本發(fā)明屬于工程機械技術領域，具體地來說，是一種自適應墻面涂抹系統(tǒng)。

背景技術：

在建筑技術領域，墻面加工是必不可少的環(huán)節(jié)。所謂墻面加工，即是對處于毛坯狀態(tài)的墻面進行表面加工，使墻面達至平整光滑或特定形狀的過程。

其中，涂抹是一種將涂料涂覆于墻面，使涂料牢固附著于墻面而形成光潔平整表面的加工工藝。傳統(tǒng)的涂抹工作，主要由人工承擔，工作負擔很重。特別是抹灰工作，需經多次涂抹與刮平，其步驟繁復而效率很低。且人工加工精度依賴于工人的經驗，造成墻面精度難以保證。

隨著自動化技術的發(fā)展，也出現了一些加工設備，用于使工人擺脫繁重的勞動枷鎖。然而現有的加工設備結構十分簡單，僅具有一些基本的功能，自動化程度很低而難以滿足復雜的加工應用需要。特別是在復雜墻面加工時，墻面常會預留一些非規(guī)則或微小凹凸部，操作避讓更為困難，效率受到嚴重制約。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種自適應墻面涂抹系統(tǒng)，實現對復雜墻面的自適應加工，具有顯著的自適應能力與效率優(yōu)勢。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現：

一種自適應墻面涂抹系統(tǒng)，具有：

測量單元，所述測量單元用于測量墻面的表面形狀，并生成相應的檢測信息；

控制單元，所述控制單元用于根據所述檢測信息計算所述墻面的平面度與形狀，并根據計算結果生成控制指令；

涂抹執(zhí)行器，所述涂抹執(zhí)行器具有抹料機構與送料單元，所述抹料機構用于執(zhí)行涂抹動作，所述送料單元具有至少一個截止部與用于輸送涂料的通流面，所述截止部用于根據所述控制指令截止所述送料單元的部分或全部通流面。

作為上述技術方案的改進，所述涂抹執(zhí)行器可沿豎直方向滑動地保持于一基準體上，所述測量單元用于測量所述墻面與所述涂抹執(zhí)行器的安裝面之間的距離而得到所述檢測信息，所述檢測信息包括所述墻面上至少一點與所述鉛垂面之間的距離。

作為上述技術方案的進一步改進，所述基準體具有鉛垂面，所述涂抹執(zhí)行器可沿豎直方向滑動地保持于所述鉛垂面上，所述測量單元用于測量所述墻面與所述鉛垂面之間的距離而得到所述檢測信息，所述檢測信息包括所述墻面上至少一點與所述鉛垂面之間的距離。

作為上述技術方案的進一步改進，所述涂抹執(zhí)行器連接有用于驅動其沿豎直方向滑動的驅動部，所述驅動部根據所述控制指令而改變所述涂抹執(zhí)行器沿豎直方向的運動狀態(tài)。

作為上述技術方案的進一步改進，所述截止部包括閘門及用于驅動所述閘門線性運動的截止驅動部，所述閘門用于截止部分或全部的所述通流面。

作為上述技術方案的進一步改進，所述截止部具有復數個所述閘門，復數個所述閘門連續(xù)陣列分布而將所述通流面沿所述抹料機構的水平寬度方向劃分為復數個區(qū)域，所述閘門可運動地伸出而覆蓋于所述通流面。

作為上述技術方案的進一步改進，所述測量單元具有復合運動機構，所述復合運動機構具有至少一個轉動自由度。

作為上述技術方案的進一步改進，所述測量單元具有至少一個用于測距的位移傳感器，所述位移傳感器設于所述復合運動機構上。

作為上述技術方案的進一步改進，所述檢測信息包括所述墻面上復數個測量點與所述涂抹執(zhí)行器之間的距離，復數個所述測量點于所述墻面上陣列分布。

作為上述技術方案的進一步改進，所述控制指令具有包括所述截止部的調節(jié)量的調節(jié)量數組，所述調節(jié)量與所述截止部一一對應。

本發(fā)明的有益效果是：

利用測量單元測量墻面的表面形狀并生成檢測信息，控制單元根據檢測信息計算墻面的平面度與形狀，進而生成控制指令并輸出至涂抹執(zhí)行器，驅動涂抹執(zhí)行器的送料單元對通流面實施截止或通流，通過對涂料輸出狀態(tài)進行控制，使涂料的分布與流量切合墻面的形狀與狀態(tài)，提供一種可適應各種墻面的涂抹加工的自適應墻面涂抹系統(tǒng)。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例1提供的自適應墻面涂抹系統(tǒng)的第一示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1提供的自適應墻面涂抹系統(tǒng)的第二示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例1提供的自適應墻面涂抹系統(tǒng)的涂抹執(zhí)行器的第一結構剖視示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例1提供的自適應墻面涂抹系統(tǒng)的涂抹執(zhí)行器的第二結構示意圖；

圖5是圖4中自適應墻面涂抹系統(tǒng)的涂抹執(zhí)行器的截止部的結構示意圖。

主要元件符號說明：

1000-自適應墻面涂抹系統(tǒng)，0100-測量單元，0200-控制單元，0300-涂抹執(zhí)行器，0310-抹料機構，0311-抹板，0320-送料單元，0321-通流面，0322-截止部，0322a-閘門，0322b-截止驅動部。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關附圖對自適應墻面涂抹系統(tǒng)進行更全面的描述。附圖中給出了自適應墻面涂抹系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。但是，自適應墻面涂抹系統(tǒng)可以通過許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對自適應墻面涂抹系統(tǒng)的公開內容更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。相反，當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在自適應墻面涂抹系統(tǒng)的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本發(fā)明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

實施例1

請結合參閱圖1～2，自適應墻面涂抹系統(tǒng)1000具有測量單元0100、控制單元0200與涂抹執(zhí)行器0300，用于解決復雜墻面的自適應涂抹加工。其各部之詳細構造舉其要者詳述如下。

自適應墻面涂抹系統(tǒng)1000具有測量單元0100，測量單元0100用于測量墻面的表面形狀，并生成相應的檢測信息。

具體地，涂抹前的墻面多為粗糙、起伏的表面，并常預留有用于安裝門窗、櫥柜、置物架等的孔洞空間，孔洞形狀大小不一，大如門窗、小如細孔，給墻面加工帶來很大麻煩。涂抹時必須及時避讓，以防堵塞相應孔位。

測量單元0100即用于測量墻面的形狀與凹凸特征，其測量方式包括接觸式與非接觸式。顧名思義，接觸式是指測量單元0100與墻面直接發(fā)生接觸而實施測量動作的測量方式，非接觸式是指測量單元0100與墻面不發(fā)生接觸的測量方式。較常見地，接觸式測量方式可采用接觸式位移傳感器(探規(guī))等形式，非接觸式測量方式可采用非接觸式位移傳感器等形式。

優(yōu)選地，測量單元0100具有至少一個用于測距的位移傳感器。進一步優(yōu)選，位移傳感器以測距儀的形式實現。具體地，測距儀是利用光、聲音、電磁波的反射、干涉等特性，而設計的用于長度、距離測量的儀器。較為常見地，測距儀可采用激光測距儀或超聲波測距儀。測距儀的數量可為一個，亦可為陣列分布的多個。

進一步優(yōu)選，測量單元0100具有復合運動機構，復合運動機構具有至少一個轉動自由度，復合運動機構上設有測距儀。具體地，復合運動機構用于調節(jié)測距儀的位置，使測距儀的作用范圍更為靈活。

其中，復合運動機構可以采用云臺、機械臂等結構，具有至少一個方向的轉動自由度，亦可具有一個或多個移動自由度，而實現測距儀的調節(jié)。在一個示范性的實施例中，復合運動機構可設于一基準體上。

優(yōu)選地，檢測信息包括墻面上復數個測量點與涂抹執(zhí)行器0300之間的距離，復數個測量點于墻面上陣列分布。在一個示范性的實施例中，墻面上復數個測量點與涂抹執(zhí)行器0300之間的距離，應為涂抹執(zhí)行器0300的安裝面與復數個測量點之間的距離。其中，涂抹執(zhí)行器0300的安裝面，是指涂抹執(zhí)行器0300用于與基準體安裝連接的表面。

自適應墻面涂抹系統(tǒng)1000還具有控制單元0200，控制單元0200用于根據檢測信息計算墻面的平面度與形狀，并根據計算結果生成控制指令。在一個示范性的實施例中，控制單元0200可包括計算機、微處理器或運算處理電路等結構，用于實現數據運算與指令生成。

具體地，控制單元0200根據檢測信息，計算墻面的表面起伏程度及門窗孔洞或凸起部的水平與豎直位置，形成一計算結果，據此而對涂抹執(zhí)行器0300發(fā)出控制指令。在一個示范性的實施例中，控制單元0200可采用計算機、處理器等形式實現。

請結合參閱圖3，自適應墻面涂抹系統(tǒng)1000還具有涂抹執(zhí)行器0300，涂抹執(zhí)行器0300具有抹料機構0310與送料單元0320，抹料機構0310用于執(zhí)行涂抹動作，送料單元0320具有至少一個截止部0322與用于輸送涂料的通流面0321，截止部0322用于根據控制指令截止送料單元0320的部分或全部通流面0321。

具體地，涂抹執(zhí)行器0300用于執(zhí)行涂抹動作。抹料機構0310具有抹板0311，用于涂抹墻面使之趨于平整。送料單元0320用于向抹料機構0310輸送涂料，其送料結構可采用泵壓或擠壓等形式。涂抹時，送料單元0320輸出涂料至抹料機構0310，抹料機構0310將涂料涂抹并刮平于墻面上。在此，送料單元0320的送料情況將直接決定抹料機構0310的涂抹面積與涂抹厚度。

其中，送料單元0320具有通流面0321，通過控制通流面0321的通流面0321積與通流位置，即可實現對涂料輸出的精確控制。在此，截止部0322起到截止作用。截止部0322可采用多種結構與布局形式，分別實現通流面0321于鉛垂方向與水平方向的通斷控制。在截止部0322作用下，通流面0321被區(qū)分為通流區(qū)域與截流區(qū)域，通流區(qū)域與截流區(qū)域的分布位置與大小依實際工況由截止部0322作用決定，達至細致的區(qū)分控制。

由此，抹料機構0310所獲取的涂料對應于通流區(qū)域與截流區(qū)域分布。通流區(qū)域所對應的墻面區(qū)域獲得涂料涂抹，而截流區(qū)域所對應的墻面區(qū)域不具有涂料，從而實現對復雜墻面的適應性區(qū)別式涂抹。即于復雜墻面，自適應墻面涂抹系統(tǒng)1000仍可一次完成涂抹，保持極高的效率。

優(yōu)選地，截止部0322包括閘門0322a及用于驅動閘門0322a運動的截止驅動部0322b，閘門0322a用于截止部分或全部的通流面0321。

具體地，截止驅動部0322b用于驅動閘門0322a線性運動，使閘門0322a伸出而截止通流面0321或收縮而打開通流面0321，實現截止或通流切換。隨著閘門0322a伸出量的不同，通流區(qū)域與截流區(qū)域的分布與比例發(fā)生變化，從而改變抹料機構0310獲取的涂料分布與數量。

其中，截止驅動部0322b可采用多種結構形式，如伸縮缸、電缸、電動推桿、線性滑軌與驅動電機等形式，與閘門0322a連接而驅動閘門0322a發(fā)生線性運動。在一個示范性的實施例中，截止驅動部0322b采用伸縮氣缸的形式，具有結構簡單的優(yōu)點。

進一步優(yōu)選，截止部0322具有復數個閘門0322a，復數個閘門0322a連續(xù)陣列分布而將通流面0321沿抹料機構0310的水平寬度方向劃分為復數個區(qū)域，閘門0322a沿豎直方向可滑動地伸出而覆蓋于通流面0321。

具體地，在一個簡約的實施例中，復數個閘門0322a線性地一字排列于通流面0321上，其分布線為抹料機構0310的水平寬度方向，從而實現對抹料機構0310水平方向的送料控制。進一步，復數個閘門0322a的伸出長度不同，還可調節(jié)抹料機構0310于同一閘門0322a管轄范圍的流量。

在另一個實施例中，復數個閘門0322a還可按照其他分布規(guī)律而排布，包括沿通流面0321的輪廓而呈環(huán)形分布等，亦足以實現截止通流面0321的功能，并不限于前述所舉的優(yōu)選形式。

前述復數個閘門0322a的分布要點在于，當復數個閘門0322a全部閉合時，足以使通流面0321的全部面積受到截止而處于完全截止狀態(tài)；當復數個閘門0322a全部打開時，足以使通流面0321的全部面積實現導通而處于完全通流狀態(tài)；當復數個閘門0322a部分閉合時，通流面0321的通流狀態(tài)可依實際情況而定，在不同的使用條件下可分別處于完全截止、部分截止、完全通流等狀態(tài)。

請結合參閱圖4～5，在另一個實施例中，閘門0322a采用銜鐵的形式，截止驅動部0322b采用電磁鐵的形式。銜鐵鉸接于電磁鐵上，電磁鐵設于送料單元0320上并連接有驅動電路。電磁鐵通電時，電磁鐵的磁場作用于銜鐵而使銜鐵旋轉地吸合于電磁鐵上，閘門0322a所管控的通流面0321被導通，涂料得以通流。電磁鐵掉電時，電磁鐵失去磁場作用，銜鐵于自重作用下下垂而覆蓋于通流面上，使通流面0321被截止。

進一步優(yōu)選，銜鐵的下端與電磁鐵鉸接，上端通過連桿而鉸接于電磁鐵上。由此，銜鐵的吸合與分離更為靈敏而可靠，且其旋轉方向一致性佳。

進一步優(yōu)選，涂抹執(zhí)行器0300連接有用于驅動其沿豎直方向滑動的驅動部，驅動部根據控制指令而改變涂抹執(zhí)行器0300沿豎直方向的運動狀態(tài)。其中，運動狀態(tài)包括涂抹執(zhí)行器0300的速度、加速度、方向等。

驅動部可采用多種結構形式，如伸縮缸、電缸、電動推桿、驅動電機等形式，與涂抹執(zhí)行器0300連接而驅動涂抹執(zhí)行器0300發(fā)生線性運動。在一個示范性的實施例中，驅動部可采用伺服電機的形式，具有控制精準可靠的優(yōu)點。

優(yōu)選地，涂抹執(zhí)行器0300可沿豎直方向滑動地保持于基準體上，測量單元0100用于測量墻面與涂抹執(zhí)行器0300的安裝面之間的距離而得到檢測信息，檢測信息包括墻面上至少一點與所述安裝面之間的距離。具體地，基準體用于支撐涂抹執(zhí)行器0300，涂抹執(zhí)行器0300沿豎直方向滑動而實現對墻面的涂抹刮平。結合前述內容進一步細述，涂抹執(zhí)行器0300的安裝面為用于滑動地與基準體連接的表面。

在一個示范性的實施例中，基準體具有沿豎直方向布置的線性滑軌，涂抹執(zhí)行器0300可滑動地保持于線性滑軌上。在一個實際應用中，于涂抹執(zhí)行器0300的上升過程，抹料機構0310將涂料附著于墻面上；于涂抹執(zhí)行器0300的下降過程，抹板0311刮過墻面而使涂料被刮平，實現一個涂抹流程。

進一步優(yōu)選，該基準體為鉛垂基準體，鉛垂基準體具有鉛垂面，測量單元0100用于測量墻面與鉛垂面之間的距離而得到檢測信息，檢測信息包括墻面上至少一點與鉛垂面之間的距離。

具體地，鉛垂基準體具有鉛垂面，而保證鉛垂基準體的鉛垂度。涂抹執(zhí)行器0300保持于鉛垂基準體上，測量單元0100測量以所述鉛垂面為測量基準，可有效保證墻面測量精度，降低測量誤差。

在一個較佳的實施例中，檢測信息包括墻面上復數個測量點與鉛垂面之間的距離，復數個測量點于墻面上陣列分布。在多點測量下，可進一步獲取墻面的細節(jié)部特征，形成多特征數組。隨著測量點的數量增加，測量精度進一步提高，各類墻面均可精確測量，而使自適應墻面涂抹系統(tǒng)1000具有更強的自適應能力。

在一個示范性的實施例中，鉛垂基準體具有沿豎直方向布置的線性滑軌，線性滑軌的滑動精度面保持鉛垂，為鉛垂面。涂抹執(zhí)行器0300可沿豎直方向滑動地保持于鉛垂面上，于此，測量單元0100測得的檢測信息即為涂抹執(zhí)行器0300的安裝面與墻面之間的距離。在此測量條件下，涂抹執(zhí)行器0300的運動基準與控制基準合一，可保證自適應涂抹控制具有極高的精度。

優(yōu)選地，控制指令具有包括截止部0322的調節(jié)量的調節(jié)量數組，調節(jié)量與截止部0322一一對應。換言之，不同的截止部0322具有不同的調節(jié)量，形成獨立的運動狀態(tài)，使通流面0321的通斷控制進一步精確。例如，對應于門窗部位的截止部0322發(fā)生作用，使通流面0321被截流，而避免誤涂抹造成的損害與浪費。

在這里示出和描述的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所附權利要求為準。