作品名稱：智能化行走噴墻機(jī)器人
學(xué)校名稱：山東工程職業(yè)技術(shù)大學(xué)
參賽隊(duì)伍：Eternal Fire
隊(duì)伍編號(hào)：205432
參賽學(xué)生：張豪 陳澤銘 徐文博
指導(dǎo)老師：劉芝瑩
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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我國是人口大國，住房需求量大。房地產(chǎn)開發(fā)迅猛發(fā)展，使我國的建筑業(yè)得到了飛速的發(fā)展，目前，我國的房屋的建筑無論從主體到裝修，從墻面到水電安裝，還全部是由人工來完成，費(fèi)時(shí)長，質(zhì)量不易保證。而在其中，墻體粉刷占工期的 30%，因此需提高效率和質(zhì)量，縮短工期。現(xiàn)如今在房屋裝修的過程中，需要人力去搭裝腳手架，腳手架笨重占地面積大還需要來回搬動(dòng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。而用腳手架則需要人爬到腳手架上面進(jìn)行施工，但是雇傭刷墻的工人大多是老師傅，年齡較大，長時(shí)間工作后體力嚴(yán)重下降，在上下腳手架過程中存在危險(xiǎn)。考慮到墻體粉刷的便捷以及工人的安全。我們的智能化行走噴墻機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。
智能化行走噴墻機(jī)器人的結(jié)構(gòu)由四個(gè)模塊組成：底盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、工作平臺(tái)以及智能控制系統(tǒng)。
1.底盤驅(qū)動(dòng)裝置：
電池采用高壓鋰聚合物電池，鋰聚合物電池的性能穩(wěn)定，充放電流大且能快速充電，壽命長可長時(shí)間存放。
驅(qū)動(dòng)模塊是由電機(jī)，主減速器，半軸等組成電動(dòng)機(jī)可通過電池供電，還可通過外接電源直接供電。電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力通過齒輪傳動(dòng)，將動(dòng)力傳到驅(qū)動(dòng)輪上帶動(dòng)履帶運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)。改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來控制機(jī)器行走快慢。履帶可自行上下樓梯不需要人工一點(diǎn)點(diǎn)將機(jī)器搬運(yùn)到施工位置。同時(shí)側(cè)面安有充電口，可實(shí)現(xiàn)兩種供電模式。安裝在底盤的動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過工人在地面用遙控器操控發(fā)出信號(hào)，接收器接收信號(hào)傳給 ECU，ECU 下達(dá)指令來控制機(jī)器的移動(dòng)，還可操控舉升機(jī)的升降，以及機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到省力安全的目的。安裝在底盤上的六軸姿態(tài)傳感器用來監(jiān)測機(jī)器行走的路線是否為直線，在底盤以及工作平臺(tái)上的三個(gè)距離傳感器則可以測量機(jī)器到墻壁的距離，防止機(jī)器距離墻壁過遠(yuǎn)而無法刷到墻面。
2.升降系統(tǒng)：
舉升系統(tǒng)是由剪式舉升機(jī)的機(jī)器以及伸縮式穩(wěn)定桿組成。剪式舉升機(jī)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行時(shí)噪音很小，可適應(yīng)任何施工環(huán)境，而舉升機(jī)由電動(dòng)機(jī)通過鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)升降。同時(shí)用剪式舉升機(jī)升降平臺(tái)無需另外搭建平臺(tái)，可直接將噴漆設(shè)備安裝在平臺(tái)上，省去了笨重的腳手架及施工料臺(tái)用工與用料，避免了工人操作的危險(xiǎn)。伸縮式穩(wěn)定桿安裝在剪式舉升機(jī)兩側(cè)，跟隨舉升機(jī)上下移動(dòng)而進(jìn)行伸縮輔助舉升機(jī)上下運(yùn)動(dòng)，大大提高了平臺(tái)工作時(shí)的安全性，保證舉升機(jī)平臺(tái)安全工作，以及平臺(tái)的穩(wěn)定性。
3.工作平臺(tái)和粉刷系統(tǒng)：
工作平臺(tái)上提供放乳膠漆箱，安裝機(jī)械式聯(lián)動(dòng)手臂。漆箱用來存放乳膠漆。而安裝在平臺(tái)上的壓力泵，則給管路建立高壓環(huán)境，使油漆噴的更均勻。機(jī)械臂可以靈活的來進(jìn)行工作。而前方噴頭噴出的油漆更加均勻，噴漆效果超過人工毛刷。當(dāng)不需要噴漆則可以將油漆箱和機(jī)械臂拆下當(dāng)作腳手架來用，省時(shí)省力。
4.智能控制系統(tǒng)：
此系統(tǒng)由 ECU 控制模塊、計(jì)算機(jī)平臺(tái)、信號(hào)接收器、雙目探測攝像頭、氣量傳感器、涂料密度傳感器、輪速傳感器等包括、結(jié)合與機(jī)器的速度和涂料狀態(tài)及攝像頭標(biāo)定，計(jì)算出最佳的噴涂狀態(tài)，并且保證了均勻度和精準(zhǔn)度，大大保證了噴涂的效率和質(zhì)量。
