CN107558747B - 一种智能砌墙机器人 - Google Patents
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Abstract
一种智能砌墙机器人，包括四个第一支架、四个履带轮、四个卷筒、四个钢丝绳、四个第一步进电机、四个第一电缸、吸盘、真空泵、并联机构、第一伸缩缸、第二步进电机等，本发明具有以下优点：本发明采用独特的机构随墙升高，能够在高空作业；通过钢丝绳使水泥箱和盛砖箱能够从高空下放到地面，以便于添加水泥和砖，方便了高空作业，一定程度上减小的本发明的体积。
Description
技术领域
本发明涉及建筑机械设备技术领域，特别涉及一种智能砌墙机器人。
背景技术
在日常生产生活中，一些房屋、厂房等都是以砖和水泥建造而成的，目前墙体的建造仍为人力手工，需要大量的劳动力，无论严寒酷暑，农民工们都在辛勤劳作，在建造较高的墙体时，还容易发生事故，因此急需一种机械设备能够代替人工进行砌墙工作，目前已存在相关设备，如申请号为201720040218.9的自动砌墙机，包括机架，所述机架的顶部固定有安装板，所述机架上安装有于整个机器提升的爬升装置，所述机架的两侧面安装有用于砖块提升和存储的送砖装置，在安装板的顶部安装有铺砖装置，所述铺装装置与夹砖装置相配合行铺砖作业，所述机架的前端面固定安装有水泥输送装置。此自动砌墙机是一种可以代替人力的砌墙机器，能完成人所有的砌墙工作，并且效率高，速度快。该发明通过电泵将水泥从地面沿管道吸起，当墙体较高时，输送距离远，需要耗费大量的电力，并且操作较为繁琐。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种智能砌墙机器人，包括四个第一支架、四个履带轮、四个卷筒、四个钢丝绳、四个第一步进电机、四个第一电缸、吸盘、真空泵、并联机构、第一伸缩缸、第二步进电机、支撑臂、第三步进电机、第一滑动座、抹泥组件、第一截断阀、第一齿条、支撑板、四个第一滚轮、四个第一轮架、水泥管道、水泥泵、盛砖箱、水泥箱、第二电缸、水泥口盖、第一伺服电机、第一齿轮、第二齿条、两个第三电缸、四个第四步进电机、四个第二支架、八个第二轮架、八个第二滚轮、两个第三伸缩缸、第四伺服电机，其特征在于：
所述支撑板为矩形板状，在其前面上的上部设有左右贯穿的燕尾槽，抹泥组件中的第二滑动座通过其后面上的燕尾导轨滑动安装在该燕尾槽中，第二伸缩缸底部竖直向上固定安装在第二滑动座上，第三伺服电机水平向右固定安装在第二伸缩缸伸缩杆顶部，第五伸缩缸底部水平向上固定安装在第三伺服电机电机轴的顶端，移动水泥箱右侧面的上端固定安装在第五伸缩缸的伸缩杆顶端，该移动水泥箱为矩形箱体，在其前面的上部设有矩形状的水泥出口，在该水泥出口的表面上设有均匀的三角形槽，以便于将水泥均匀涂抹在砖上，在移动水泥箱前面的下部安装有第二截断阀，在移动水泥箱的底部安装有第五电缸，其伸缩杆穿过移动水泥箱底部，在移动水泥箱内部与矩形板相固定，通过第五电缸推拉移动水泥箱内部的矩形板，将移动水泥箱内部的水泥从水泥出口挤出，第二伺服电机竖直向下固定安装在第二伸缩缸的底部，第二齿轮侧面与第二伺服电机电机轴同心固定，第一齿条固定安装在支撑板上并与第二齿轮啮合；
在支撑板顶部设有左右贯穿的燕尾槽，第一滑动座通过其底部的燕尾导轨滑动安装在该燕尾槽中，支撑臂为矩形柱状，其底部铰接在第一滑动座上，第三步进电机固定安装在第一滑动座上，其电机轴与支撑臂底部的转动中心相固定，第一伸缩缸底部铰接在支撑臂顶部，第二步进电机固定安装在支撑臂顶部，其电机轴与第一伸缩缸底部的转动中心相固定，第四伺服电机固定在第一伸缩缸的伸缩杆顶部，并联机构的底板固定安装在第四伺服电机的电机轴顶部，六个第四电缸的底部分别沿周向均匀球铰接在底板的上表面，其伸缩杆顶部分别沿周向均匀球铰接在顶板的底面，真空泵固定安装在顶板的上表面，吸盘与真空泵相连接，在第一滑动座的后面上竖直向下固定有第一伺服电机，第一齿轮同心固定安装在第一伺服电机的电机轴上，第二齿条固定安装在支撑板上且与第一齿轮啮合；
所述第二支架为倒立的L状，在第二支架底部的前面上水平固定有第二轮架，在第二轮架中水平转动安装有第二滚轮，在第二支架上部前端的底面上竖直固定有第二轮架，在第二轮架中竖直转动安装有第二滚轮，在竖直固定的第二轮架的侧面固定安装有第四步进电机，其电机轴与第二滚轮侧面中心相固定，两个第三伸缩缸分别竖直固定安装在支撑板顶部的左右两端，在两个第三伸缩缸的顶部分别固定有第二支架，且该第二支架的水平部分水平向前，在该第二支架顶部的后部分别水平向前固定有第三电缸，其伸缩杆顶部分别固定在另外两个第二支架，且该第二支架与第三伸缩缸上的第二支架相对安装；
在支撑板的前面的四个角处分别转动安装有四个第一轮架，在四个第一轮架中转动安装有四个第一滚轮，且四个第一滚轮与其上部的第二滚轮上下对齐；
所述四个第一支架为矩形柱状，其分别水平固定安装在支撑板后面的四个角处，四个履带轮分别安装在底部的两个第一支架的外侧面的前后两端，四个第一电缸分别固定安装在上部两个第一支架的外侧面的前后两端，其伸缩杆穿过第一支架滑动安装在盛砖箱侧面上的孔中，四个卷筒分别转动安装在上部两个第一支架下部的前后两端，四个第一步进电机分别固定安装在上部两个第一支架下部的前后两端，其电机轴分别与四个卷筒侧面同心固定，四个钢丝绳一端分别固定在四个卷筒上，并缠绕在四个卷筒上，另一端分别固定在盛砖箱左右两侧面的前后两侧，水泥箱为矩形箱体，固定安装在盛砖箱底部，水泥箱后面的左部上端设有用于灌注水泥的矩形开口，水泥口盖与该矩形开口滑动配合，第二电缸竖直固定安装在水泥箱后面左部的底部，其伸缩杆与水泥口盖侧面相固定，在水泥箱前面左部的底部固定有水泥泵，第一截断阀固定安装在盛砖箱前面左部的顶部，与水泥泵上下对齐，二者通过水泥管道连接。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：本发明采用独特的机构随墙升高，能够在高空作业；通过钢丝绳使水泥箱和盛砖箱能够从高空下放到地面，以便于添加水泥和砖，方便了高空作业，一定程度上减小的本发明的体积。
附图说明
图1为本发明整体装配的立体结构示意图。
图2为本发明整体装配另一角度的立体结构示意图。
图3为本发明抹泥组件的立体结构示意图。
图4为本发明局部装配的立体结构示意图。
图5为本发明支撑板的立体结构示意图。
图6为本发明并联结构的立体结构示意图。
附图标号：
1-第一支架；2-履带轮；3-卷筒；4-钢丝绳；5-第一步进电机；6-第一电缸；7-吸盘；8-真空泵；9-并联机构；10-第一伸缩缸；11-第二步进电机；12-支撑臂；13-第三步进电机；14-第一滑动座；15-抹泥组件；16-第一截断阀；17-第一齿条；18-支撑板；19-第一滚轮；20-第一轮架；21-水泥管道；22-水泥泵；23-盛砖箱；24-水泥箱；25-第二电缸；26-水泥口盖；27-第一伺服电机；28-第一齿轮；29-第二齿条；30-第三电缸；31-第四步进电机；32-第二支架；33-第二轮架；34-第二滚轮；35-第三伸缩缸；36-第四伺服电机；
901-底板；902-第四电缸；903-顶板；
1501-第二齿轮；1502-第二伺服电机；1503-第二滑动座；1504-第二伸缩缸；1505-第三伺服电机；1506-第五伸缩缸；1507-移动水泥箱；1508-第二截断阀；1509-第五电缸。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的一种智能砌墙机器人，包括四个第一支架1、四个履带轮2、四个卷筒3、四个钢丝绳4、四个第一步进电机5、四个第一电缸6、吸盘7、真空泵8、并联机构9、第一伸缩缸10、第二步进电机11、支撑臂12、第三步进电机13、第一滑动座14、抹泥组件15、第一截断阀16、第一齿条17、支撑板18、四个第一滚轮19、四个第一轮架20、水泥管道21、水泥泵22、盛砖箱23、水泥箱24、第二电缸25、水泥口盖26、第一伺服电机27、第一齿轮28、第二齿条29、两个第三电缸30、四个第四步进电机31、四个第二支架32、八个第二轮架33、八个第二滚轮34、两个第三伸缩缸35、第四伺服电机36，其特征在于：
所述支撑板18为矩形板状，在其前面上的上部设有左右贯穿的燕尾槽，抹泥组件15中的第二滑动座1503通过其后面上的燕尾导轨滑动安装在该燕尾槽中，第二伸缩缸1504底部竖直向上固定安装在第二滑动座1503上，第三伺服电机1505水平向右固定安装在第二伸缩缸1504伸缩杆顶部，第五伸缩缸1506底部水平向上固定安装在第三伺服电机1505电机轴的顶端，移动水泥箱1507右侧面的上端固定安装在第五伸缩缸1506的伸缩杆顶端，该移动水泥箱1507为矩形箱体，在其前面的上部设有矩形状的水泥出口，在该水泥出口的表面上设有均匀的三角形槽，以便于将水泥均匀涂抹在砖上，在移动水泥箱1507前面的下部安装有第二截断阀1508，在移动水泥箱1507的底部安装有第五电缸1509，其伸缩杆穿过移动水泥箱1507底部，在移动水泥箱1507内部与矩形板相固定，通过第五电缸1509推拉移动水泥箱1507内部的矩形板，将移动水泥箱1507内部的水泥从水泥出口挤出，第二伺服电机1502竖直向下固定安装在第二伸缩缸1504的底部，第二齿轮1501侧面与第二伺服电机1502电机轴同心固定，第一齿条17固定安装在支撑板18上并与第二齿轮1501啮合；
在支撑板18顶部设有左右贯穿的燕尾槽，第一滑动座14通过其底部的燕尾导轨滑动安装在该燕尾槽中，支撑臂12为矩形柱状，其底部铰接在第一滑动座14上，第三步进电机13固定安装在第一滑动座14上，其电机轴与支撑臂12底部的转动中心相固定，第一伸缩缸10底部铰接在支撑臂12顶部，第二步进电机11固定安装在支撑臂12顶部，其电机轴与第一伸缩缸10底部的转动中心相固定，第四伺服电机36固定在第一伸缩缸10的伸缩杆顶部，并联机构9的底板901固定安装在第四伺服电机36的电机轴顶部，六个第四电缸902的底部分别沿周向均匀球铰接在底板901的上表面，其伸缩杆顶部分别沿周向均匀球铰接在顶板903的底面，真空泵8固定安装在顶板903的上表面，吸盘7与真空泵8相连接，在第一滑动座14的后面上竖直向下固定有第一伺服电机27，第一齿轮28同心固定安装在第一伺服电机27的电机轴上，第二齿条29固定安装在支撑板18上且与第一齿轮28啮合；
所述第二支架32为倒立的L状，在第二支架32底部的前面上水平固定有第二轮架33，在第二轮架33中水平转动安装有第二滚轮34，在第二支架32上部前端的底面上竖直固定有第二轮架33，在第二轮架33中竖直转动安装有第二滚轮34，在竖直固定的第二轮架33的侧面固定安装有第四步进电机31，其电机轴与第二滚轮34侧面中心相固定，两个第三伸缩缸35分别竖直固定安装在支撑板18顶部的左右两端，在两个第三伸缩缸35的顶部分别固定有第二支架32，且该第二支架32的水平部分水平向前，在该第二支架32顶部的后部分别水平向前固定有第三电缸30，其伸缩杆顶部分别固定在另外两个第二支架32，且该第二支架32与第三伸缩缸35上的第二支架32相对安装；
在支撑板18的前面的四个角处分别转动安装有四个第一轮架20，在四个第一轮架20中转动安装有四个第一滚轮，且四个第一滚轮19与其上部的第二滚轮34上下对齐；
所述四个第一支架1为矩形柱状，其分别水平固定安装在支撑板18后面的四个角处，四个履带轮分别安装在底部的两个第一支架1的外侧面的前后两端，四个第一电缸6分别固定安装在上部两个第一支架1的外侧面的前后两端，其伸缩杆穿过第一支架1滑动安装在盛砖箱23侧面上的孔中，四个卷筒3分别转动安装在上部两个第一支架1下部的前后两端，四个第一步进电机5分别固定安装在上部两个第一支架1下部的前后两端，其电机轴分别与四个卷筒3侧面同心固定，四个钢丝绳4一端分别固定在四个卷筒3上，并缠绕在四个卷筒3上，另一端分别固定在盛砖箱23左右两侧面的前后两侧，水泥箱24为矩形箱体，固定安装在盛砖箱23底部，水泥箱24后面的左部上端设有用于灌注水泥的矩形开口，水泥口盖26与该矩形开口滑动配合，第二电缸25竖直固定安装在水泥箱24后面左部的底部，其伸缩杆与水泥口盖26侧面相固定，在水泥箱24前面左部的底部固定有水泥泵22，第一截断阀16固定安装在盛砖箱23前面左部的顶部，与水泥泵22上下对齐，二者通过水泥管道21连接。
本发明工作原理为：本发明在使用前使用者将水泥装在水泥箱24中，将砖码在盛砖箱23中，然后四个履带轮2工作，使本发明位于工作区域，抹泥组件15的第二伸缩缸1504伸展，第三伺服电机1505顺时针旋转，使第二截断阀1508与第一截断阀16对齐，然后第二截断阀1508和第一截断阀16打开，水泥泵22工作，将水泥箱24中的水泥注入移动水泥箱1507中，然后第二伸缩缸1504、第三伺服电机1505、第五伸缩缸1506工作，第五电缸1509伸展，将水泥抹在指定位置，然后第一伺服电机27使吸盘7可以左右移动，并联机构9、第一伸缩缸10、第二步进电机11、第三步进电机13工作，调整吸盘7的位置，真空泵8工作使吸盘7吸起砖，并码在指定位置，重复以上步骤，在指定区域砌墙，当墙砌到一定高度后，第二支架32上的第二滚轮34压在墙头上，使本发明随墙体增高而升高，四个第一滚轮19压在墙面上，四个第四步进电机31工作可以使本发明沿墙体左右移动，重复以上步骤，进行砌墙工作，当水泥箱24和盛砖箱23中的水泥和砖用完后，四个第一电缸6的伸缩杆收缩，然后四个第一步进电机5工作，将钢丝绳4放开，使水泥箱24和盛砖箱23下放到地上，添加完毕后，四个第一步进电机5将钢丝绳4收回，四个第一电缸6的伸缩杆伸展，将水泥箱24和盛砖箱23固定，继续上述步骤进行砌墙工作。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二” “第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
Claims (2)
1.一种智能砌墙机器人，包括四个第一支架(1)、四个履带轮(2)、四个卷筒(3)、四个钢丝绳(4)、四个第一步进电机(5)、四个第一电缸(6)、吸盘(7)、真空泵(8)、并联机构(9)、第一伸缩缸(10)、第二步进电机(11)、支撑臂(12)、第三步进电机(13)、第一滑动座(14)、抹泥组件(15)、第一截断阀(16)、第一齿条(17)、支撑板(18)、四个第一滚轮(19)、四个第一轮架(20)、水泥管道(21)、水泥泵(22)、盛砖箱(23)、水泥箱(24)、第二电缸(25)、水泥口盖(26)、第一伺服电机(27)、第一齿轮(28)、第二齿条(29)、两个第三电缸(30)、四个第四步进电机(31)、四个第二支架(32)、八个第二轮架(33)、八个第二滚轮(34)、两个第三伸缩缸(35)，其特征在于：
所述支撑板(18)为矩形板状，在其前面上的上部设有左右贯穿的燕尾槽，抹泥组件(15)中的第二滑动座(1503)通过其后面上的燕尾导轨滑动安装在该燕尾槽中，第二伸缩缸(1504)底部竖直向上固定安装在第二滑动座(1503)上，第三伺服电机(1505)水平向右固定安装在第二伸缩缸(1504)伸缩杆顶部，第五伸缩缸(1506)底部水平向上固定安装在第三伺服电机(1505)电机轴的顶端，移动水泥箱(1507)右侧面的上端固定安装在第五伸缩缸(1506)的伸缩杆顶端，该移动水泥箱(1507)为矩形箱体，在其前面的上部设有矩形状的水泥出口，在该水泥出口的表面上设有均匀的三角形槽，以便于将水泥均匀涂抹在砖上，在移动水泥箱(1507)前面的下部安装有第二截断阀(1508)，在移动水泥箱(1507)的底部安装有第五电缸(1509)，其伸缩杆穿过移动水泥箱(1507)底部，在移动水泥箱(1507)内部与矩形板相固定，通过第五电缸(1509)推拉移动水泥箱(1507)内部的矩形板，将移动水泥箱(1507)内部的水泥从水泥出口挤出，第二伺服电机(1502)竖直向下固定安装在第二伸缩缸(1504)的底部，第二齿轮(1501)侧面与第二伺服电机(1502)电机轴同心固定，第一齿条(17)固定安装在支撑板(18)上并与第二齿轮(1501)啮合；
在支撑板(18)顶部设有左右贯穿的燕尾槽，第一滑动座(14)通过其底部的燕尾导轨滑动安装在该燕尾槽中，支撑臂(12)为矩形柱状，其底部铰接在第一滑动座(14)上，第三步进电机(13)固定安装在第一滑动座(14)上，其电机轴与支撑臂(12)底部的转动中心相固定，第一伸缩缸(10)底部铰接在支撑臂(12)顶部，第二步进电机(11)固定安装在支撑臂(12)顶部，其电机轴与第一伸缩缸(10)底部的转动中心相固定，第四伺服电机(36)固定在第一伸缩缸(10)的伸缩杆顶部，并联机构(9)的底板(901)固定安装在第四伺服电机(36)的电机轴顶部，六个第四电缸(902)的底部分别沿周向均匀球铰接在底板(901)的上表面，其伸缩杆顶部分别沿周向均匀球铰接在顶板(903)的底面，真空泵(8)固定安装在顶板(903)的上表面，吸盘(7)与真空泵(8)相连接，在第一滑动座(14)的后面上竖直向下固定有第一伺服电机(27)，第一齿轮(28)同心固定安装在第一伺服电机(27)的电机轴上，第二齿条(29)固定安装在支撑板(18)上且与第一齿轮(28)啮合；
所述第二支架(32)为倒立的L状，在第二支架(32)底部的前面上水平固定有第二轮架(33)，在第二轮架(33)中水平转动安装有第二滚轮(34)，在第二支架(32)上部前端的底面上竖直固定有第二轮架(33)，在第二轮架(33)中竖直转动安装有第二滚轮(34)，在竖直固定的第二轮架(33)的侧面固定安装有第四步进电机(31)，其电机轴与第二滚轮(34)侧面中心相固定，两个第三伸缩缸(35)分别竖直固定安装在支撑板(18)顶部的左右两端，在两个第三伸缩缸(35)的顶部分别固定有第二支架(32)，且该第二支架(32)的水平部分水平向前，在该第二支架(32)顶部的后部分别水平向前固定有第三电缸(30)，其伸缩杆顶部分别固定在另外两个第二支架(32)，且该第二支架(32)与第三伸缩缸(35)上的第二支架(32)相对安装；
在支撑板(18)的前面的四个角处分别转动安装有四个第一轮架(20)，在四个第一轮架(20)中转动安装有四个第一滚轮，且四个第一滚轮(19)与其上部的第二滚轮(34)上下对齐。
2.根据权利要求1所述的一种智能砌墙机器人，其特征在于：所述四个第一支架(1)为矩形柱状，其分别水平固定安装在支撑板(18)后面的四个角处，四个履带轮分别安装在底部的两个第一支架(1)的外侧面的前后两端，四个第一电缸(6)分别固定安装在上部两个第一支架(1)的外侧面的前后两端，其伸缩杆穿过第一支架(1)滑动安装在盛砖箱(23)侧面上的孔中，四个卷筒(3)分别转动安装在上部两个第一支架(1)下部的前后两端，四个第一步进电机(5)分别固定安装在上部两个第一支架(1)下部的前后两端，其电机轴分别与四个卷筒(3)侧面同心固定，四个钢丝绳(4)一端分别固定在四个卷筒(3)上，并缠绕在四个卷筒(3)上，另一端分别固定在盛砖箱(23)左右两侧面的前后两侧，水泥箱(24)为矩形箱体，固定安装在盛砖箱(23)底部，水泥箱(24)后面的左部上端设有用于灌注水泥的矩形开口，水泥口盖(26)与该矩形开口滑动配合，第二电缸(25)竖直固定安装在水泥箱(24)后面左部的底部，其伸缩杆与水泥口盖(26)侧面相固定，在水泥箱(24)前面左部的底部固定有水泥泵(22)，第一截断阀(16)固定安装在盛砖箱(23)前面左部的顶部，与水泥泵(22)上下对齐，二者通过水泥管道(21)连接。
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Effective date of registration: 20190325 Address after: Room 803, No. 600 Minsheng Road, China (Shanghai) Free Trade Pilot Area, Pudong New Area, Shanghai, 2003 Applicant after: Shanghai Jinghao Construction Engineering Co., Ltd. Address before: 054900 Ma Lan village, Luzhai Township, Linxi County, Xingtai, Hebei, 25 Applicant before: Meng Qingshi |
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| GR01 | Patent grant | ||
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