本發明屬于建筑設備領域，特別涉及一種自動抹墻機。

背景技術：

我國是人口大國，住房需求量大。根據國家有關信息部門調查顯示，中國的民用建筑面積居世界之首，再加上工業、商業用房及樓堂館所等，建筑業的市場巨大。據專家預測，未來10年是國內建筑業發展速度最快的時期。房地產開發迅猛發展，促使我國的建筑業得到了飛速的發展。

一般的民用建筑需要大量的抹灰(抹墻)工作,因此抹墻施工這道工序一直在建筑工程中處于重要地位。現在，每一面墻體都需要人工手動進行抹墻。就單單對建筑工程而言,抹墻施工這一項工程就占人工總數的15～26％。在我國，長期以來都存在著室內裝修進度嚴重落后于主體工程進度的情況,拖延了工期。原因主要在于當前的抹墻施工為手工操作,效率低,一般磚混結構中磚墻面抹墻工作每100平方米需要抹灰工4.75個，這樣不僅耗費較多的人工和時間，同時抹墻效率低下，抹墻的質量也參差不齊。

為此，必要針對現有的人工抹墻的現狀，設計出一種能夠替代人工抹墻，并且能夠提高工作效率和抹墻質量的設備。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本發明的目的在于提供一種能讓機械代替手工抹墻,且能夠提高抹墻工作效率和工作質量的自動抹墻機。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明提供了一種自動抹墻機，其特征在于：包括噴涂抹平裝置，用于將涂料噴涂抹平在墻壁上；折疊臂機構，用于驅動噴涂抹平裝置接近和/或遠離墻壁和/或在墻壁上的一個區域內移動；升降裝置，用于使所述折疊臂機構和噴涂抹平裝置上升或下降；底座，用于支撐所述升降裝置。

所述升降裝置包括第一機械臂和第二機械臂，第一機械臂的第一端鉸接在所述底座，第一機械臂能夠繞其與底座的鉸接點上下擺動；第二機械臂的第一端與第一機械臂的第二端鉸接，第二機械臂能夠繞其與第一機械臂的鉸接點上下擺動；所述折疊臂機構安裝在第二機械臂的第二端。

進一步地，所述升降裝置還包括支撐座、第一旋轉驅動裝置、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、連桿和l型連接塊；第一齒輪固定第一旋轉驅動裝置的輸出軸，第二齒輪固定在第一機械臂的第一端，第三齒輪可轉安裝在第一機械臂的第二端，第四齒輪固定在第二機械臂的第一端，第一齒輪與第二齒輪嚙合，第三齒輪與第四齒輪嚙合；所述支撐座固定在所述底座，第一機械臂的第一端鉸接在所述支撐座，第一旋轉驅動裝置固定在所述支撐座；所述l型連接塊包括第一端、第二端和轉角處，第四齒輪可轉安裝在所述l型連接塊的第一端，第三齒輪固定在所述l型連接塊的轉角處，所述連桿的第一端鉸接在所述l型連接塊的第二端，所述連桿的第二端鉸接在所述支撐座；第一旋轉驅動裝置轉動，第二機械臂的第二端上下運動。

進一步地，所述折疊臂機構包括第三機械臂和第四機械臂，第三機械臂的第一端鉸接在所述升降裝置，第三機械臂的第二端與第四機械臂的第一端鉸接，所述噴涂抹平裝置鉸接在第四機械臂的第二端；所述升降裝置、第三機械臂、第四機械臂與噴涂抹平裝置之間相對水平轉動。

進一步地，所述升降裝置、第三機械臂、第四機械臂與噴涂抹平裝置的相對水平轉動中至少一個由旋轉驅動裝置驅動。

進一步地，所述底座包括支撐架和滑動連接在所述支撐架上的底板，在所述支撐架與所述底板之間設置有橫移機構，所述橫移機構包括第二旋轉驅動裝置、傳動組件、齒輪和齒條；所述齒條固定在所述支撐架和底板中任意一個上，第二旋轉驅動裝置、傳動組件和齒輪設置在支撐架和底板中的另一個上，第二旋轉驅動裝置借助于所述傳動組件驅動齒輪旋轉，從而使所述齒輪沿齒條滾動。

進一步地，該自動抹墻機還包括多個萬向輪，各個所述萬向輪與所述底座之間借助絲桿螺母連接，使所述萬向輪能夠相對于所述底座升降。

進一步地，所述噴涂抹平裝置包括抹刀安裝架和抹刀，在所述抹刀與所述抹刀安裝架之間設置有用于調節所述抹刀相對于墻面的角度的抹刀角度調節機構抹刀角度調節機構。

進一步地，所述噴涂抹平裝置包括抹刀安裝架和多個噴嘴，所述多個噴嘴安裝在一個噴嘴架上，所述噴嘴架安裝在所述抹刀安裝架并能夠相對所述抹刀安裝架滑動。

進一步地，在所述升降裝置與所述折疊臂機構之間還設置有轉箱和連接座，所述轉箱安裝在所述升降裝置，所述折疊臂機構安裝在所述連接座，所述連接座與所述轉箱鉸接，所述轉箱能夠帶動所述連接座繞其與轉箱的交接點上下擺動。

(三)有益效果

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)該種自動抹墻機每分鐘可抹墻4㎡，無需人工干預，且工作效率高；

(2)其采用機械結構進行抹墻，控制精度高，所抹出的墻面的平整度、垂直度及砂漿密度達到國家相關標準，附著力好，所抹的墻面質量好；

(3)該種自動抹墻機操作簡單，不需搭腳手架，不需增設移動設備，墻面、頂板均可以自由噴抹。

附圖說明

圖1是本發明的自動抹墻機的立體結構示意圖，其中噴涂抹平裝置的具體結構見圖6至圖8；

圖2是圖1在另一個角度上的立體結構示意圖；

圖3是本發明的自動抹墻機的主視圖；

圖4是升降裝置的主視圖；

圖5是底座的主視圖；

圖6是噴涂抹平裝置的主視圖；

圖7是噴涂抹平裝置的左視圖；

圖8是噴涂抹平裝置的俯視圖；

圖9是第一機械臂與第二機械臂之間的傳動關系的局部結構示意圖；

圖10是第一機械臂與第一電機之間的傳動關系的局部結構示意圖；

圖11是轉箱與連接座之間的傳動關系的局部結構示意圖。

【附圖標記說明】

01-地面、02-墻面；

1-底座、11-底板、12-支撐架、13-第二電機、14-同步傳動帶、15-帶輪、16-傳動軸、17-齒輪、18-齒條、19-萬向輪、110-絲桿螺母、111-滑塊；112-配重塊；

21-第一機械臂、22-第二機械臂、23-支撐座、24-第一電機、25-第一齒輪、26-第二齒輪、27-第三齒輪、28-第四齒輪、29-連桿、210-l型連接塊；

31-第三機械臂、32-第四機械臂、33-第一液壓馬達、34-第二液壓馬達；

4-抹刀安裝架、41-抹刀、42-第一氣缸、43-連接塊、44-噴嘴、45-噴嘴架、46-第二氣缸；

51-轉箱、52-連接座、53-第三電機、54-錐齒輪副。

具體實施方式

以下將參考附圖詳細說明本發明的示例性實施方式、特征和方面。附圖中相同的附圖標記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實施方式的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

本發明中所使用的方向性指示(如上、下、左、右、前、后、水平、橫向、豎向等)是為用于解釋在某一特定姿態下各部件之間的相對位置關系、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也相應隨之改變。

自動抹墻機

本發明提供了一種自動抹墻機，如圖1至圖11所示，其包括噴涂抹平裝置，用于將涂料噴涂抹平在墻壁上；折疊臂機構，用于驅動噴涂抹平裝置接近和/或遠離墻壁和/或在墻壁上的一個區域內移動；升降裝置，用于使所述折疊臂機構和噴涂抹平裝置上升或下降；底座，用于支撐所述升降裝置。

本發明的自動抹墻機基于上述的結構，在使用時，把該自動抹墻機移動到待抹灰的墻面02前，并定位放置在地面01上，噴涂抹平裝置上的噴嘴往墻面噴涂砂漿，砂漿噴涂后，噴涂抹平裝置上的抹刀立即進行抹平施工，即邊噴涂砂漿邊進行抹平。升降裝置能夠帶動噴涂抹平裝置在垂直方向上運動，即可以調節噴涂抹平裝置的高度或進行垂直噴抹；折疊臂機構能夠帶動噴涂抹平裝置在水平面上運動，即可以調節噴涂抹平裝置接近或遠離墻面、調整水平位置和/或進行水平噴抹；上述的運動的結合使得該自動抹墻機能夠噴抹整塊墻面。

經測試，該種自動抹墻機每分鐘可抹墻4㎡以上，工作效率高；其采用機械結構進行抹墻，控制精度高，所抹出的墻面的平整度、垂直度及砂漿密度均達到國家相關標準，附著力好，粘結力強，空鼓、空殼現象不會出現，所抹的墻面質量好；該種自動抹墻機操作簡單，不需搭腳手架，不需增設移動設備，墻面、頂板均可以自由噴抹。

當然，該種自動抹墻機不僅能噴抹砂漿，也能噴抹白沙灰、石粉、水泥粉、發泡沙漿、干粉沙漿、石膏等。

下面，對該自動抹墻機的各個機構進行詳細描述。

升降裝置

在本實施例中，如圖1至圖4、圖9和圖10所示，升降裝置包括第一機械臂21和第二機械臂22，第一機械臂21的第一端鉸接在底座1，第一機械臂21能夠繞其與底座1的鉸接點上下擺動(該上下擺動為沿垂直方向上的擺動)；第二機械臂22的第一端與第一機械臂21的第二端鉸接，第二機械臂22能夠繞其與第一機械臂21的鉸接點上下擺動(該上下擺動為沿垂直方向上的擺動)。所述升降裝置的第一機械臂21和第二機械臂22沿著垂直于墻面的前后方向延伸，其中第二機械臂22的第二端接近墻面設置。

優選地，升降裝置還包括支撐座23、第一電機24(即第一旋轉驅動裝置)、第一齒輪25、第二齒輪26、第三齒輪27、第四齒輪28、連桿29和l型連接塊210；第一齒輪25固定第一電機24的輸出軸，第二齒輪26固定在第一機械臂21的第一端，第三齒輪27可轉鏈接在第一機械臂21的第二端，第四齒輪28固定在第二機械臂22的第一端，第一齒輪25與第二齒輪26嚙合，第三齒輪27與第四齒輪28嚙合；支撐座23固定在底座1，第一機械臂21的第一端鉸接在支撐座23，第一電機24固定在支撐座23；l型連接塊210包括第一端、第二端和轉角處，第四齒輪28可轉連接在l型連接塊210的第一端，第三齒輪27固定在l型連接塊210的轉角處，連桿29的第一端鉸接在l型連接塊210的第二端，連桿29的第二端鉸接在支撐座23。第一電機24轉動的話，第二機械臂22的第二端將上下運動。優選地，如圖1和圖2所示，連桿29在支撐座23兩側對稱設置兩根，相應地，l型連接塊210對稱設置兩個。

基于上述結構，在第一電機24轉動時，第一機械臂21的第二端將往上或往下擺動，同時，對于第二機械臂22，由于第三齒輪27、第四齒輪28、連桿29和l型連接塊210的相互作用，在第一機械臂21的第二端往上或往下擺動的同時，第二機械臂22的第二端也將往上或往下擺動，即通過上述結構，第一電機24能夠使得第一機械臂21和第二機械臂22聯動并同時上下運動。而且，基于上述聯動，第二機械臂22的第二端是垂直地上下移動，在需要垂直移動噴涂抹平裝置時通過上述結構的升降裝置即可實現。

當然，除了采用上述的聯動方式來控制升降裝置之外，還可分別在第一機械臂21與底座1的連接處以及第二機械臂22與第一機械臂21的連接處設置液壓馬達或電機，通過精準控制該液壓馬達或電機的轉動，也是能夠實現第二機械臂22的第二端是垂直上下移動的動作。上述類似的替換也落入本發明的保護范圍之內。

折疊臂機構

在本實施例中，如圖1和圖2所示，折疊臂機構包括第三機械臂31和第四機械臂32，第三機械臂31的第一端鉸接在第二機械臂22的第二端(也即升降裝置的活動端)，第三機械臂31能夠繞其與第二機械臂22的鉸接點水平擺動(該水平擺動為在水平面上的擺動)；第四機械臂32的第一端與第三機械臂31的第二端鉸接，第四機械臂32能夠繞其與第三機械臂31的鉸接點水平擺動(該水平擺動為在水平面上的擺動)。

優選地，折疊臂機構還包括第一液壓馬達33(即第三旋轉驅動裝置)和第二液壓馬達34(即第四旋轉驅動裝置)。第三機械臂31的第一端安裝在連接座52(也即第二機械臂22的第二端)，第一液壓馬達33設置在第三機械臂31與第二機械臂22(也即升降裝置的活動端，同時也是連接座52)之間，第一液壓馬達33驅動第三機械臂31繞第三機械臂31與連接座52的連接點水平擺動。第四機械臂32的第一端安裝在第三機械臂31的第二端，第二液壓馬達34設置在第四機械臂32與第三機械臂31之間，第二液壓馬達34驅動第四機械臂32繞第四機械臂32與第三機械臂31的連接點水平擺動。抹刀安裝架4安裝在第四機械臂32的第二端。基于上述結構的折疊臂機構，抹刀安裝架4不但能夠靠近和遠離連接座52(即遠離和靠近墻面)并進行噴抹動作，同時還能沿著多種軌跡進行移動，在對第一液壓馬達33和第二液壓馬達34進行精確控制的情況下，還能使得抹刀安裝架4沿直線、弧線、曲線運動或者折線等復雜的軌跡進行運動，這樣可以使得該種自動抹墻機能噴抹多種復雜形狀的墻面。

橫移機構

在本實施例中，如圖1至圖3和圖5所示，底座1包括支撐架12和滑動連接在支撐架12的底板11，在支撐架12與底板11之間設置有橫移機構。自動抹墻機的支撐架12放置在地面上并相對地面固定，底板11通過橫移機構的帶動能夠橫向移動(該橫向移動為在水平方向上的移動)，并帶動升降裝置一起移動，當噴抹完一處墻面后，可通過橫移機構的移動去噴抹另一處墻面，不必經常移動底座1。橫移機構包括第二旋轉驅動裝置、傳動組件、齒輪17和齒條18；齒條18固定在支撐架12和底板11中任意一個上，第二旋轉驅動裝置、傳動組件和齒輪17設置在支撐架12和底板11中的另一個上，第二旋轉驅動裝置借助于傳動組件驅動齒輪17旋轉，從而使齒輪17沿齒條18滾動。

優選地，橫移機構包括第二電機13(即第二旋轉驅動裝置)、同步傳動帶14和帶輪15和傳動軸16(即傳動組件)、齒輪17和齒條18；齒條18固定在支撐架12；傳動軸16可轉動地安裝在底板11，第二電機13固定在底板11，帶輪15和齒輪17周向固定在傳動軸16，第二電機13借助同步傳動帶14帶動帶輪15轉動，從而帶動傳動軸16和齒輪17轉動；齒輪17與齒條18嚙合傳動。

優選地，如圖5所示，底板11固定安裝有滑塊111，支撐架12位于兩塊滑塊111之間，通過滑塊111與支撐架12的配合能夠為底板11的滑動導向。第二電機13安裝在底板11的上方，傳動軸16通過軸承安裝在底板11的下方，第二電機13通同步傳動帶14帶動帶輪15、傳動軸16和齒輪17轉動，齒輪17在齒條18上運動。基于上述結構，第二電機13、同步傳動帶14、帶輪15、傳動軸16和齒輪17均相對于底板11位置固定，而齒條18安裝在支撐架12上，齒輪17與齒條18嚙合傳動的時候齒輪17將相對于齒條18運動，使得底板11能夠相對于支撐架12滑動。

在本實施中，橫移機構采用同步帶傳動，同步帶傳動是由一條內周表面設有等間距的帶齒的同步傳動帶14和具有相應的齒的帶輪15所組成。運行時，同步傳動帶14與帶輪15嚙合傳遞運動和動力。其具有準確的傳動比，無滑差，傳動平穩，能吸振，不需潤滑，而且特別適用于如裝修等的惡劣環境中。

進一步優選地，齒條18為倒扣安裝。在裝修的施工現場灰塵比較多，同時為了避免噴射的砂漿濺落到齒條18上，因此把齒條18倒扣安裝，可防止雜物影響橫移機構的驅動性能。

抹刀角度調節機構

在本實施中，噴涂抹平裝置包括抹刀安裝架4、噴嘴44和抹刀41，抹刀安裝架4與第四機械臂32的第二端連接，噴嘴44和抹刀41均安裝在抹刀安裝架4。

在本實施中，在抹刀41與抹刀安裝架4之間設置有用于調節抹刀41相對于墻面的角度的抹刀角度調節機構。使得該自動抹墻機在面對不同的抹墻厚度要求時能夠靈活適應。

優選地，如圖6至圖8所示，抹刀角度調節機構包括第一氣缸42和連接塊43，抹刀41的中部鉸接在抹刀安裝架4，在抹刀41的一側鉸接連接塊43的第一端，第一氣缸42的第一端安裝在抹刀安裝架4，第一氣缸42的第二端鉸接連接塊43的第二端；這樣，通過第一氣缸42的伸縮便可調節抹刀41相對于墻面的角度。在如圖8所示實施例中，抹刀41的轉動軸是垂直于水平面的，這使得抹刀41的轉動是繞垂直于水平面的轉動軸進行轉動，調節抹刀41在水平方向上相對于墻面的角度，適用于橫向抹墻時對抹墻厚度調節；當然，基于上述原理，抹刀41的轉動軸也可以設置成平行于水平面，這使得抹刀41的轉動是繞平行于水平面的轉動軸進行轉動，這種情況下，對應調節第一氣缸42的位置，便可調節抹刀41在垂直方向上相對于墻面的角度，適用于豎向抹墻時對抹墻厚度的調節。上述替換均落入本發明的保護范圍之內。連接塊43的作用為：當第一氣缸42氣缸伸縮時，由于抹刀41的擺動，第一氣缸42的軸將不再與抹刀41的連接點共線，為了防止第一氣缸42或抹刀41變形，在第一氣缸42與抹刀41之間設置鉸接的連接塊43。

其他部件

在本實施中，該自動抹墻機還包括多個萬向輪19，各個萬向輪19與底座1之間借助絲桿螺母110連接，使萬向輪19能夠相對于底座1升降。如圖1、圖2和圖5所示，優選在底板11的四個邊角處各設置一個萬向輪19。在底板11的四個邊角處開通孔并設置螺母，每個萬向輪19均連接一條絲桿，通過絲桿螺母110的配合來使萬向輪19上升或下降。當需要對自動抹墻機進行移動時，萬向輪19下降并撐起整臺自動抹墻機，自動抹墻機可輕易被推動；當需要抹墻時，萬向輪19上升，自動抹墻機的底座1著地，自動抹墻機固定在地上，同時也防止萬向輪19受壓損壞。

優選地，底板11上設置有配重塊112，如圖1所示，升降裝置安裝在底板11的一側(圖1所示的右側)，為了使得底座1更穩定，需要在底板11的另一側(圖1所示的左側)安裝配重塊112，以平衡底座1。

在本實施例中，如圖6至圖8所示，噴涂抹平裝置包括多個噴嘴44，多個噴嘴44安裝在一個噴嘴架45上，噴嘴架45滑動安裝在抹刀安裝架4并能夠相對抹刀安裝架4水平移動(如圖7所示，噴嘴架45能夠在抹刀安裝架4上左右滑動)；還包括第二氣缸46，第二氣缸46的第一端安裝在抹刀安裝架4，第二氣缸46的第二端連接噴嘴架45。通過第二氣缸46的帶動，噴嘴架45能夠在平行于墻面的平面上滑動，當抹刀41轉與墻面成不同角度的時候，噴嘴架45能夠作出相應的平移，以配合抹刀41的工作。

在本實施例中，在升降裝置與折疊臂機構之間還設置有轉箱和連接座。優選地，如圖1至圖3和圖11所示，第二機械臂22的第二端與第三機械臂31的第一端之間還設置有轉箱51和連接座52，轉箱51安裝在第二機械臂22的第二端，第三機械臂31的第一端安裝在連接座52，連接座52與轉箱51鉸接。轉箱51內設置第三電機53和錐齒輪副54，其中一個錐齒輪與第三電機53連接，另一個錐齒輪與連接座52連接，第三電機53能夠帶動連接座52繞連接座52與轉箱51的鉸接點上下擺動。由于抹刀安裝架4通過折疊臂機構與連接座52連接，因此通過轉箱51調節連接座52的角度也就間接調節抹刀41在垂直方向上相對于墻面的角度。例如，在需要噴抹天花板時，可通過轉箱51調節連接座52的角度，進而使抹刀41平行于天花板。

控制裝置

在本實施例中，還包括控制裝置，自動抹墻機的底座、升降裝置、折疊臂機構和噴涂抹平裝置均受控于控制裝置。控制裝置協調控制自動抹墻機上的電機、氣缸、噴嘴、液壓馬達等動力源的運動，使得整臺自動抹墻機的各個部件能夠配合運動，實現在無人工干預的情況下自動抹墻。將機械臂及控制裝置這類技術應用于抹墻機械無疑是一個大的創新，對以后建筑設備的發展提供了一個新的思路。

在不沖突的情況下，上述的實施方式及實施方式中的特征可以相互組合。

綜上，本發明的自動抹墻機具有以下優點：該種自動抹墻機的多個機構配合動作，其橫向移動機構提供橫向移動，升降裝置提供豎直方向上的移動，折疊臂機構提供多種軌跡的抹墻運動，轉箱與連接座間的配合提供豎直方向上的轉向等，結合上述機構，使得該種自動抹墻機的運動維度多，其可同時滿足屋頂、彎曲墻面、拐角墻面等多種墻面的噴抹，適用范圍廣。在噴嘴噴涂料時，為了提高噴涂質量，需要控制噴頭以恒定的速度沿水平方向來回移動，為實現該動作，對折疊機械臂和/或第二氣缸進行精準控制即可；同時，在噴涂過程時，為了提高噴涂質量，需要把噴頭往上翹，使涂料能夠與墻面成一定角度地被噴上，為了實現該動作，對轉箱進行精準控制即可。

其每分鐘可抹墻4㎡，無需人工干預，且工作效率高；其采用機械結構進行抹墻，控制精度高，所抹出的墻面的平整度、垂直度及砂漿密度達到國家相關標準，附著力好，所抹的墻面質量好；該種自動抹墻機操作簡單，不需搭腳手架，不需增設移動設備，墻面、頂板均可以自由噴抹；自動化程度高，有效解放勞動力，適于推廣應用。

最后應說明的是：以上所述的各實施方式僅用于說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施方式對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施方式所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或全部技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施方式技術方案的范圍。