架2因设置两组上导轮结构23及两组下导轮结构24而发生卡顿的问题。

本发明提供一种建筑机器人，包括执行机构以及上述的运动装置，执行机构安装在运动装置的运动车架2上，通过运动车架2在爬架1内行走，实现执行机构的行走，以对墙面进行施工。

优选地，执行机构包括多种，多种执行机构选择性地安装在运动车架2上，以对墙面进行不同工序的作业。执行机构包括喷涂机构、打磨机构和抹平机构等。当然，也可以在运动车架2上安装升降机构、电池和电箱等部件，以使得执行机构的行走更为灵活。

本发明提供一种建筑施工***，包括爬架1，还包括上述的建筑机器人，所述上导向轨道31和所述下导向轨道32均设置于所述爬架1内。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种运动装置，其特征在于，包括：

运动车架(2)，用于安装执行机构并带动所述执行机构移动；

上导向轨道(31)，所述运动车架(2)的顶部能够沿所述上导向轨道(31)滑动；

下导向轨道(32)，所述运动车架(2)的底部能沿所述下导向轨道(32)滑动；

所述运动车架(2)包括：

架体(211)，用于安装所述执行机构；

下底盘(212)，安装在所述架体(211)的底部，所述下底盘(212)能沿所述下导向轨道(32)滑动；

上底盘(213)，安装在所述架体(211)的顶部，所述上底盘(213)能沿所述上导向轨道(31)滑动；

辅助转向结构(26)，所述辅助转向结构(26)连接所述架体(211)与所述上底盘(213)，以使所述架体(211)能相对所述上底盘(213)在水平面内转动。

2.根据权利要求1所述的运动装置，其特征在于，所述运动车架(2)包括：

车架(21)；

驱动组件(22)，安装在所述车架(21)上，用于驱动所述车架(21)运动。

3.根据权利要求2所述的运动装置，其特征在于，所述驱动组件(22)包括：

滚动轮组(222)，安装在所述车架(21)的底部，所述滚动轮组(222)与所述下导向轨道(32)滚动接触；

驱动件(221)，安装在所述车架(21)上，用于驱动所述滚动轮组(222)沿所述下导向轨道(32)的延伸方向滚动。

4.根据权利要求3所述的运动装置，其特征在于，所述滚动轮组(222)包括：

主动轮(2221)，与所述驱动件(221)传动连接；

从动轮(2222)，所述主动轮(2221)带动所述从动轮(2222)滚动。

5.根据权利要求4所述的运动装置，其特征在于，所述主动轮(2221)和所述从动轮(2222)分别设置在所述车架(21)的底部沿运动方向的两端。

6.根据权利要求2所述的运动装置，其特征在于，所述运动车架(2)还包括：

下转向结构(27)，所述下转向结构(27)连接所述车架(21)与所述驱动组件(22)，以使所述车架(21)能相对所述驱动组件(22)在水平面内转动。

7.根据权利要求6所述的运动装置，其特征在于，所述下转向结构(27)包括：

第二转轴(272)，其一端固定在所述车架(21)和所述驱动组件(22)中的一者上；

第二轴承座(271)，安装在所述车架(21)和所述驱动组件(22)中的另一者上；

第三轴承(273)，安装在所述第二轴承座(271)上，所述第二转轴(272)的另一端伸入所述第三轴承(273)内并与所述第三轴承(273)转动连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的运动装置，其特征在于，所述运动装置还包括：

上导轮结构(23)，安装在所述运动车架(2)的顶部并能够沿所述上导向轨道(31)滚动；

下导轮结构(24)，安装在所述运动车架(2)的底部并能够沿所述下导向轨道(32)滚动。

9.根据权利要求8所述的运动装置，其特征在于，所述上导向轨道(31)为工字型轨道，所述上导轮结构(23)包括：

第一导轮(231)，安装在所述运动车架(2)的顶部并能够沿所上导向轨道(31)的一侧滚动；

第二导轮(232)，安装在所述运动车架(2)的顶部并能够沿所述上导向轨道(31)的另一侧滚动。

10.根据权利要求8所述的运动装置，其特征在于，所述运动车架(2)顶部沿运动方向的两端均设置有所述上导轮结构(23)。

11.根据权利要求8所述的运动装置，其特征在于，所述下导向轨道(32)为工字型轨道，所述下导轮结构(24)包括：

第三导轮(241)，安装在所述运动车架(2)的底部并能够沿所述下导向轨道(32)的一侧滚动；

第四导轮(242)，安装在所述运动车架(2)的底部并能够沿所述下导向轨道(32)的另一侧滚动。

12.根据权利要求8所述的运动装置，其特征在于，所述运动车架(2)底部沿运动方向的两端均设置有所述下导轮结构(24)。

13.根据权利要求8所述的运动装置，其特征在于，所述运动装置还包括：

上转向结构(25)，所述上转向结构(25)连接所述运动车架(2)与所述上导轮结构(23)，以使所述运动车架(2)能相对所述上导轮结构(23)在水平面内转动。

14.根据权利要求13所述的运动装置，其特征在于，所述上转向结构(25)包括：

轴件(252)，所述上导轮结构(23)和所述运动车架(2)中的一者安装在所述轴件(252)上；

第一轴承(251)，安装在所述上导轮结构(23)和所述运动车架(2)中的另一者上，所述轴件(252)的一端伸入所述第一轴承(251)内并与所述第一轴承(251)转动连接。

15.一种建筑机器人，其特征在于，包括执行机构；及

权利要求1-14任一项所述的运动装置，所述执行机构安装在所述运动装置的运动车架(2)上。

16.根据权利要求15所述的建筑机器人，其特征在于，所述执行机构包括多种，多种执行机构选择性地安装在所述运动车架(2)上。

17.一种建筑施工***，包括爬架(1)，其特征在于，还包括如权利要求15或16所述的建筑机器人，所述上导向轨道(31)和所述下导向轨道(32)均设置于所述爬架(1)内。

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