CN116357854A - 一种建筑外墙安全扫描装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种建筑外墙安全扫描装置，包括：升降模块及扫描模块；升降模块包括升降框架组件，设在升降框架组件上方的升降动力组件，升降框架组件包括两根平行设置的光轴，两根光轴之间设有光轴固定件固定连接；升降动力组件包括升降伺服电机，升降伺服电机固定在两光轴的上端，升降伺服电机的输出轴连接有双轴输出减速机，双轴输出减速机的两轴端分别设有主动升降同步轮，两光轴的下端分别设有被动升降同步轮，主动升降同步轮和被动升降同步轮之间套设有升降同步带；扫描模块套设在两根光轴上，扫描模块与两侧的升降同步带固定连接。本发明的有益效果在于：实现对墙面的高效扫描，从而为规避障碍或者危险提供信息。

Description

一种建筑外墙安全扫描装置

技术领域

本发明涉及一种扫描装置，尤其是指一种建筑外墙安全扫描装置。

背景技术

随着建筑外墙机器人的广泛应用，危害机器人高空动作和施工安全的障碍问题日益突出。因为建筑行业经常发生穿插和交叉施工，而建筑外墙机器人受制于吊臂一般设计得比较贴近外墙面，所以机器人在上升和下降的施工过程中，难免遭遇到工人施工产生的突发的安全隐患，如向外开窗，工具外搭出墙面或窗户，人爬在墙外或窗外施工等。

目前主要是通过人工在地观察，然后再主动干预机器人自动化施工流程或者人工主动提前处理和规避这些安全隐患。

因此急需一种建筑外墙安全扫描装置，扫描区域环境的物理特征是否会对机器人的高空动作和施工安全构成障碍危害，从而控制机器人的动作。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种建筑外墙安全扫描装置，包括：升降模块及扫描模块；所述升降模块包括升降框架组件，设在升降框架组件上方的升降动力组件，升降框架组件包括两根平行设置的光轴，两根光轴之间设有光轴固定件固定连接；升降动力组件包括升降伺服电机，升降伺服电机固定在两光轴的上端，升降伺服电机的输出轴连接有双轴输出减速机，双轴输出减速机的两轴端分别设有主动升降同步轮，两光轴的下端分别设有被动升降同步轮，主动升降同步轮和被动升降同步轮之间套设有升降同步带；所述扫描模块套设在两根光轴上，扫描模块与两侧的升降同步带固定连接，升降同步带可带动扫描模块沿光轴上下移动。

进一步的，所述光轴的上端套设有上限位件，光轴的下端套设有下限位件。

进一步的，所述上限位件处设有上缓冲垫，下限位件处设有下缓冲垫。

进一步的，所述扫描模块包括扫描框架组件及设于扫描框架组件上的扫描组件。

进一步的，所述扫描框架组件包括扫描伺服安装板，扫描伺服安装板的两侧分别连接固定有滑块安装件，两滑块安装件的两侧分别连接固定有开口直线滑块，两开口直线滑块分别套设在两光轴上，扫描伺服安装板的下方连接固定有光电滑环桥接件，两滑块安装件上设有同步带压带底板及适配的同步带压带面板，同步带压带底板及同步带压带面板将升降同步带压紧。

进一步的，两个滑块安装件上还设有接近开关，一个接近开关的开关方向竖直向上，一个接近开关的开关方向竖直向下。

进一步的，所述同步带压带底板上设有齿，同步带压带底板通过齿与升降同步带啮合。

进一步的，所述扫描组件包括扫描伺服电机及光电滑环，扫描伺服电机固定在扫描伺服电机安装板上，光电滑环的中间穿过一根滑环转轴，光电滑环的下方固定有光电滑环安装件，光电滑环安装件固定在光电滑环桥接件上，滑环转轴与扫描伺服电机的输出轴平行设置；滑环转轴的一端与扫描伺服电机的输出轴之间设有扫描同步带，滑环转轴的另一端固定连接有线激光雷达安装件，线激光雷达安装件的下方固定连接有线激光雷达。

进一步的，还设有拖链组件，拖链组件包括拖链动段固定件、拖链、拖链静段固定件和线缆导向件；拖链动段固定件固定在拖链的一端，拖链动段固定件固定在同步带压带面板上，拖链静段固定件固定在拖链的另一端，拖链静段固定件一端设有线缆导向件，线缆从线缆导向件进入拖链延伸到扫描组件中。

进一步的，所述光轴固定件设有两个，两个光轴固定件沿着光轴间隔设置。

本发明的有益效果在于：扫描模块固定在两光轴上，升降伺服电机通过双轴输出减速机输出动力，带动两侧的升降同步带移动，从而带动扫描组件上下沿着光轴实现升降活动，从而实现对墙面的高效扫描，从而为规避障碍或者危险提供信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的机构获得其他的附图。

图1为本发明实施例的建筑外墙安全扫描装置整体结构图；

图2为本发明实施例的升降模块结构图；

图3为本发明实施例的升降框架结构图；

图4为本发明实施例的升降动力组件结构图；

图5为本发明实施例的扫描框架组件结构图；

图6为本发明实施例的升降动力组件的分解结构图；

图7为本发明实施例的扫描组件结构图；

图8为本发明实施例的扫描组件的分解结构图；

图9为本发明实施例的拖链组件结构图；

图10为本发明实施例的建筑外墙安全扫描装置应用场景结构图；

其中，1、升降模块；2、扫描模块；3、拖链组件；11、升降框架组件；12、升降动力组件；111、光轴固定件；112、光轴；113、上限位件；114、下限位件；115、上缓冲垫；116、下缓冲垫；121、升降伺服电机；122、双轴输出减速机；123、减速机固定件；124、主动升降同步轮；125、升降同步带；126、被动升降同步轮；21、扫描框架组件；211、扫描伺服电机安装板；212、滑块安装件；213、接近开关；214、开口直线滑块；215、同步带压带底板；216、同步带压带面板；217、光电滑环桥接件；22、扫描组件；221、扫描伺服电机；222、主动扫描同步轮；223、扫描同步带；224、被动扫描同步轮；225、滑环转轴；226、光电滑环；227、光电滑环安装件；228、线激光雷达安装件；229、线激光雷达；31、拖链动段固定件；32、拖链；33、拖链静段固定件；34、线缆导向件；35、线缆；41、吊篮；42、建筑外墙安全扫描装置；43、滑轨；44、外墙喷涂机器人。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1-图4所示，本发明的第一实施例为：一种建筑外墙安全扫描装置，包括：升降模块1及扫描模块2；所述升降模块1包括升降框架组件11，设在升降框架组件11上方的升降动力组件12，升降框架组件11包括两根平行设置的光轴112，两根光轴112之间设有光轴固定件111固定连接；升降动力组件12包括升降伺服电机121，升降伺服电机121固定在两光轴112的上端，升降伺服电机121的输出轴连接有双轴输出减速机122，双轴输出减速机122通过减速机固定件123固定，减速机固定件123固定在两光轴112上，双轴输出减速机122的两轴端分别设有主动升降同步轮124，两光轴112的下端分别设有被动升降同步轮126，主动升降同步轮124和被动升降同步轮126之间套设有升降同步带125；所述扫描模块2套设在两根光轴112上，扫描模块2与两侧的升降同步带125固定连接，升降同步带125可带动扫描模块2沿光轴112上下移动。

本实施例的有益效果在于：扫描模块2固定在两光轴112上，升降伺服电机121通过双轴输出减速机122输出动力，带动两侧的升降同步带125移动，从而带动扫描模块2上下沿着光轴112实现升降活动，从而实现对墙面的高效扫描，从而为规避障碍或者危险提供信息。

如图1-图3所示，在一具体实施例中，所述光轴112的上端套设有上限位件113，光轴112的下端套设有下限位件114。上限位件113通过螺栓固定在光轴112的上端，下限位件114通过螺栓固定在光轴112的下端，用于控制扫描组件22的升降范围。

如图1-图3所示，在一具体实施例中，所述上限位件113处设有上缓冲垫115，下限位件114处设有下缓冲垫116。上缓冲垫115及下缓冲垫116，能够对扫描组件22进行缓冲，防止扫描组件22与上限位件113或下限位件114产生刚性接触。

如图5、图6所示，在一具体实施例中，所述扫描模块2包括扫描框架组件21及设于扫描框架组件21上的扫描组件22。

其中，所述扫描框架组件21包括扫描伺服安装板，扫描伺服安装板的两侧分别连接固定有滑块安装件212，两滑块安装件212的两侧分别连接固定有开口直线滑块214，两开口直线滑块214分别套设在两光轴112上，为扫描组件22提供升降导向，扫描伺服安装板的下方连接固定有光电滑环桥接件217，光电滑环桥接件217用于承载扫描组件22，两滑块安装件212上设有同步带压带底板215及适配的同步带压带面板216，同步带压带底板215及同步带压带面板216将升降同步带125压紧。由于同步带压带底板215及同步带压带面板216将升降同步带125压紧，从而同步带在运动时，能够带动扫描模块2实现升降。

其中，两个滑块安装件212上还设有接近开关213，一个接近开关213的开关方向竖直向上，一个接近开关213的开关方向竖直向下。两个接近开关213分别通过锁紧螺母固定在两个滑块安装件212预设处，一个朝上，一个朝下，用于感应扫描模块2的升降极限位置。

其中，所述同步带压带底板215上设有齿，同步带压带底板215通过齿与升降同步带125啮合。述同步带压带底板215上设有齿与升降同步带125啮合，能够实现升降同步带125与扫描组件22的升降同步，防止打滑。

如图7、图8所示，在一具体实施例中，所述扫描组件22包括扫描伺服电机221及光电滑环226，扫描伺服电机221通过螺栓固定在扫描伺服电机安装板211上，为线激光雷达229提供转动扭矩，光电滑环226的中间穿过一根滑环转轴225，光电滑环226的下方固定有光电滑环安装件227，光电滑环安装件227固定在光电滑环桥接件217上，滑环转轴225与扫描伺服电机221的输出轴平行设置；滑环转轴225的一端设有被动扫描同步轮224，扫描伺服电机221的输出轴设有主动扫描同步轮222，主动扫描同步轮222与被动扫描同步轮224之间设有扫描同步带223，滑环转轴225的另一端固定连接有线激光雷达安装件228，线激光雷达安装件228的下方固定连接有线激光雷达229。滑环转轴225用于传递扫描伺服电机221输出扭矩和承载线激光雷达安装件228。光电滑环226用于中转线激光雷达229旋转扫描数据。线激光雷达229用于扫描应用场景的周围环境。

如图1、图9所示，在一具体实施例中，建筑外墙安全扫描装置42还设有拖链组件3，用于收纳和牵引线缆35，拖链组件3包括拖链动段固定件31、拖链32、拖链静段固定件33和线缆导向件34；拖链动段固定件31通过螺栓内嵌夹紧固定在拖链32的一端，拖链动段固定件31固定在同步带压带面板216上，拖链静段固定件33通过螺栓内嵌夹紧固定在拖链32的另一端，拖链静段固定件33一端设有线缆导向件34，线缆导向件34通过螺栓固定在下限位件114上，集中定向导出线缆35，线缆35从线缆导向件34进入拖链32延伸到扫描组件22中。

在一具体实施例，所述光轴固定件111设有两个，两个光轴固定件111沿着光轴112间隔设置，能够保持两根光轴112之间的稳定性，如图10所示，在具体应用场景中，通过光轴固定件111将建筑外墙安全扫描装置42固定在吊篮41上，吊篮41上横设有滑轨43，滑轨43上设有建筑外墙喷涂机器人44。

以建筑外墙喷涂机器人为例，说明一种建筑外墙安全扫描装置的工作原理：

建筑外墙喷涂机器人44一般距离正向待喷涂墙面间距很小，另外如果在狭窄工位如天井、阴角、内凹面等情景下施工时，则不仅要考虑正向和上下，还须考虑左右和后方人工穿插施工带来的安全隐患如向外开窗、工具外搭出墙面或窗户、人在墙外或窗外施工等，因此需要建筑外墙安全扫描装置42能够对建筑外墙喷涂机器人44周围的环境进行自动、实时、高效和连续的大面积扫描。

当建筑外墙喷涂机器人44上升时，扫描模块2通过升降动力组件12提升至光轴112的顶部预设处，拖链组件3动段与扫描模块2随动；线性激光雷达在扫描伺服电机221的驱动下对外墙喷涂机器人44的上方区域进行扫描，扫描数据通过光电滑环226中转传输反馈回控制系统，控制系统通过安全算法判断所扫描的上方区域是否存在对机器人上升安全产生危害的障碍以及障碍间距，从而控制机器人是否继续上升；

当建筑外墙喷涂机器人44喷涂施工时，扫描模块2通过升降动力组件12下降至光轴112的中间预设处，拖链组件3动段与扫描模块2随动；线性激光雷达在扫描伺服电机221的驱动下对外墙喷涂机器人44的四周进行扫描，扫描数据通过光电滑环226中转传输反馈回控制系统，控制系统通过安全算法判断所扫描的四周区域是否存在对建筑外墙喷涂机器人44施工安全产生危害的障碍以及障碍间距，从而控制建筑外墙喷涂机器人44是否继续施工；

当建筑外墙喷涂机器人44下降时，扫描模块2通过升降动力组件12下降至光轴112的底部预设处，拖链组件3动段与扫描模块2随动；线性激光雷达在扫描伺服电机221的驱动下对外墙喷涂机器人44的下方区域进行扫描，扫描数据通过光电滑环226中转传输反馈回控制系统，控制系统通过安全算法判断所扫描的下方区域是否存在对机器人下降安全产生危害的障碍以及障碍间距，从而控制建筑外墙喷涂机器人44是否继续下降。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种建筑外墙安全扫描装置，其特征在于，包括：升降模块及扫描模块；所述升降模块包括升降框架组件，设在升降框架组件上方的升降动力组件，升降框架组件包括两根平行设置的光轴，两根光轴之间设有光轴固定件固定连接；升降动力组件包括升降伺服电机，升降伺服电机固定在两光轴的上端，升降伺服电机的输出轴连接有双轴输出减速机，双轴输出减速机的两轴端分别设有主动升降同步轮，两光轴的下端分别设有被动升降同步轮，主动升降同步轮和被动升降同步轮之间套设有升降同步带；所述扫描模块套设在两根光轴上，扫描模块与两侧的升降同步带固定连接，升降同步带可带动扫描模块沿光轴上下移动。

2.如权利要求1所述的建筑外墙安全扫描装置，其特征在于，所述光轴的上端套设有上限位件，光轴的下端套设有下限位件。

3.如权利要求2所述的建筑外墙安全扫描装置，其特征在于，所述上限位件处设有上缓冲垫，下限位件处设有下缓冲垫。

4.如权利要求1所述的建筑外墙安全扫描装置，其特征在于，所述扫描模块包括扫描框架组件及设于扫描框架组件上的扫描组件。

5.如权利要求4所述的建筑外墙安全扫描装置，其特征在于，所述扫描框架组件包括扫描伺服安装板，扫描伺服安装板的两侧分别连接固定有滑块安装件，两滑块安装件的两侧分别连接固定有开口直线滑块，两开口直线滑块分别套设在两光轴上，扫描伺服安装板的下方连接固定有光电滑环桥接件，两滑块安装件上设有同步带压带底板及适配的同步带压带面板，同步带压带底板及同步带压带面板将升降同步带压紧。

6.如权利要求5所述的建筑外墙安全扫描装置，其特征在于，两个滑块安装件上还设有接近开关，一个接近开关的开关方向竖直向上，一个接近开关的开关方向竖直向下。

7.如权利要求5所述的建筑外墙安全扫描装置，其特征在于，所述同步带压带底板上设有齿，同步带压带底板通过齿与升降同步带啮合。

8.如权利要求5所述的建筑外墙安全扫描装置，其特征在于，所述扫描组件包括扫描伺服电机及光电滑环，扫描伺服电机固定在扫描伺服电机安装板上，光电滑环的中间穿过一根滑环转轴，光电滑环的下方固定有光电滑环安装件，光电滑环安装件固定在光电滑环桥接件上，滑环转轴与扫描伺服电机的输出轴平行设置；滑环转轴的一端与扫描伺服电机的输出轴之间设有扫描同步带，滑环转轴的另一端固定连接有线激光雷达安装件，线激光雷达安装件的下方固定连接有线激光雷达。

9.如权利要求5所述的建筑外墙安全扫描装置，其特征在于，还设有拖链组件，拖链组件包括拖链动段固定件、拖链、拖链静段固定件和线缆导向件；拖链动段固定件固定在拖链的一端，拖链动段固定件固定在同步带压带面板上，拖链静段固定件固定在拖链的另一端，拖链静段固定件一端设有线缆导向件，线缆从线缆导向件进入拖链延伸到扫描组件中。

10.如权利要求1所述的建筑外墙安全扫描装置，其特征在于，所述光轴固定件设有两个，两个光轴固定件沿着光轴间隔设置。

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