CN107892170A - 一种砌墙安装洞口过梁用承载架、砌砖机器人及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砌墙安装洞口过梁用承载架、砌砖机器人及控制方法，其承载架包括两个配合使用且结构相同的夹托单元；每个所述夹托单元包括承载板和承载机构；所述承载机构包括第一气压缸、传动板、若干根承载杆；所述第一气压缸固定于所述承载板一侧且所述第一气压缸的推杆运动方向于所述承载板垂直；所述承载杆一端固定设置所述传动板上，另一端靠近所述承载板设置；两个所述夹托单元分别设置于砌砖机器人夹具两侧以实现与夹具做同步张开夹紧运动；两个所述承载杆通过两个所述第一气压缸作用实现贴合和分开；本发明一种砌墙安装洞口过梁用承载架及其砌砖机器人，使用方便，实现了自动安装洞口过梁，减少劳动力，提高安装效率。

Description

一种砌墙安装洞口过梁用承载架、砌砖机器人及控制方法

技术领域

本发明涉及砌砖设备技术领域，特别涉及一种砌墙安装洞口过梁用承载架、砌砖机器人及控制方法。

背景技术

洞口过梁为放在门、窗或预留洞口等洞口上的横梁，当墙体上开设门窗洞口时，且墙体洞口大于300mm时，为了支撑洞口上部砌体所传来的各种荷载，并将这些荷载传给门窗等洞口两边的墙，需在要门窗洞口上设置过梁。现有的工程施工中，过梁需要吊装至门窗洞口上并人工摆放安装；而过梁的重量往往上百斤，需要使用负荷很大的吊装才能实现搬放，是一项耗时耗工又有安全隐患的重活。

砌砖机器人是为解决砌砖的人工问题，提高砌砖效率所研发出的自动砌砖机械设备，而现有技术中尚没有使用方便且能轻松安放的砌砖过梁夹具或砌砖机器人。

发明内容

针对以上现有技术存在的需要人工或大型机器安放过梁、砌砖机器人无法实现过梁的安放的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种使用方便且能快速实现过梁安放的砌墙安装洞口过梁用承载架、砌砖机器人及控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种砌墙安装洞口过梁用承载架，包括两个配合使用且结构相同的夹托单元；每个所述夹托单元包括承载板和承载机构；所述承载机构包括第一气压缸、传动板、若干根承载杆；所述第一气压缸固定于所述承载板一侧且所述第一气压缸的推杆运动方向于所述承载板垂直；所述推杆一端固定于所述传动板上；所述承载杆一端固定设置所述传动板上，另一端靠近所述承载板设置；两个所述夹托单元分别设置于砌砖机器人夹具两侧以实现与夹具做同步张开夹紧运动；两个所述承载杆通过两个所述第一气压缸作用实现贴合和分开。

作为进一步改进，每个所述夹托单元中的承载杆的数量为两个；两个所述承载杆与所述第一气压缸的推杆水平且均呈排设置；所述承载杆穿过所述承载板设置以通过所述承载板实现对所述承载杆的支撑作用。

作为进一步改进，所述承载杆外侧进一步套设有导向套；所述导向套与所述承载杆通过螺栓实现固定连接。

一种砌砖机器人，包括可移动旋转底盘、设置于所述可移动旋转底盘上且可实现沿自身轴线旋转的升降台、设置于所述升降台一侧且可实现竖直方向上的升降运动的水平机械臂和设置于所述水平机械臂上且可实现沿所述水平机械臂的长度方向运动的砌砖夹具；所述水平机械臂上进一步设置有一旋转电机以实现所述砌砖夹具沿自身竖直轴心方向上的旋转；所述砌砖夹具包括所述砌墙安装洞口过梁用承载架和夹具本体；所述夹具本体固定于所述水平机械臂上且与所述旋转电机驱动连接；所述两个所述夹托单元分别设置于夹具本体两侧。

作为进一步改进，所述夹具本体包括第二气压缸和两块相正对的固定板；所述第二气压缸固定于一块所述固定板上，所述第二气压缸的推杆一端固定于另一块所述固定板上以实现所述夹具本体对过梁的夹持。

作为进一步改进，两块所述承载板分别与两块所述固定板的外侧面通过螺栓固定连接以实现所述砌墙安装洞口过梁用承载架的易拆卸。

作为进一步改进，所述承载板与所述固定板贴合的一面上设置有承载滑块或限位滑槽；所述固定板侧面上设置有与所述承载滑块或所述限位滑槽配合的限位滑槽或承载滑块。

作为进一步改进，定义所述承载滑块在所述夹具本体运动方向上的高度为d，其中d的范围为7mm～10mm；定义所述承载滑块在竖直方向上的宽度为h，其中h的范围为20mm～30mm。

作为进一步改进，所述可移动旋转底盘下方进一步设置有若干个固定地锚装置；所述固定地锚装置包括相连接的第三气压缸和吸盘以保证在吊装过梁时砌砖机器人整体与地面的稳固抓地力。

一种砌砖机器人的控制方法，包括以下步骤：

S1:在过梁的中心点标示起吊位；

S2：砌砖夹具对准起吊位下降，当承载杆低于过梁底部时停止；

S3:两个夹托单元的承载杆在第一气压缸的工作下往贴合方向运动直至相接触；

S4：砌砖夹具升高直至承载杆触到过梁底部停止；

S5：砌砖夹具控制夹具主体夹紧过梁；

S6：砌砖机器人运行将过梁砌放于洞口；

S7：第一气压缸控制承载杆推杆收回，脱离过梁；

S8：砌砖夹具控制夹具主体松开，脱离过梁；

S9：砌砖机器人运行，控制砌砖夹具返回。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明一种砌墙安装洞口过梁用承载架及其砌砖机器人中的通过砌墙安装洞口过梁用承载架中的多个承载杆对过梁进行限位并通过夹具主体进行进一步固定，最后通过可移动旋转底盘、升降台、水平机械臂的整体结构实现了过梁的移动，使用方便，实现了自动安装洞口过梁，减少劳动力，提高安装效率。

2.本发明一种砌墙安装洞口过梁用承载架中的承载机构采用传动板和承载杆结合气压缸的设置位置实现在气压缸回缩状态时两根承载杆的贴合以实现气压缸不工作时便实时能向过梁提供向上的承载力，结构简单，节约成本，克服了传统夹紧方式两侧的气压缸推杆要保持实时推出的状态的问题。

3.本发明一种砌墙安装洞口过梁用承载架及其砌砖机器人中承载板和固定板采用承载滑块和固定滑槽的方式进行配合固定，能够实现让水平机械臂分担其承载板竖直方向上的受力以保证搬运过梁时足够的承载力；同时砌墙安装洞口过梁用承载架和夹具本体之间使用方便且易拆装，能大大提高安装效率。

附图说明

图1为本发明一种砌墙安装洞口过梁用承载架的结构示意图；

图2为本发明一种砌砖机器人的结构示意图；

图3为本发明一种砌砖机器人中砌砖夹具的放大示意图；。

主要元件符号说明

可移动旋转底盘10、

升降台20、

水平机械臂30、

砌砖夹具40、

砌墙安装洞口过梁用承载架41、

夹托单元411、

承载板4111、限位滑槽41111、

承载机构4112、

第一气压缸41121、传动板41122、承载杆41123、

导向套4113、

夹具主体42、

第二气压缸421、

固定板422、

承载滑块4221、

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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，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设备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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

请参考图1，实施例中，一种砌墙安装洞口过梁用承载架41，包括两个配合使用且结构相同的夹托单元411；每个所述夹托单元411包括承载板4111和承载机构4112；所述承载机构4112包括第一气压缸41121、传动板41122、若干根承载杆41123；所述第一气压缸41121固定于所述承载板4111一侧且所述第一气压缸41121的推杆运动方向于所述承载板4111垂直；所述推杆一端固定于所述传动板41122上；所述承载杆41123一端固定设置所述传动板41122上，另一端靠近所述承载板4111设置；两个所述夹托单元411分别设置于砌砖机器人夹具两侧以实现与夹具做同步张开夹紧运动；两个所述承载杆41123通过两个所述第一气压缸41121作用实现贴合和分开。所述承载机构4112采用传动板41122和承载杆41123结合气压缸的设置位置实现在气压缸回缩状态时两根承载杆41123的贴合以实现气压缸不工作时便实时能向过梁提供向上的承载力，结构简单，节约成本，克服了传统夹紧方式两侧的气压缸推杆要保持实时推出的状态的问题。

请参考图1，实施例中，每个所述夹托单元411中的承载杆41123的数量为两个；两个所述承载杆41123设置于所述第一气压缸41121两侧；两个所述承载杆41123与所述第一气压缸41121的推杆水平且均呈排设置；所述承载杆41123穿过所述承载板4111设置以通过所述承载板4111实现对所述承载杆41123的支撑作用。承载杆41123采用这样的设置方式可以通过承载板4111进一步提供支撑力防止过梁过重导致承载杆41123断裂。

进一步地，所述承载杆41123外侧进一步套设有导向套4113；所述导向套4113包括第一圆柱部和第而圆柱部；所述第一圆柱部设置于所述承载板4111一侧并通过螺栓与所述承载板4111实现固定连接，所述第二圆柱部的半径值小于所述第一圆柱部用于对所述承载杆41123进行导向；采用导向套4113不仅可以起到导滑作用，同时使得承载杆41123更加稳固不易断。

请参考图1至图3，实施例中，一种砌砖机器人，包括可移动旋转底盘10、设置于所述可移动旋转底盘10上且可实现沿自身轴线旋转的升降台20、设置于所述升降台20一侧且可实现竖直方向上的升降运动的水平机械臂30和设置于所述水平机械臂30上且可实现沿所述水平机械臂30的长度方向运动的砌砖夹具40；所述水平机械臂30上进一步设置有一旋转电机以实现所述砌砖夹具40沿自身竖直轴心方向上的旋转；所述砌砖夹具40包括所述砌墙安装洞口过梁用承载架41和夹具主体42；所述夹具主体42固定于所述水平机械臂30上且与所述旋转电机驱动连接；所述两个所述夹托单元411分别设置于夹具主体42两侧。通过砌墙安装洞口过梁用承载架41中的两个承载杆41123对过梁进行限位并通过夹具主体42进行进一步固定，最后通过可移动旋转底盘10、升降台20、水平机械臂30的整体结构实现了过梁的移动，使用方便，实现了自动安装洞口过梁，减少劳动力，提高安装效率。

请参考图3，实施例中，所述夹具主体42包括第二气压缸421和两块相正对的固定板422；所述第二气压缸421固定于一块所述固定板422上，所述第二气压缸421的推杆一端固定于另一块所述固定板422上以实现所述夹具主体42对过梁的夹持。两块所述承载板4111分别与两块所述固定板422的外侧面通过螺栓固定连接以实现所述砌墙安装洞口过梁用承载架41的易拆卸，不需要安装搬运过梁时将其拆下后便能实现砌砖的作用。

请参考图3，实施例中，所述承载板4111与所述固定板422贴合的一面上设置有承载滑块4221或限位滑槽41111；所述固定板422侧面上设置有与所述承载滑块4221或所述限位滑槽41111配合的限位滑槽41111或承载滑块4221。承载板4111和固定板422采用承载滑块和固定滑槽的方式进行配合固定，能够实现让水平机械臂分担其承载板竖直方向上的受力以保证搬运过梁时足够的承载力；同时砌墙安装洞口过梁用承载架和夹具本体之间使用方便且易拆装，能大大提高安装效率。

进一步地，定义所述承载滑块4221在所述夹具主体42运动方向上的高度为d，其中d的范围为7mm～10mm；定义所述承载滑块4221在竖直方向上的宽度为h，其中h的范围为20mm～30mm；采用合理的高度d和宽度h的值均为了保证承载滑块4221和限位滑槽41111配合时能提供足够的竖直支撑力同时保证尺寸不太大便于安装和减小砌砖夹具40的占用空间。

上述的第一气压缸41121和第二气压缸421均通过电线与设置于机身上的单片机相连接，通过市面上普通的单片机均能实现控制推杆推出缩回的动作。

请参考图2，所述可移动旋转底盘下方进一步设置有若干个固定地锚装置；优选的，所述固定地锚装置的数量为四个，均匀分布与所述可移动旋转底盘下方；所述固定地锚装置包括相连接的第三气压缸和吸盘以保证在吊装过梁时砌砖机器人整体与地面的稳固抓地力；所述吸盘与安装于砌砖机器人上的真空发生器连接。

进一步地，所述砌砖机器人上可进一步设置有障碍报警装置以避免吊装过梁过程中过梁的两端与障碍物发生碰撞，因为过梁的长度很长，在砌砖夹具旋转时过梁等于做以中心为轴心的旋转运动，很容易在旋转时撞到墙壁；所述障碍报警装置可为传感器或视觉图像判断装置或雷达测距装置；优选的所述障碍报警装置均设置于水平机械臂长度方向上的末端；当障碍报警装置为传感器时，可为距离传感器，即判断其砌砖夹具与障碍物的距离是否小于过梁的一半长度，若小于则停止工作；当障碍报警装置为视觉图像判断装置和雷达测距装置时判断原理与传感器相同。

砌砖机器人吊装过梁安放过梁的过程如下：

S1:在过梁的中心点标示起吊位；

S2：砌砖夹具对准起吊位下降，当承载杆低于过梁底部时停止；

S3:两个夹托单元的承载杆在第一气压缸的工作下往贴合方向运动直至相接触；

S4：砌砖夹具升高直至承载杆触到过梁底部停止；

S5：砌砖夹具控制夹具主体夹紧过梁；

S6：砌砖机器人运行将过梁砌放于洞口；

S7：第一气压缸控制承载杆推杆收回，脱离过梁；

S8：砌砖夹具控制夹具主体松开，脱离过梁；

S9：砌砖机器人运行，控制砌砖夹具返回。

进一步地，上述S2步骤中，初始状态下，多个待吊装的过梁层叠放置于地面上，每两个相邻的过梁之间通过垫块进行分离，承载杆相正对的两个位置分别设置有红外线发射器和红外线接收器，当红外线发射器和红外线接收器经过了接通-断开-接通的过程即承载杆依次位于过梁上-过梁两侧-过梁下的过程后，判断承载杆低于过梁底部。

除此之外，在上述S7步骤中，承载杆通过压力传感器检测承载杆下方是否碰到洞口，若检测到的压力小于一定阈值，则判断承载杆下方碰到洞口以至于洞口为承载杆分担支撑过梁的重力。

以上所述仅为发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种砌墙安装洞口过梁用承载架，其特征在于：包括两个配合使用且结构相同的夹托单元；每个所述夹托单元包括承载板和承载机构；所述承载机构包括第一气压缸、传动板、若干根承载杆；所述第一气压缸固定于所述承载板一侧且所述第一气压缸的推杆运动方向于所述承载板垂直；所述推杆一端固定于所述传动板上；所述承载杆一端固定设置所述传动板上，另一端靠近所述承载板设置；两个所述夹托单元分别设置于砌砖机器人夹具两侧以实现与夹具做同步张开夹紧运动；两个所述承载杆通过两个所述第一气压缸作用实现贴合和分开。

2.根据权利要求1所述的砌墙安装洞口过梁用承载架，其特征在于：每个所述夹托单元中的承载杆的数量为两个；两个所述承载杆与所述第一气压缸的推杆水平且均呈排设置；所述承载杆穿过所述承载板设置以通过所述承载板实现对所述承载杆的支撑作用。

3.根据权利要求2所述的砌墙安装洞口过梁用承载架，其特征在于：所述承载杆外侧进一步套设有导向套；所述导向套与所述承载杆通过螺栓实现固定连接。

4.一种砌砖机器人，其特征在于：包括权利要求1所述的砌墙安装洞口过梁用承载架以及可移动旋转底盘、设置于所述可移动旋转底盘上且可实现沿自身轴线旋转的升降台、设置于所述升降台一侧且可实现竖直方向上的升降运动的水平机械臂和设置于所述水平机械臂上且可实现沿所述水平机械臂的长度方向运动的砌砖夹具；所述水平机械臂上进一步设置有一旋转电机以实现所述砌砖夹具沿自身竖直轴心方向上的旋转；所述砌砖夹具包括所述砌墙安装洞口过梁用承载架和夹具本体；所述夹具本体固定于所述水平机械臂上且与所述旋转电机驱动连接；所述两个所述夹托单元分别设置于夹具本体两侧。

5.根据权利要求4所述的砌砖机器人，其特征在于：所述夹具本体包括第二气压缸和两块相正对的固定板；所述第二气压缸固定于一块所述固定板上，所述第二气压缸的推杆一端固定于另一块所述固定板上以实现所述夹具本体对过梁的夹持。

6.根据权利要求5所述的砌砖机器人，其特征在于：两块所述承载板分别与两块所述固定板的外侧面通过螺栓固定连接以实现所述砌墙安装洞口过梁用承载架的易拆卸。

7.根据权利要求6所述的砌砖机器人，其特征在于：所述承载板与所述固定板贴合的一面上设置有承载滑块或限位滑槽；所述固定板侧面上设置有与所述承载滑块或所述限位滑槽配合的限位滑槽或承载滑块。

8.根据权利要求7所述的砌砖机器人，其特征在于：定义所述承载滑块在所述夹具本体运动方向上的高度为d，其中d的范围为7mm～10mm；定义所述承载滑块在竖直方向上的宽度为h，其中h的范围为20mm～30mm。

9.根据权利要求4所述的砌砖机器人，其特征在于：所述可移动旋转底盘下方进一步设置有若干个固定地锚装置；所述固定地锚装置包括相连接的第三气压缸和吸盘以保证在吊装过梁时砌砖机器人整体与地面的稳固抓地力。

10.一种砌砖机器人的控制方法，应用于权利要求4所述的砌砖机器人，其特征在于，包括以下步骤：

S1:在过梁的中心点标示起吊位；

S2：砌砖夹具对准起吊位下降，当承载杆低于过梁底部时停止；

S3:两个夹托单元的承载杆在第一气压缸的工作下往贴合方向运动直至相接触；

S4：砌砖夹具升高直至承载杆触到过梁底部停止；

S5：砌砖夹具控制夹具主体夹紧过梁；

S6：砌砖机器人运行将过梁砌放于洞口；

S7：第一气压缸控制承载杆推杆收回，脱离过梁；

S8：砌砖夹具控制夹具主体松开，脱离过梁；

S9：砌砖机器人运行，控制砌砖夹具返回。