摘要:随着科学技术的发展，越来越多的智能装备开始走入我们生产生活的各个方面，本文提供了一种基于智能控制的墙面粉刷机器人的设计思路，通过分布在各个部位的传感器，来检测周围环境进而实现对自身工作进程的控制，完成粉刷任务。［1］
关键词:墙面粉刷;传感器;智能控制
1产品结构
该设备主要由四部分构成，包括刮头部分，机械臂部分，车身部分，智能控制部分。其中刮头部分主要负责将粉刷材料固定在墙面上，机械臂部分主要负责控制刮头的方向和输送粉刷材料，车身部分负责机器人的移动和液料的储存和输送，智能控制部分主要负责对工作过程的智能控制。
1．1刮头部分
刮头部分是整个产品最主要的工作部分，主要由中央刮板，上下长滚轮，上下出料口，上下储料箱，齿条传动系统，液料供给系统组成。中央刮板是一个可以来回左右移动的长方形刮板，刮板背面有一个燕尾槽，和固定在链条上的燕尾楔块相配合，楔块可以在楔槽中运动，这样，链条转动就会带动刮板左右运动。从而实现模拟人工粉刷墙面的动作，将粉刷材料固定在墙面上。上下滚柱负责对已刮好的墙面进行二次平整。链条的动力来源于双轴电机。
1．2机械臂部分
机械臂部分主要起到控制刮头部分作业方向的作用，主要包括不同长度的机械臂，位于机械臂关节处的伺服电机，用作支撑用的液压杆件，还有一个可以360度转动的底座。机械臂的转动主要靠智能处理器控制伺服电机进而控制其转动，位于下方的液压杆件主要起到支撑作用。下方360度的活动底座为了方便让刮头部分可以相对小车转动，方便不同方向的作业需求。
1．3车身部分
车身部分主要起到移动平台的作用，主要由电动机，麦克纳母轮，电压控制电路和液料储运系统组成。电动机主要为小车的移动提供动力，为转动平台的转动提供动力。麦克纳母轮可以实现小车的全方位直接移动，在空间比较狭小的地方可以实现灵活的移动。液料储运系统可以将储存的液料按照智能控制中心的命令将液料输送到不同的料箱中。［2］
1．4智能控制部分
智能控制部分主要由距离传感器，智能处理器和无线控制部分组成，距离传感器他们主要分布在刮头部分和小车侧面，无线控制部分可以通过蓝牙连接手机实现控制。利用手机APP，通过蓝牙装置和手机相连接，工人利用手机APP通过蓝牙向小车发送特定的字符，实现对小车的控制，另外小车还可以向手机发送小车的各种数据信息，显示在APP中，便于工人了解小车的状态信息，实现小车的启动，关闭和急停。［3］
2产品的工作过程
2．1前期准备工作
通电后启动电气系统，工人师傅通过手机APP中的遥控部分，操控小车的移动，由于采用的是麦克纳姆轮，小车可以自如地进行全方位移动。工人师傅将小车移动至工作地点之后，打开工作程序。工作程序一旦开始，小车的各个部位的传感器开始工作。刮头部分的传感器感知与墙面的距离，保证刮板与墙面保持合适距离的同时使整个刮板平面与墙面保持平行。车身部分的传感器也可以感知其与墙面的距离实现平行的移动。当传感器将所有位置对准确以后，真正的工作行程就开始了。
2．2工作行程
开始工作的时候，刮头部分开始在最下方，刮头部分在机械臂的作用下缓慢向上移动，流出上出料口的液料经中央刮板固定在墙面上将其平整地固定在墙上，下方的滚柱也可以实现腻子的二次固定。当小车平移至新的工作位置时(此时刮头部分还在上方天花板处，平移的距离稍小于出料的宽度即可)，上方出料口关闭，下方出料口打开，刮头部分从上向下缓慢移动，直至到最低位置。当遇到墙角时，传感器感知位置的变化，机械臂收缩至合适位置，位于机械臂下方的旋转平台就会转动90度，转动完成之后，刮板重新归位，实现对另一面墙体的粉刷工作。
3结束语
随着智能化的发展，工程机械领域也逐渐采用智能化控制，减少了工人的工作量，降低了工作的危险系数。基于智能控制的墙面粉刷机器人采用科学的传动系统，保证刮板可靠地运行。在很大程度上代替了人工，但这种粉刷方式适应于大面积的平整墙面的粉刷，较为复杂的墙面或者拐角仍然需要人工的干预。
参考文献:
［1］赵红丽．半自动墙面刮腻机的研究［D］．长春理工大学，2014．
［2］刘中华．自动上料干粉涂料腻子混合机信息安全管理［J］．基础医学论文四川建材，2005，04:34．
［3］岳彦芳，孙聚运，常宏杰，杨光．木板智能涂腻设备关键技术［J］．林产工业，2016，05:33－36
作者：张永康 田山 周彬 单位：山东科技大学
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