[发明专利]高层楼宇外壁智能喷涂机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种高层楼宇外壁智能喷涂机器人及其控制方法，机器人由上机体和下机体组成，上机体安装在建筑物的楼顶上，由上机体中的卷扬设备通过绳索对下机体进行竖向提吊；下机体由吸附足附着在建筑物的外墙壁上，并能够利用吸附足实现在墙面上的上下行走，设置在下机体上的喷枪运动工作台具有多个自由度，设置在喷枪运动工作台中的喷枪能够分别进行X向、Y向和Z向的移动，以及进行绕Z轴的转动。本发明抗风能力强、安全系数高，其配合设置控制器可实现智能喷涂，能有效提高喷涂质量和喷涂效率。

技术领域

本发明涉及高层楼宇外壁喷涂装置，尤其涉及一种抗风、自动爬壁的外壁喷涂机器人及其控制方法。

背景技术

目前，高层建筑的外墙已禁止采用瓷砖、马赛克等容易脱落的材料进行装饰，越来越多的外墙开始使用各种颜色的涂料进行喷涂。传统的喷涂方式是由工人搭乘吊篮进行高空作业，其存在的问题：一是高空作业给操作人员的生命安全带来严重威胁，有风时吊篮晃动，存在严重的安全隐患；二是人工喷涂的涂层质量因人为因素具有不确定性，如运枪的速度、喷涂的距离和喷涂量等；三是操作人员长期直接接触涂料不利于身体健康；四是人工作业劳动强度大、效率低。

中国专利CN109898811A、公开日20190618，其公开了一种高层建筑外墙喷涂机器人，该机器人本体的下端固定连接四个三轴机械臂，每个三轴机械臂的下端固定连接有吸附机构，吸附机构外壳下端的橡胶密封圈与墙面接触。实际应用中，其仅仅依赖吸附机构吸附在建筑物的外墙存在可靠性问题，当风速较大或在爬壁行走时，机器人容易从高空跌落，虽在机器人本体侧壁上设置有可适时开启的气囊盒，但不慎跌落时，仍然可能摔坏机器人或砸损物品。

中国专利CN206436255U、公开日20170825，其公开了一种高层建筑外墙喷涂智能机器人，该机器人的吊篮两端由自动升降机构的吊篮牵引索相连接，吊篮牵引索连接在高层建筑外墙楼顶的吊臂上，开启电机控制通过牵引索使吊篮升降。实际应用中，机器人上吊篮及其内部机构仅由牵引索与楼顶机构相连接，在有风的天气中，高空中的吊篮产生晃动，安全性大大降低；即使在无风的天气里，当气雾喷枪垂直墙面喷涂时，因存在反冲力，吊篮同样会发生晃动。这种不稳定状态不仅带来安全隐患，也会影响喷涂质量，还会造成涂料的浪费。

中国专利CN109736546A、公开日20190510，其公开了一种用于外墙面刮灰、喷涂、清洗的模块化多功能机器人，由基座控制机器人和作业机器人两部分构成。其基座控制机器人通过伸缩的吊装支架，在缆绳控制下负责作业机器人的位置移动；其作业机器人根据传感器的检测在需要施工区域进行施工作业。实际应用中，作业机器人在升降过程和工作过程中与墙面均无联系，没有抗风能力，风力作用下的作业机器人会在空中晃动，十分危险；作业机器人与墙面间没有支撑，风吹或者喷涂反冲力会导致作业机器人与墙面发生碰撞。

中国专利CN109162431A、公开日20190108，其公开了一种高楼墙面喷涂机器人，包括卷扬机、电动线缆收放器、楼顶移动吊车、全景摄像头、风速仪、遥控装置、绳索、电缆线等；卷扬机和电动线缆收放器都安装在楼顶移动吊车上面，卷扬机通过绳索连接着喷涂装置，喷涂装置的上侧与清灰装置等连接在一起；清灰装置上的涵道风扇产生墙面附着力，并且抵抗横向来风，保持整体的稳定；设有充气轮，随着卷扬机提升而运动，来保证立面行走时的方向，可以减震或越过低高度的障碍。在实际应用中，该机器人存在以下问题：起支撑和导向作用的充气轮与卷扬机控制的绳索之间没有配合行走；充气轮是被动转动，在下放过程中，充气轮转动与绳索移动很难同步，绳索或松弛或受到拉力，使机器人运行速度不稳定，导致喷涂不均匀；另外，依靠涵道风扇产生墙面附着力不可靠，吸附力不足，抗风效果差。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种抗风能力强、安全系数高，其配合设置控制器能够实现智能喷涂的高层楼宇外壁智能喷涂机器人及其控制方法，从而提高喷涂质量和喷涂效率。

本发明高层楼宇外壁智能喷涂机器人的结构特点是：