技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种建筑用机器人系统，用于对
建筑物、尤其是
高层建筑物进行所需的高空作业。
背景技术
[0002] 现代社会中，出于充分利用土地资源的目的，高层建筑物随处可见。在这些高楼大厦的施工和维护期间，经常需要对建筑物的外表面进行一定的作业，例如清洗
幕墙、在外立面上刷漆、在外墙上进行打孔，等等。
[0003] 一般来说，这种高空作业可通过用
钢索等悬挂蜘蛛人来进行作业。然而，这种利用钢索来悬挂蜘蛛人的作业方式尽管可以适应垂直方向上的移动，但对于
水平方向上的移动来说非常不方便。而且，由于受到高空的
风速以及天气情况的影响较大，执行工作人员的危险性较高。
[0004] 为此，中国
专利文献CN205493732U提出了一种用于对高空幕墙进行清洗的清洗机器人。该清洗机器人包括行走小车、吊绳装置和清洗装置。行走小车置于建筑物的顶部，并通过吊绳装置与清洗装置的架体相连。清洗装置的架体的与高空幕墙相对的表面设有
真空吸盘，该真空吸盘可以被驱动而固定在建筑物的外表面上。在架体上安装有作业终端，例如喷头和刮板。在这种清洗机器人中，通过行走小车在建筑物顶部的运动来调节作业终端在水平方向的
位置，通过吊绳装置的放下和收起来调节作业终端在垂直方向的位置。由此，可以使作业终端处于所需要清洗的位置。之后便可进行清洗操作。
[0005] 然而，这种清洗机器人的结构复杂，控制
精度差。尤其是，行走小车需要在建筑物的顶部行走，而建筑物的顶部未必平坦且无障碍，因此为这种清洗机器人的操作带来了诸多不便。实用新型内容
[0006] 针对上述问题，本实用新型提出了一种建筑用机器人系统，其能够简单方便地安装，并且能比较精确地控制作业终端的位置。
[0007] 为此，根据本实用新型，提出了一种建筑用机器人系统，包括：构造成开口式的中空矩形体的主
机架，在所述主机架上设置有纵向滑轨；分别安装在主机架的两侧的提升机构，各所述提升机构包括吊索，所述吊索的两端分别固定在建筑物的顶部和地面；安装在所述主机架上并能沿着所述纵向滑轨运动的行走机构；安装在所述行走机构上的横向运动机构，在所述横向运动机构的自由端处设置有作业终端。
[0008] 在一个优选的
实施例中，所述纵向滑轨包括跨过所述主机架的开口端面并沿纵向方向布置的横梁。
[0009] 在一个优选的实施例中，在所述横梁上固定安装有两条彼此平行且纵向延伸的直线
导轨。
[0010] 在一个优选的实施例中，在两条所述
直线导轨之间固定有行走
齿条，所述行走机构通过与所述行走齿条的
啮合作用而沿着所述直线导轨运动。
[0011] 在一个优选的实施例中，在所述横向运动机构上设有工具安装座，所述作业终端通过所述工具安装座安装到所述横向运动机构上。
[0012] 在一个优选的实施例中，所述作业终端可拆装式安装到所述横向运动机构上。
[0013] 在一个优选的实施例中，所述作业终端包括不同的能够进行不同施工作业的操作头。
[0014] 在一个优选的实施例中，所述建筑用机器人系统采用激光计量器进行
定位，以保持所述主机架与墙面之间的距离。
[0015] 在一个优选的实施例中，所述主机架在所述激光计量器的作用下与墙体之间的距离每隔100-500毫秒调整一次。
[0016] 在一个优选的实施例中，所述建筑用机器人系统还包括控制所述提升机构、所述行走机构及所述作业终端的工作状态的控制装置，所述控制装置处于地面。
[0017] 与
现有技术相比，本实用新型的优点之处在于：
[0018] 本实用新型提供的建筑用机器人系统结构简单，安装方便快捷，并且能够比较精确地控制作业终端的位置。同时，该建筑用机器人系统的作业终端构造成可拆卸式，其包括多个不同的操作头，根据不同的作业需求能够采用相应的操作头以进行不同的作业施工，从而大大提高了建筑用机器人系统的施工效率。此外，建筑用机器人系统通过控制装置远程控制主机架和作业终端进行施工，不仅有效提高了施工精度，而且显著降低了施工作业的危险性，大大提高了执行人员的安全性能。
附图说明
[0019] 下面将参照附图对本实用新型进行说明。
[0020] 图1显示了根据本实用新型的一个实施方案的建筑用机器人系统的立体示意图。
[0021] 图2显示了图1所示建筑用机器人系统中的纵向滑轨的结构。
[0022] 图3显示了图1所示建筑用机器人系统在作业终端不需与建筑物墙体
接触的施工时的位置。
[0023] 图4是图3中区域A的放大示图。
[0024] 图5显示了图1所示建筑用机器人系统在作业终端需与建筑物墙体接触的施工时的位置。
[0025] 图6是图5中区域B的放大示图。
[0026] 在本
申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，附图中相同的部件使用相同的附图标记。且附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
[0027] 下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0028] 图1示意性地显示了根据本实用新型的一个实施例的建筑用机器人系统100。根据本实用新型的建筑用机器人系统100包括主机架1。主机架1形成为大致中空矩形体的结构，且主机架1例如可由钢制成。在操作期间，建筑用机器人系统 100的主机架1以其前端面(即图1中朝向前方的较长的侧面)靠近建筑物，并利用其所携带的作业终端(将在下文中详述)而对建筑物进行所需的作业。
[0029] 为方便讨论，将图1中的垂直方向称为垂直方向(即建筑物的高度方向)将图1中的水平方向称为水平方向或纵向方向(即建筑物的宽度方向)，将垂直于图1的纸面的方向称为横向方向(即朝向或远离建筑物的方向)。相应地，用语“垂直位置”、“水平位置”和“横向位置”分别指在垂直方向、水平方向和横向方向上的位置。
[0030] 在主机架1的两侧(即图1中的左、右两个侧面)分别安装有绞索式提升机构2。该绞索式提升机构2具有从中穿过的吊索3。在一个实施例中，吊索3可采用
钢丝绳。吊索3的两端分别固定在待进行作业的建筑物的顶部和地面上，形成两个轨道。这样，通过绞索式提升机构2的操作，主机架1便可借助于吊索3 而沿垂直方向移动，从而到达所需要的高度位置。
[0031] 根据本实用新型，主机架1构造成中空的矩形体，由此具有减轻的重量，从而能够节约操作
能量。如图1所示，主机架1的上端构成为敞开的。在主机架1 的上端面上设有纵向滑轨，纵向滑轨包括固定在主机架1的开口端面上的横梁4。横梁4跨过主机架1的开口端沿主机架1的纵向方向布置，且横梁4与主机架1 的上端面平齐设置。
[0032] 如图1和图2所示，在横梁4上设置有两条彼此平行且沿主机架1的纵向方向延伸的直线导轨5。在该两条直线导轨5之间固定设置有行走齿条6。同时，在横梁4上还设有行走机构7，行走机构7能够通过与行走齿条6的配合而沿直线导轨5运动。由此，行走机构7可以到达所需的水平位置处。
[0033] 根据本实用新型，在行走机构7上布置有横向运动机构8。在横向运动机构 8的自由端处设有工具安装座9，工具安装座9用于安装连接所需的作业终端(未示出)。横向运动机构8能够沿着横向方向运动，从而使安装在工具安装座9上的作业终端接触或远离待作业的建筑物。
[0034] 在本实施例中，作业终端可拆卸式安装到横向运动机构8上。根据本实用新型，作业终端包括不同的能够进行不同施工作业的操作头，操作头例如可为清洗头、
钻头、涂刷头、打磨头、
焊接头等。根据不同的工作需求采用不同的操作头，各个操作头拆装方便快捷，极大地提高了建筑用机器人系统100的适用性和施工效率。
[0035] 在一个未示出的实施例中，在行走机构7上安装有动臂机构(未示出)。作业终端设置在动臂机构的自由端处。作业终端能够在动臂机构的带动作用下，在不同方向上进行施工。动臂机构通过旋
转轴与工具安装座9形成转动连接，从而将动臂机构安装到行走机构7上。动臂机构以及与之相连的作业终端在行走机构 7的带动作用下可到达所需的水平位置处，以进行相应的施工作业。
[0036] 在本实施例中，动臂机构可构造成具有多
自由度的操作臂。优选地，动臂机构构造成包括六个
旋转轴以形成六个活动关节，从而使动臂机构具有六自由度。由此，动臂机构能够在垂直方向、纵向方向以及横向方向内活动，从而使安装在动臂机构的自由端的作业终端能够灵活地接触或远离待作业的建筑物，以进行相应的施工作业。
[0037] 根据本实用新型，由于主机架1的两侧的两根吊索3分别形成了两个轨道，使得主机架1能够沿两根吊索3在垂直方向上滑动，从而定位到所需的垂直位置。同时，两根吊索3的一端固定在建筑物的顶部，一端固定在地面，形成了稳定的滑动轨道。这样，主机架1连同安装在其上作业终端能够被稳定地固定在所需的位置上。即使在高空作业，也不会受到风速的影响而造成位置不稳。由此，大大提高了建筑用机器人系统100的控制精度和施工效果，显著增强了建筑用机器人系统100的安全性能。
[0038] 图3和图4示意性地显示了建筑用机器人系统100在作业终端不需与建筑物墙体接触的施工时的位置。如图3和图4所示，在横向运动机构8的朝向建筑物的一端上设有激光计量器11。建筑用机器人系统100通过激光计量器11进行定位，以保持主机架1上连接的作业终端与建筑物的墙面之间的距离。主机架1通过激光计量器11能够自动保持作业终端与建筑物墙面之间的距离，且激光计量器11每100-500毫秒调整依次，有效保证了作业终端与建筑物的墙面之间的距离的控制精度。激光计量器11在主机架1上的作业终端与建筑物的墙面不接触的情况下使用，例如，进行油漆或喷水等施工时使用。
[0039] 图5和图6示意性地显示了建筑用机器人系统100在作业终端需要与建筑物墙体接触的施工时的位置。如图5和图6所示，当主机架1上的作业终端需要和建筑物墙面接触时，例如，进行钻孔、打磨、焊接等施工时，建筑用机器人系统 100的主机架1使用若干个吸盘12以及机关距离数控共同作用而进行定位。这样，有利于保证施工时建筑用机器人系统100的作业终端的
稳定性，同时保证施工效果。
[0040] 根据本实用新型，建筑用机器人系统100还包括用于控制提升机构2、行走机构7及作业终端的工作状态的控制装置(未示出)。为了便于观察建筑用机器人系统100的位置与工作效果，以及便于控制装置的操作，控制装置优选设置在地面上对建筑用机器人系统100进行施工控制。通过控制装置可以有效地控制建筑用机器人系统100到达建筑物墙面所需的垂直高度和水平位置处，并且精确控制作业终端的位置，从而对所需施工位置进行相应的施工操作。控制装置显著提高了机器人系统100操作的便捷性以及建筑用机器人系统100施工的安全性能。
[0041] 根据本实用新型的建筑用机器人系统100结构简单，安装方便快捷，并且能够比较精确地控制作业终端的位置。同时，建筑用机器人系统100的作业终端包括多个不同的操作头，且构造成可拆卸式，其能够根据不同的作业需求采用相应的操作头以进行不同的作业施工，从而大大提高了建筑用机器人系统100的施工效率。此外，建筑用机器人系统100通过控制装置远程控制主机架1和作业终端进行施工，不仅有效提高了施工精度，而且显著降低了施工作业的危险性，大大提高了执行人员的安全性能。
[0042] 虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入
权利要求的范围内的所有技术方案。
