喷涂装置及喷涂机器人.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911182379.1 (22)申请日 2019.11.27 (71)申请人 广东博智林机器人有限公司 地址 528000 广东省佛山市顺德区北滘镇 顺江居委会北滘工业园骏业东路11号 东面办公室二楼201-11 (72)发明人 修德敏许安鹏殷奇阳凯 熊会平 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 胡彬 (51)Int.Cl. E04F 21/08(2006.01) (54)发明名称 喷涂装置及喷涂机器人 (57)摘要 本发明公开了一种喷涂装置及。

2、喷涂机器人。 本发明喷涂机器人包括： 可移动平台； 执行装置， 执行装置安装在可移动平台上； 以及上述的喷涂 装置， 喷涂装置连接在执行装置上， 执行装置能 带动喷涂装置移动以调整喷涂装置的位置。 本发 明喷涂装置包括： 支架； 多个喷嘴， 用于喷涂涂 料， 多个喷嘴设置在支架上； 以及翻折驱动机构， 翻折驱动机构与支架连接， 并能驱动支架折叠。 本发明喷涂装置通过在支架上设计多个喷嘴， 且 支架能在翻折驱动机构的驱动下折叠， 从而在遇 到狭小作业空间的情况下， 可以将支架折叠以缩 小支架的外形尺寸以便进入狭小作业空间， 满足 狭小空间的喷涂需求， 达到灵活喷涂的效果。 权利要求书1页 说明书。

3、6页 附图8页 CN 110778076 A 2020.02.11 CN 110778076 A 1.一种喷涂装置， 其特征在于， 包括： 支架； 多个喷嘴(20)， 用于喷涂涂料， 多个所述喷嘴(20)设置在所述支架上； 以及 翻折驱动机构， 所述翻折驱动机构与所述支架连接， 并能驱动所述支架折叠。 2.根据权利要求1所述的喷涂装置， 其特征在于， 所述支架包括一个固定架(11)和至少 一个折叠架(12)， 所述折叠架(12)与所述固定架(11)铰接， 每个所述折叠架(12)上设置有 至少一个所述喷嘴(20)， 所述翻折驱动机构能驱动所述折叠架(12)以所述折叠架(12)与所 述固定架(11。

4、)的铰接处为支点进行折叠。 3.根据权利要求2所述的喷涂装置， 其特征在于， 每个所述折叠架(12)上的所述喷嘴 (20)的出口方向与该折叠架(12)相互垂直； 和/或， 每个所述喷嘴(20)在对应的所述折叠架(12)上的安装位置可调。 4.根据权利要求2或3所述的喷涂装置， 其特征在于， 所述折叠架(12)的数量为多个， 多 个所述折叠架(12)关于所述固定架(11)的中心线对称设置。 5.根据权利要求2所述的喷涂装置， 其特征在于， 所述翻折驱动机构包括： 至少一个摆动杆(31)， 所述摆动杆(31)与所述折叠架(12)一一对应连接， 且所述摆动 杆(31)能够弯折； 以及 驱动件(32)。

5、， 所述驱动件(32)的输出端与所述摆动杆(31)连接， 且所述驱动件(32)的 输出端能伸缩运动以使所述摆动杆(31)弯折或者展开。 6.根据权利要求5所述的喷涂装置， 其特征在于， 所述翻折驱动机构还包括连接件 (33)， 所述连接件(33)连接于所述驱动件(32)的输出端， 每个所述摆动杆(31)的一端与所 述连接件(33)连接， 另一端与对应的所述折叠架(12)连接； 所述驱动件(32)的输出端能伸 缩运动以带动所述连接件(33)往复运动， 以使所有所述摆动杆(31)弯折或者展开。 7.根据权利要求6所述的喷涂装置， 其特征在于， 每个所述摆动杆(31)的一端与所述连 接件(33)铰接。

6、， 另一端与对应的所述折叠架(12)铰接。 8.根据权利要求5至7中任一项所述的喷涂装置， 其特征在于， 所述支架还包括加长件 (13)， 所述加长件(13)的一端与所述固定架(11)连接， 另一端能与外部执行装置(100)可拆 卸连接； 所述驱动件(32)连接在所述加长件(13)上， 且所述驱动件(32)的输出端的伸缩运 动方向与所述加长件(13)的长度方向平行。 9.根据权利要求1所述的喷涂装置， 其特征在于， 每个所述喷嘴(20)独立控制。 10.一种喷涂机器人， 其特征在于， 包括： 可移动平台； 执行装置(100)， 所述执行装置(100)安装在所述可移动平台上； 以及 如权利要求1。

7、至9中任一项所述的喷涂装置， 所述喷涂装置连接在所述执行装置(100) 上， 所述执行装置(100)能带动所述喷涂装置移动以调整所述喷涂装置的位置。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110778076 A 2 喷涂装置及喷涂机器人 技术领域 0001 本发明涉及建筑机械技术领域， 尤其涉及一种喷涂装置及喷涂机器人。 背景技术 0002 喷涂作为装修过程中的一个重要环节， 其质量直接影响墙面的最终外观。 目前喷 涂的工艺步骤， 主要由人工手动实现， 分别是基层处理、 批刮第一遍腻子、 批刮第二遍腻子、 打磨清扫、 底漆喷涂或滚刷、 面漆喷涂或滚刷。 0003 喷涂行业具有下列几个特点： 其一，。

8、 市场需求量大； 其二， 生产效率低； 其三， 人工 成本高； 其四， 喷涂质量要求高； 其五， 重复操作性强， 适合实现作业设备智能化。 0004 目前国内外针对室内喷涂开发的智能装备总体方案可归为两大类， 一是采用直角 坐标复合机构携带单喷嘴实现三至四自由度的喷涂作业； 二是采用多自由度机械臂携带喷 嘴实现空间任意位置的喷涂作业。 但现有喷涂装备的喷嘴组件部分的结构固定， 无法进行 结构缩小变换， 不能满足狭小空间的喷涂需求。 发明内容 0005 本发明的一个目的在于提出一种能满足狭小空间的喷涂需求的喷涂装置。 0006 本发明的另一个目的在于提出一种包括上述喷涂装置的喷涂机器人。 000。

9、7 为达此目的， 一方面， 本发明采用以下技术方案： 0008 一种喷涂装置， 包括： 0009 支架； 0010 多个喷嘴， 用于喷涂涂料， 多个所述喷嘴设置在所述支架上； 以及 0011 翻折驱动机构， 所述翻折驱动机构与所述支架连接， 并能驱动所述支架折叠。 0012 在一些实施例中， 所述支架包括一个固定架和至少一个折叠架， 所述折叠架与所 述固定架铰接， 每个所述折叠架上设置有至少一个所述喷嘴， 所述翻折驱动机构能驱动所 述折叠架以所述折叠架与所述固定架的铰接处为支点进行折叠。 0013 在一些实施例中， 每个所述折叠架上的所述喷嘴的出口方向与该折叠架相互垂 直； 和/或， 每个所述。

10、喷嘴在对应的所述折叠架上的安装位置可调。 0014 在一些实施例中， 所述折叠架的数量为多个， 多个所述折叠架关于所述固定架的 中心线对称设置。 0015 在一些实施例中， 所述翻折驱动机构包括： 0016 至少一个摆动杆， 所述摆动杆与所述折叠架一一对应连接， 且所述摆动杆能够弯 折； 以及 0017 驱动件， 所述驱动件的输出端与所述摆动杆连接， 且所述驱动件的输出端能伸缩 运动以使所述摆动杆弯折或者展开。 0018 在一些实施例中， 所述翻折驱动机构还包括连接件， 所述连接件连接于所述驱动 件的输出端， 每个所述摆动杆的一端与所述连接件连接， 另一端与对应的所述折叠架连接； 说明书 1/。

11、6 页 3 CN 110778076 A 3 所述驱动件的输出端能伸缩运动以带动所述连接件往复运动， 以使所有所述摆动杆弯折或 者展开。 0019 在一些实施例中， 每个所述摆动杆的一端与所述连接件铰接， 另一端与对应的所 述折叠架铰接。 0020 在一些实施例中， 所述支架还包括加长件， 所述加长件的一端与所述固定架连接， 另一端能与外部执行装置可拆卸连接； 所述驱动件连接在所述加长件上， 且所述驱动件的 输出端的伸缩运动方向与所述加长件的长度方向平行。 0021 在一些实施例中， 每个所述喷嘴独立控制。 0022 另一方面， 本发明采用以下技术方案： 0023 一种喷涂机器人， 包括： 0。

12、024 可移动平台； 0025 执行装置， 所述执行装置安装在所述可移动平台上； 以及 0026 如上所述的喷涂装置， 所述喷涂装置连接在所述执行装置上， 所述执行装置能带 动所述喷涂装置移动以调整所述喷涂装置的位置。 0027 本发明至少具有以下有益效果： 0028 本发明喷涂装置通过在支架上设计多个喷嘴， 且支架能在翻折驱动机构的驱动下 折叠， 从而在遇到狭小作业空间的情况下， 可以将支架折叠以缩小支架的外形尺寸以便进 入狭小作业空间， 满足狭小空间的喷涂需求， 达到灵活喷涂的效果。 0029 本发明喷涂机器人包括上述的喷涂装置， 实现了可根据待喷涂区域的空间大小进 行灵活喷涂， 达到更好。

13、的喷涂效果。 附图说明 0030 图1为本发明实施方式提供的喷涂装置的结构示意图； 0031 图2为喷涂装置对立面墙进行喷涂的示意图； 0032 图3为喷涂装置对立面墙左侧末端进行喷涂的示意图； 0033 图4为喷涂装置对立面墙右侧末端进行喷涂的示意图； 0034 图5为喷涂装置对立面阴角进行喷涂的示意图； 0035 图6至图8为喷涂装置对狭小区域进行喷涂的示意图； 0036 附图标号说明： 0037 固定架11， 折叠架12， 加长件13， 喷嘴20， 摆动杆31， 驱动件32， 连接件33， 执行装置 100。 具体实施方式 0038 为了便于理解本发明， 下面将参照相关附图对本发明进行更。

14、全面的描述。 附图中 给出了本发明的较佳的实施例。 但是， 本发明可以以许多不同的形式来实现， 并不限于本文 所描述的实施例。 相反地， 提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透 彻全面。 0039 如图1所示， 一实施例的喷涂装置包括支架、 多个喷嘴20和翻折驱动机构， 其中， 喷 嘴20用于喷涂涂料， 多个喷嘴20设置在支架上； 翻折驱动机构与支架连接， 并能驱动支架折 说明书 2/6 页 4 CN 110778076 A 4 叠。 0040 上述喷涂装置通过支架上设计多个喷嘴20， 且支架能在翻折驱动机构的驱动下折 叠， 从而在遇到狭小作业空间的情况下， 可以将支架折叠以缩。

15、小支架的外形尺寸以便进入 狭小作业空间， 满足狭小空间的喷涂需求， 达到狭小空间等特殊区域灵活喷涂的效果， 提高 了喷涂装置的喷涂场景适应性和喷涂灵活性。 0041 具体地， 如图1所示， 多个喷嘴20沿支架的长度方向排列， 翻折驱动机构能驱动支 架沿与支架宽度方向平行的轴线翻转折叠， 折叠后缩小了支架的长度以便进入狭小作业空 间， 满足狭小空间的喷涂需求。 0042 在一些实施例中， 支架包括一个固定架11和至少一个折叠架12， 折叠架12与固定 架11铰接， 支架和每个折叠架12上设置有至少一个喷嘴20， 翻折驱动机构能驱动折叠架12 以折叠架12与固定架11的铰接处为支点进行折叠。 上述。

16、结构的支架采用可折叠形式， 通过 缩小支架外形尺寸达到狭小区域灵活喷涂效果。 0043 可选地， 折叠架12与固定架11之间可以通过铰接轴或者铰链进行铰接， 铰接轴和 铰链的中心轴线与支架的宽度方向平行， 折叠架12可绕铰接轴或者铰链的中心轴线转动以 实现折叠。 0044 在一些实施例中， 每个折叠架12上的喷嘴20的出口方向与该折叠架12相互垂直， 从而使喷嘴20喷涂时涂料能正对喷涂作业面。 在一些实施例中， 折叠架12的数量为多个， 多 个折叠架12关于固定架11的中心线对称设置， 有利于保持喷涂装置的整体平衡。 0045 在一些实施例中， 每个喷嘴20在对应的折叠架12上的安装位置可调，。

17、 即喷嘴20间 距灵活可调， 以满足覆盖要求， 提高喷涂效率。 具体地， 可以沿折叠架12的长度方向上设置 一排用于安装喷嘴20的安装孔， 通过调整喷嘴20在折叠架12长度方向上的固定位置， 实现 改变喷嘴20的安装位置， 进而实现调整两个喷嘴20之间的间距； 或者， 也可以在折叠架12上 设置用于安装喷嘴20的长条形孔， 长条形孔的长度方向与折叠架12的长度方向相同， 通过 调整喷嘴20在长条形孔长度方向上的固定位置， 实现改变喷嘴20的安装位置， 进而实现调 整两个喷嘴20之间的间距。 0046 在一些实施例中， 翻折驱动机构包括至少一个摆动杆31和驱动件32， 其中， 摆动杆 31与折叠。

18、架12一一对应连接， 且摆动杆31能够弯折； 驱动件32的输出端与摆动杆31连接， 且 驱动件32的输出端能伸缩运动以使摆动杆31弯折或者展开。 例如， 结合图1和图5， 在图1所 示的状态下， 当驱动件32的输出端回缩时通过摆动杆31带动折叠架12实现向后翻转90 ， 与 固定架11呈垂直状态， 折叠架12向后翻转90 后的结构如图5所示； 在图5所示的状态下， 当 驱动件32的输出端伸出时通过摆动杆31带动折叠架12运动向前翻转90 ， 与固定架11呈平 行状态， 折叠架12向前翻转90 后的结构如图1所示。 上述翻折驱动机构通过驱动件32的输 出端伸缩运动驱动摆动杆31弯折或者展开， 提。

19、高了喷嘴20喷涂角度调整的灵活性。 0047 可以理解的是， 通过控制驱动件32的输出端的伸缩长度可以调整折叠架12的翻转 角度。 可选地， 驱动件32可以为但不限于为气缸、 电动推杆、 直线电机或液压推杆之类的直 线驱动件32， 具体可根据实际需求进行选择。 0048 在一些实施例中， 翻折驱动机构还包括连接件33， 连接件33连接于驱动件32的输 出端， 每个摆动杆31的一端与连接件33连接， 另一端与对应的折叠架12连接； 驱动件32的输 出端能伸缩运动以带动连接件33往复运动， 以使所有摆动杆31同时弯折或者展开。 通过上 说明书 3/6 页 5 CN 110778076 A 5 述设。

20、计可以实现通过一个驱动件32带动连接件33往复运动即可驱使所有摆动杆31同时弯 折或者展开， 实现一次性翻转多个折叠架12， 简化了装置整体结构， 降低成本。 0049 在一些实施例中， 每个摆动杆31的一端与连接件33铰接， 另一端与对应的折叠架 12铰接。 通过设计上述的铰接结构， 可以使摆动杆31的弯折和展开更顺畅， 实现折叠架12的 灵活翻转。 0050 在一些实施例中， 支架还包括加长件13， 加长件13的一端与固定架11连接， 另一端 能与外部执行装置100可拆卸地连接； 驱动件32连接在加长件13上， 且驱动件32的输出端的 伸缩运动方向与加长件13的长度方向平行。 加长件13的。

21、设计可以增加整个喷涂装置的延伸 长度， 依靠加长件13可使喷嘴20抵达一些狭小区域进行喷涂， 扩大了装置应用范围。 0051 在一些实施例中， 每个喷嘴20独立控制， 每个喷嘴20均可以将涂料雾化后喷出。 喷 嘴20采用独立开闭控制策略， 一方面可有效提高喷涂效率， 提高喷涂作业覆盖率， 降低机构 动作复杂程度， 提高设备整机可靠性； 另一方面， 由于每个喷嘴20独立控制， 因此即使其中 一个喷嘴20出故障了， 其余的喷嘴20也能够继续工作， 提高了喷涂装置进行喷涂工作的稳 定性。 在实际使用过程中， 通过控制喷嘴20的组合策略可以实现有效喷幅多样化， 可根据场 景自主编排喷幅范围， 降低运动。

22、机构的动作复杂程度， 减少控制程序模块， 提高运动可靠 性， 提高作业效率。 0052 具体地， 每个喷嘴20分别对应一个调节其开闭状态的电磁阀， 所有喷嘴20对应的 电磁阀分别独立控制， 即每个喷嘴20分别对应一个电磁阀并由控制系统单独控制开闭状 态， 单-多喷嘴20模式可实时切换， 喷涂作业时可根据实际需求来选择喷嘴20， 提高了喷涂 效率和灵活性， 较传统单喷嘴20作业效率明显提升。 例如， 可以根据待喷涂作业面的大小来 选择使用一个喷嘴20工作还是多个喷嘴20同时工作， 当待喷涂作业面较小时可使用一个喷 嘴20喷涂涂料， 以避免涂料浪费， 有效提高涂料利用率； 当待喷涂作业面较大时， 。

23、则可以同 时使用多个喷嘴20进行喷涂涂料， 以提高喷涂效率。 又如， 可以根据待喷涂作业面与喷嘴20 的相对位置选择用哪一个喷嘴20来喷涂涂料， 例如喷涂角落区域时， 可选择相对靠近该角 落区域的喷嘴20进行喷涂。 0053 图1所示为本发明喷涂装置的优选实施例， 在该优选实施例中， 摆动杆31的数量为 两个， 支架包括一个固定架11和两个折叠架12， 两个折叠架12关于固定架11的中心线对称 设置， 固定架11和两个折叠架12上分别设有一个喷嘴20， 且固定架11上的喷嘴20的出口方 向与该固定架11相互垂直， 每个折叠架12上的喷嘴20的出口方向与该折叠架12相互垂直； 其中一个摆动杆31。

24、的一端与其中一个折叠架12铰接， 另一端与连接件33连接； 另一个摆动 杆31的一端与另一个折叠架12铰接， 另一端与连接件33连接， 连接件33连接于驱动件32的 输出端。 0054 图1所示喷涂装置可应用于多种不同的喷涂场景， 举例说明如下： 0055 如图2所示， 当喷涂装置对大面积立面墙进行喷涂作业时， 喷涂装置两侧空间无遮 挡物， 可同时打开两个折叠架12上的喷嘴20， 固定架11上的喷嘴20保持关闭状态。 经过实验 测试， 两个折叠架12上的喷嘴20间距为475mm时可实现理想的喷幅重叠效果， 最大喷幅宽度 可达950mm， 显著提高大范围普通立面墙喷涂效率。 0056 如图3所示。

25、， 当喷涂装置喷涂到立面墙左侧末端时， 因剩余空间有限， 无法满足双 喷嘴20同时打开条件， 可单独打开最靠近立面墙左侧的折叠架12上的喷嘴20， 实现最后剩 说明书 4/6 页 6 CN 110778076 A 6 余墙面的喷涂， 最大喷幅宽度可达475mm。 0057 如图4所示， 当喷涂装置喷涂到立面墙右侧末端时， 可单独打开最靠近立面墙右侧 的折叠架12上的喷嘴20， 实现最后剩余墙面的喷涂， 最大喷幅宽度可达475mm。 0058 如图5所示， 当喷涂装置喷涂立面墙阴角时， 将两个折叠架12向后翻转与固定架11 成垂直状态， 单独打开固定架11上喷嘴20实现阴角喷涂。 此时支架的整体。

26、长度大幅缩小， 喷 涂装置可近距离对阴角实施喷涂作业， 显著提高阴角喷涂工作效率和喷涂质量； 同时喷涂 装置两侧与墙面保持有充足的安全空间， 此种作业模式同样适用于天花板阴角喷涂。 0059 如图6至图8所示， 当喷涂装置喷涂特殊狭小区域时， 可搭配使用各喷嘴20实现全 域喷涂， 提高了特殊区域或狭小空间喷涂作业灵活性， 进一步提高喷涂场景覆盖率。 多样化 喷嘴20控制策略， 实现了喷幅多样化排列组合， 可根据场景自主编排。 喷涂装置的喷涂模式 多样化可降低运动执行机构动作的复杂程度， 减少整机控制程序模块， 提高运动可靠性， 提 高作业效率和喷涂作业覆盖率。 0060 一实施方式的喷涂机器人。

27、包括可移动平台、 执行装置100以及上述的喷涂装置， 喷 涂装置连接在执行装置100上， 执行装置100安装在可移动平台上， 且执行装置100能带动喷 涂装置移动以调整喷涂装置的位置。 0061 本发明喷涂机器人通过上述的喷涂装置实现了可根据待喷涂区域的空间大小进 行灵活喷涂， 达到更好的喷涂效果； 通过执行装置100可调整喷涂装置的位置， 实现有效喷 涂； 通过可移动平台带动执行装置100和喷涂装置一同移动， 可实现大范围作业。 0062 可选地， 可移动平台可以为AGV(Automated Guided Vehicle， 自动导引运输车)， 执执行装置100可以为但不限于为六自由度运动机构。

28、， 优选六自由度运动机构， 调整更灵 活， 并能提高喷嘴20到达目标喷涂区域的定位精度。 在一些实施例中， 执行装置100为六自 由度机械臂， 机械臂的末端通过法兰与喷涂装置的支架(具体为固定架)相连， 通过该机六 自由度械臂可带动喷涂装置到达空间内任意位置， 实现有效喷涂。 0063 进一步地， 可以在可移动平台上设置定位与导航系统， 该定位与导航系统能够根 据地形构建地图或通过导入环境模型实现场景内特征点校核， 并自动规划出作业运动路 线， 并且当规划路线上存在静态或动态障碍物时能实时更新路径， 绕过障碍物， 使整机移动 到指定作业位置。 0064 上述喷涂机器人的工作过程如下： 定位与导。

29、航系统建图并自动规划出作业运动路 径， 当规划路线上存在静态或动态障碍物时实时更新路径， 绕过障碍物， 整机移动到达指定 作业位置； 根据作业场景自主制定喷嘴20装置喷涂策略及执行装置100动作方案， 执行装置 100带动喷嘴20装置实现指定区域的全覆盖喷涂作业。 0065 需要说明的是， 当一个部被称为 “固定于” 另一个部， 它可以直接在另一个部上也 可以存在居中的部。 当一个部被认为是 “连接” 到另一个部， 它可以是直接连接到另一个部 或者可能同时存在居中部。 本文所使用的术语 “垂直的” 、“水平的” 、“左” 、“右” 以及类似的 表述， 只是为了说明的目的， 并不表示是唯一的实施。

30、方式。 0066 除非另有定义， 本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的 技术人员通常理解的含义相同。 本文中在本发明的说明书中使用的术语只是为了描述具体 的实施方式的目的， 不是旨在限制本发明。 0067 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合， 为使描述简洁， 未对上述实 说明书 5/6 页 7 CN 110778076 A 7 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述， 然而， 只要这些技术特征的组合不存 在矛盾， 都应当认为是本说明书记载的范围。 0068 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对发明专利。

31、范围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员来 说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护 范围。 因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说明书 6/6 页 8 CN 110778076 A 8 图1 说明书附图 1/8 页 9 CN 110778076 A 9 图2 说明书附图 2/8 页 10 CN 110778076 A 10 图3 说明书附图 3/8 页 11 CN 110778076 A 11 图4 说明书附图 4/8 页 12 CN 110778076 A 12 图5 说明书附图 5/8 页 13 CN 110778076 A 13 图6 说明书附图 6/8 页 14 CN 110778076 A 14 图7 说明书附图 7/8 页 15 CN 110778076 A 15 图8 说明书附图 8/8 页 16 CN 110778076 A 16 。