CN205894721U - 一种砌墙机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种砌墙机器人，包括工作台体，其上设置有砖车移载机构、双四轴联动控制***、自动抹泥器、液压切砖器、夹砖托盘、升降、平移机构，所述砖车移载机构通过台体支架第一导轨和台体支架第二导轨在所述工作台上进行上下运动，所述双四轴联动控制***对取砖机械手进行空间定位、移载，所述自动抹泥器与液压切砖器互相平行且横跨夹砖托盘设置，所述自动抹泥器设置有料斗、叶轮和驱动电机，所述液压切砖器设置有刀片支架，所述升降、平移机构设置于所述工作台体中台体底座和工作台面支撑架之间的中空部位。该机械人能够代替人执行取砖、抹泥、切砖、砌墙等动作,自动化程度高、效率高、使用方便。

Description

一种砌墙机器人

技术领域

本实用新型涉及用于建筑物墙体砌筑的机器人，具体涉及一种砌墙机器人。

背景技术

目前，随着工业技术的发展，尤其是在建筑行业，需要大量的砌墙工作，大部分的砌墙工作环境较差，工人多为中老年人，体力非常有限，人力工作不仅劳动强度大，效率低，而且容易因为工作时间长，导致疲惫不堪，造成工作出错，在建筑工作环境中，还存在工人人身安全隐患，因此，人力作业已经满足不了日益增长的工业发展的需要，通常的砌墙作业至少需要2人以上的配合才能完成，工作效率极低。

实用新型内容

为了克服上述技术的不足，本实用新型提供一种砌墙机器人，能够自动完成取砖、抹泥、切砖、砌墙动作，工作效率高，操作方便，其技术方案如下：

一种砌墙机器人，包括工作台体，所述工作台体包括工作台面、台体底座、工作台面支撑架、台体支架第一导轨、台体支架第二导轨，其特征在于，所述工作台体上设置有移载砖车的砖车移载机构，所述砖车移载机构通过台体支架第一导轨和台体支架第二导轨在所述工作台上进行上下运动，在所述工作台面支撑架与所述台体底座所构成的中空部位设置有执行加气块砌墙动作的升降、平移机构，在所述的工作台面上设置有对加气块进行空间坐标定位的双四轴联动控制***、对加气块自动抹泥的自动抹泥器、自动切除多余加气块的液压切砖器、承载加气块并对加气块定位的夹砖托盘，其中，所述自动抹泥器与所述液压切砖器互相平行且均横跨所述夹砖托盘设置，所述双四轴联动控制***设置在所述自动抹泥器、所述液压切砖器、所述夹砖托盘的上方以及所述工作台 体的一侧。

优选地，所述双四轴联动控制***包括第一X轴导轨和设置在所述第一X轴导轨上的第一X伺服电机以及第一X轴滑块、第二X轴导轨和设置在所述第二X轴导轨上的第二X轴伺服电机以及第二X轴滑块、Y轴导轨和设置在所述Y轴导轨上的Y轴伺服电机与Y轴滑块、Z轴伸缩臂和设置在所述Z轴伸缩臂上的取砖机械手，所述第一X轴导轨通过设置在所述第一X轴导轨内的所述第一X轴滑块与所述Y轴导轨滑动地连接，所述第二X轴导轨通过设置在所述第二X轴导轨内的所述第二X轴滑块与所述Y轴导轨滑动地连接，所述第一X轴导轨、所述Y轴导轨通过第一X轴导轨支撑架与所述工作台体相连，所述第二X轴导轨、Y轴导轨通过第二X轴导轨支撑架与所述工作台体相连，所述Z轴伸缩臂经由安装板通过Y轴滑块与所述Y轴导轨滑动地连接。

优选地，取砖机械手通过与设置在所述Z轴伸缩臂上的取砖机械手安装板以及取砖机械手液压气缸与所述Z轴伸缩臂连接，且所述取砖机械手包括夹取加气块且平行相对设置的第一夹爪和第二夹爪。

优选地，所述夹砖托盘设置在托盘导轨中且包括第一托盘挡沿、与所述第一托盘挡沿平行相对设置的第二托盘挡沿、连接所述第一托盘挡沿和所述第二托盘挡沿的托盘底部、设置于所述托盘底部且与滚轴丝杆连接的第一托盘导轨、第一托盘导轨滑块、第二托盘导轨以及第二托盘导轨滑块、和带动所述滚轴丝杆移动的托盘伺服电机。

优选地，所述自动抹泥器设置有承载泥巴的料斗、设置在所述料斗内的叶轮和驱动所述叶轮旋转的叶轮驱动电机。

优选地，所述液压切砖器设置有由第一支撑板、与所述第一支撑板平行相对设置的第二支撑板、连接所述第一支撑板和所述第二支撑板的支撑板横梁、 设置在所述第一支撑板上的固定刀片、设置在所述第二支撑板上的刀片液压气缸、设置在所述刀片液压气缸端部的移动刀片，所述刀片液压气缸横穿所述第二支撑板而设置且通过刀片液压气缸安装板安装在所述第二支撑板上。

优选地，所述升降、平移机构包括横轴机械臂、纵轴机械臂、砌砖机械手，所述横轴机械臂、纵轴机械臂通过横轴机械臂支撑座连接，所述纵轴机械臂与所述砌砖机械手通过砌砖机械手安装板连接。

优选地，所述横轴机械臂为能够进行双向移动的机械臂且所述横轴机械臂内设置有横轴机械臂伺服电机与钢丝绳。

优选地，所述砌砖机械手包括与所述砌砖机械手安装板连接的安装臂、铰链、调节所述铰链长度的砌砖机械手液压气缸、与所述铰链连接的第三夹爪、与安装臂连接的第四夹爪。

优选地，所述砖车移载机构设置成通过设置在所述台体支架第一导轨内第一砖车移载滑块和设置在所述台体支架第二导轨内的第二砖车移载滑块与所述台体支架第一导轨和所述台体支架第二导轨相配合的长方形型材结构，所述砖车移载机构上方设置有半圆形平行相对的一对板材，所述一对板材之间构成扣紧砖车的卡槽。

本实用新型有益的效果是：

1、通过采用双四轴联动控制***实现取砖机械手的空间定位，确定取砖机械手的空间坐标，定位精确，误差小。

2、取砖机械手进行自动化抓取加气块，其能够进行90°旋转，定位准确，抓取灵活，自动化程度高，易于操作。

3、采用升降、平移机构实现砌砖机械手的水平方向和垂直方向的位置，能够确定砌砖机械手在空间中的坐标位置，砌砖机械手可根据需要调 节夹爪之间的距离，进而能够抓取不同长度，不同大小的加气块，适用性较强。

4、砌砖机械手能够实现全过程的自动化的砌墙，无死角，在拐角处也能自由砌墙，自动化程度高，结构布局合理，方法易于操作，机械抓手移动方便，效率高。

5、升降、平移机构采用双向移动导轨，可实现升降、平移机构在水平方向的双向移动，移动方位多样，可在空间平面中自由移动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本实用新型一种砌墙机器人的立体图；

图2为本实用新型一种砌墙机器人砌砖机械手的局部放大图；

图3为本实用新型一种砌墙机器人液压切砖器的一个结构立体图；

图4为本实用新型一种砌墙机器人液压切砖器另一个结构立体图；

图5为本实用新型一种砌墙机器人自动抹泥器的结构立体图；

图中：

1-工作台体、2-升降、平移机构、3-砖车移载机构、4-双四轴联动控制***、5-自动抹泥器、6-液压切砖器、7-夹砖托盘

101-工作台面、102-台体底座、103-工作台面支撑架、104-台体支架第一导轨、105-台体支架第二导轨

201-纵轴机械臂、202-纵轴机械臂套、203-砌砖机械手安装板、204-砌 砖机械手、205-横轴机械臂支撑座、206-横轴机械臂、207-横轴机械臂套

2041-安装臂、2042-砌砖机械手液压气缸、2043-铰链、2044-第三夹爪、2045-第四夹爪

301-卡槽

401-第一X轴导轨、402-第二X轴导轨、403-Y轴导轨、404-Z轴伸缩臂、405-Y轴滑块、406-安装板、407-取砖机械手安装板、408-取砖机械手、409-取砖机械手液压气缸、410-第一X轴导轨支撑架、411-第二X轴导轨支撑架

4081-第一夹爪、4082-第二夹爪

501-料斗、502-叶轮、料斗支撑板503、固定孔504

601-刀片支架、602-固定刀片、603-移动刀片、604-刀片连接器、605-刀片液压气缸 606-刀片液压气缸安装板

6011-第一支撑板、6012-第二支撑板

701-夹砖托盘伺服电机、702-滚轴丝杆、703-托盘导轨、704-第一托盘挡沿、705-第二托盘挡沿、706-托盘底部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在图1-图5所示，一种砌墙机器人，包括工作台体1，工作台体1包括工作台面101、台体底座102、工作台面支撑架103、台体支架第一导轨104、台体支架第二导轨105，其特征在于，工作台体1上设置有移载砖车的砖车移载机 构3，砖车移载机构3通过台体支架第一导轨104和台体支架第二导轨105在工作台上1进行上下运动，在工作台面支撑架103与台体底座104所构成的中空部位设置有执行加气块砌墙动作的升降、平移机构2，在工作台面101上设置有对加气块进行空间坐标定位的双四轴联动控制***4、对加气块自动抹泥的自动抹泥器5、自动切除多余加气块的液压切砖器6、承载加气块并对加气块定位的夹砖托盘7，其中，自动抹泥器5与液压切砖器6互相平行且均横跨夹砖托盘7设置，双四轴联动控制***4设置在自动抹泥器5、液压切砖器6、夹砖托盘7的上方以及工作台体1的一侧。在具体实施例中，在砖车移载机构3附近放置承载加气块的砖车，承载加气块的砖车被人工放置在卡槽301上，在伺服电机的驱动下，砖车移载机构3将砖车沿着工作台体1向上运动，使砖车移动到夹砖托盘7附近，通过取砖机械手408放置到夹砖托盘7上，进行下一步的抹泥和切砖动作。

在具体的实施例中，砖车可设置3层放置加气块的隔层，每个隔层可放置7块加气块。

在具体实施例中，如图1所示，双四轴联动控制***4包括第一X轴导轨401和设置在第一X轴导轨401上的第一X伺服电机以及第一X轴滑块、第二X轴导轨402和设置在第二X轴导轨402上的第二X轴伺服电机以及第二X轴滑块、Y轴导轨403和设置在Y轴导轨403上的Y轴伺服电机与Y轴滑块405、Z轴伸缩臂404和设置在Z轴伸缩臂404上的取砖机械手408，第一X轴导轨401通过设置在第一X轴导轨401内的第一X轴滑块与Y轴导轨403滑动地连接，第二X轴导轨402通过设置在第二X轴导轨402内的第二X轴滑块与述Y轴导轨403滑动地连接，第一X轴导轨401、Y轴导轨403通过第一X轴导轨支撑架410与工作台体1相连，第二X轴导轨402、Y轴导轨403通过第二X轴导轨支 撑架411与工作台体1相连，Z轴伸缩臂404经由安装板406通过Y轴滑块405与Y轴导轨404滑动地连接。

在具体实施例中，取砖机械手408通过与设置在Z轴伸缩臂404上的取砖机械手安装板407以及取砖机械手液压气缸409与Z轴伸缩臂404连接，且取砖机械手408包括夹取加气块且平行相对设置的第一夹爪4081和第二夹爪4082。在具体实施例中，第一夹爪4081和第二夹爪4082通过取砖机械手液压气缸409的驱动，可执行取砖操作。

如图3和图4所示，夹砖托盘7设置在托盘导轨703中且包括第一托盘挡沿704、与第一托盘挡沿704平行相对设置的第二托盘挡沿705、连接第一托盘挡沿704和第二托盘挡沿705的托盘底部706、设置于托盘底部706且与滚轴丝杆702连接的第一托盘导轨、第一托盘导轨滑块、第二托盘导轨以及第二托盘导轨滑块、和带动滚轴丝杆702移动的托盘伺服电机701。

如图3和图4所示，液压切砖器6设置有由第一支撑板6011、与第一支撑板6011平行相对设置的第二支撑板6012、连接第一支撑板6011和第二支撑板6012的支撑板横梁6013、设置在第一支撑板6011上的固定刀片602、设置在第二支撑板6012上的刀片液压气缸605、设置在刀片液压气缸605端部的移动刀片603，刀片液压气缸605横穿第二支撑板6012而设置且通过刀片液压气缸安装板606安装在第二支撑板6012。在具体实施例中，在刀片液压气缸605的驱动下，刀片连接器604带动移动刀切除多余的加气块。优选地，固定刀片602和移动刀片603均采用65钢锰材质。

在具体实施例中，如图1所示，升降、平移机构2包括横轴机械臂206、纵轴机械臂201、砌砖机械手204，横轴机械臂206、纵轴机械臂201通过横轴机械臂支撑座205连接，纵轴机械臂201与砌砖机械手204通过砌砖机械手安装 板203连接。优选地，纵轴机械臂201上还设置有纵轴机械臂套202，横轴机械臂206上设置有横轴机械臂套207，其有利于纵轴机械臂201、横轴机械臂206在具体操作中纵向和横向的移动，不容易使机械臂走偏，同时也具有耐磨的特性。

在具体实施中，横轴机械臂206为能够进行双向移动的机械臂且横轴机械臂206内设置有横轴机械臂伺服电机与钢丝绳。

在具体实施例中，如图2所示，砌砖机械手206包括与砌砖机械手安装板203连接的安装臂2041、铰链2043、调节铰链2043长度的砌砖机械手液压气缸2043、与铰链连接的第三夹爪2044、与安装臂2041连接的第四夹爪2045。在具体实施例中，砌砖机械手液压气缸2042能够驱动铰链2043，通过铰链2043的拉伸调整第三夹爪2044与第四夹爪2045之间的距离。

在具体实施例中，如图1所示，砖车移载机构3设置成通过设置在台体支架第一导轨104内的第一砖车移载滑块和设置在台体支架第二导轨105内的第二砖车移载滑块与台体支架第一导轨104和台体支架第二导轨105相配合的长方形型材结构，砖车移载机构3上方设置有半圆形平行相对的一对板材，所述一对板材之间构成扣紧砖车的卡槽301。

如图5所示，承载稀泥的料斗501横跨夹砖托盘7设置，在料斗501内设置的叶轮502和驱动叶轮502旋转的叶轮电机连接，叶轮502通过叶轮丝轴固定，叶轮电机与所述丝轴连接，所述料斗501通过2个料斗支撑板503经由螺栓通过固定孔504固定在所述工作台面101上。料斗501下方设置成矩形，料斗501口设置成喇叭口状，料斗501支撑板设置有3个平行相间的三角形支撑肋板和设置有螺栓孔504的支撑板基底506，彼此相邻的三角形支撑肋板之间为中空，这种结构形式有助于支撑承载泥巴的料斗501。

本实用新型的工作方式为：当砖车移动到工作台体1时，将加气块装车码放整齐，使砖车放置到砖车移载机构3上，通过砖车移载机构3上的卡槽301使砖车卡牢，砖车移载机构3在台体支架第一导轨104和台体支架第二导轨105内通过移载机构伺服电机驱动，使砖车沿着工作台体1向上运动，取砖机械手408在Y轴导轨403上运动到砖车移载机构3对砖车移载机构3上的加气块进行定位，在取砖机械手液压气缸409的作用下抓取加气块，使之放置到夹砖托盘7上，夹砖托盘7对加气块进行定位，在夹砖托盘伺服电机701的控制下，通过夹砖托盘底部706上的滚轴丝杆702的移动，将夹砖托盘7送到自动抹泥器5，自动抹泥器5中料斗501中装有泥巴，驱动电机控制叶轮502旋转，使料斗501中的泥巴涂抹到加气块上，通过PLC控制组件进行精确计算加气块的长度和需要砌墙的长度，液压切砖器6通过其上设置的固定刀片602和移动刀片603的作用下，对加气块多余的部分进行切除，切除后，升降、平移机构2中横轴机械臂206内设置有步进电机和钢丝绳，在步进电机的作用下，钢丝绳拉紧，使横轴机械臂206在水平方向运动，同时，纵轴机械臂201在纵轴伺服电机的驱动下控制砌砖机械手204，进而调整在砌砖机械手204纵轴方向的位置，通过确定砌砖机械手204在水平方向和垂直方向的位置，进而对砌砖机械手204进行空间定位。砌砖机械手204通过铰链2043调整第三夹爪2044和第四夹爪2045之间的距离定位要抓取的加气块，通过PLC控制组件驱动砌砖机械手液压气缸2042，抓取加气块，然后通过砌砖机械手204将抓取的加气块放置到待砌墙的位置，完成砌墙动作。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的原理和实质的情况下，可以对上述方法和***的细节进行各种省略、替换 和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本实用新型的范围。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种砌墙机器人，包括工作台体(1)，所述工作台体(1)包括工作台面(101)、台体底座(102)、工作台面支撑架(103)、台体支架第一导轨(104)、台体支架第二导轨(105)，其特征在于，所述工作台体(1)上设置有移载砖车的砖车移载机构(3)，所述砖车移载机构(3)通过台体支架第一导轨(104)和台体支架第二导轨(105)在所述工作台上(1)进行上下运动，在所述工作台面支撑架(103)与所述台体底座(104)所构成的中空部位设置有执行加气块砌墙动作的升降、平移机构(2)，在所述的工作台面(101)上设置有对加气块进行空间坐标定位的双四轴联动控制***(4)、对加气块自动抹泥的自动抹泥器(5)、自动切除多余加气块的液压切砖器(6)、承载加气块并对加气块定位的夹砖托盘(7)，其中，所述自动抹泥器(5)与所述液压切砖器(6)互相平行且均横跨所述夹砖托盘(7)设置，所述双四轴联动控制***(4)设置在所述自动抹泥器(5)、所述液压切砖器(6)、所述夹砖托盘(7)的上方以及所述工作台体(1)的一侧，其中所述双四轴联动控制***(4)包括第一X轴导轨(401)和设置在所述第一X轴导轨(401)上的第一X伺服电机以及第一X轴滑块、第二X轴导轨(402)和设置在所述第二X轴导轨(402)上的第二X轴伺服电机以及第二X轴滑块、Y轴导轨(403)和设置在所述Y轴导轨(403)上的Y轴伺服电机与Y轴滑块(405)、Z轴伸缩臂(404)和设置在所述Z轴伸缩臂(404)上的取砖机械手(408)，所述第一X轴导轨(401)通过设置在所述第一X轴导轨(401)内的所述第一X轴滑块与所述Y轴导轨(403)滑动地连接，所述第二X轴导轨(402)通过设置在所述第二X轴导轨(402)内的所述第二X轴滑块与所述Y轴导轨(403)滑动地连接，所述第一X轴导轨(401)、所述Y轴导轨(403)通过第一X轴导轨支撑架(410)与所述工作台体(1)相连，所述第二X轴导轨(402)、Y轴导轨(403)通过第二X轴导轨支撑架(411) 与所述工作台体(1)相连，所述Z轴伸缩臂(404)经由安装板(406)通过Y轴滑块(405)与所述Y轴导轨(404)滑动地连接。

2.根据权利要求1所述的一种砌墙机器人，其特征在于，所述取砖机械手(408)通过与设置在所述Z轴伸缩臂(404)上的取砖机械手安装板(407)以及取砖机械手液压气缸(409)与所述Z轴伸缩臂(404)连接，且所述取砖机械手(408)包括夹取加气块且平行相对设置的第一夹爪(4081)和第二夹爪(4082)。

3.根据权利要求1所述的一种砌墙机器人，其特征在于，所述夹砖托盘(7)设置在托盘导轨(703)中且包括第一托盘挡沿(704)、与所述第一托盘挡沿(704)平行相对设置的第二托盘挡沿(705)、连接所述第一托盘挡沿(704)和所述第二托盘挡沿(705)的托盘底部(706)、设置于所述托盘底部(706)且与滚轴丝杆(702)连接的第一托盘导轨、第一托盘导轨滑块、第二托盘导轨以及第二托盘导轨滑块、和带动所述滚轴丝杆(702)移动的托盘伺服电机(701)。

4.根据权利要求1所述的一种砌墙机器人，其特征在于，所述自动抹泥器(5)设置有承载泥巴的料斗(501)、设置在所述料斗(501)内的叶轮(502)和驱动所述叶轮(502)旋转的叶轮驱动电机(图中未示出)。

5.根据权利要求1所述的一种砌墙机器人，其特征在于，所述液压切砖器(6)设置有由第一支撑板(6011)、与所述第一支撑板(6011)平行相对设置的第二支撑板(6012)、连接所述第一支撑板6011)和所述第二支撑板(6012)的支撑板横梁(6013)、设置在所述第一支撑板(6011)上的固定刀片(602)、设置在所述第二支撑板(6012)上的刀片液压气缸(605)、设置在所述刀片液压气缸(605)端部的移动刀片(603)，所述刀片液压气缸(605)横穿所述第二支撑板(6012)而设置且通过刀片液压气缸安装板(606)安装在所述第二支 撑板(6012)上。

6.根据权利要求1所述的一种砌墙机器人，其特征在于，所述升降、平移机构(2)包括横轴机械臂(206)、纵轴机械臂(201)、砌砖机械手(204)，所述横轴机械臂(206)、纵轴机械臂(201)通过横轴机械臂支撑座(205)连接，所述纵轴机械臂(201)与所述砌砖机械手(204)通过砌砖机械手安装板(203)连接。

7.根据权利要求6所述的一种砌墙机器人，其特征在于，所述横轴机械臂(206)为能够进行双向移动的机械臂且所述横轴机械臂(206)内设置有横轴机械臂伺服电机与钢丝绳。

8.根据权利要求6或7所述的一种砌墙机器人，其特征在于，所述砌砖机械手(206)包括与所述砌砖机械手安装板(203)连接的安装臂(2041)、铰链(2043)、调节所述铰链(2043)长度的砌砖机械手液压气缸(2043)、与所述铰链连接的第三夹爪(2044)、与所述安装臂(2041)连接的第四夹爪(2045)。

9.根据权利要求1所述的一种砌墙机器人，其特征在于，所述砖车移载机构(3)设置成通过设置在所述台体支架第一导轨(104)内第一砖车移载滑块和设置在所述台体支架第二导轨(105)内的第二砖车移载滑块与所述台体支架第一导轨(104)和所述台体支架第二导轨(105)相配合的长方形型材结构，所述砖车移载机构(3)上方设置有半圆形平行相对的一对板材，所述一对板材之间构成扣紧砖车的卡槽(301)。