CN110065047B - 建筑构件成型机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种建筑构件成型机器人包括底座(10)、行走系统(20)、架体(30)、升降系统(40)、至少一个抓取调平系统(50)、至少一个辅助支撑系统(60)及固定系统(80)，行走系统(20)和固定系统(80)设于底座(10)底部，架体(30)设于底座(10)，升降系统(40)包括升降可控的升降架(41)，升降架(41)滑动连接架体(30)，抓取调平系统(50)包括设置于升降架(41)的基部(51)和旋转连接基部(51)的伸缩可控的若干伸缩杆(53)，辅助支撑系统(60)包括旋转设置升降架(41)的伸缩可控的伸缩支架(61)。本申请可实现竖向和水平构件使用模板的自动化拼接，实现综合提效降本。

Description

建筑构件成型机器人
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种建筑构件成型机器人。
背景技术
当前，房屋建筑在修建的时候，通常是人工将模板拼接固定围成建筑构件的形状，然后将混凝土浇筑在该模板内，当混凝土凝结成型以后就得到所需建筑构件。人工拼接固定模板的工作强度较大，较累，且需要较多的劳动力，工效不高，且随着人们观念的改变，越来越多的年轻人不愿意从事建筑模板的组装工作，人工成本越来越高，因此，开发建筑构件成型机器人以实现建筑构件自动化成型势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能实现竖向和水平构件使用模板的自动化组装、无需人工组装且效率高的建筑构件成型机器人。
为实现上述目的，本发明提供了一种建筑构件成型机器人，包括底座、行走系统、架体、升降系统、至少一个抓取调平系统、至少一个辅助支撑系统和固定系统，所述行走系统和固定系统设于所述底座底部，所述行走系统伸缩可控具有支撑状态和收缩状态，所述架体设于所述底座上，所述升降系统包括升降可控的升降架，所述升降架滑动连接于所述架体，所述抓取调平系统包括设置于所述升降架的基部和旋转连接于所述基部的伸缩可控的若干伸缩杆，所述辅助支撑系统包括旋转设置于所述升降架的伸缩可控的伸缩支架。
与现有技术相比，在施工过程中，，通过行走系统将建筑构件成型机器人移动至所需位置，操作行走系统至收缩状态，固定系统起支撑作用。升降系统带动抓取调平系统移动至一定位置，利用抓取调平系统将模板固定于所需位置，不仅可实现竖向构件模板的自动化组装，还可实现水平构件模板的自动化组装，形成模腔，然后供浇筑。同时，辅助支撑系统的伸缩可控的伸缩支架抵接地面，以使得底座与架体更稳定。因此，本申请可实现竖向和水平构件模板的自动化组装，避免人工组装的复杂性和不平稳性，减少对工人的依赖，减少人工成本，减少工人事故发生率，提高施工进度，缩短工期，提升建筑构件的成型精度，推动智慧建造和无人建造的进程，具有很好的投资效益和社会效益。
较佳地，还包括滑动设于所述升降架的伸缩可控的至少一个机械臂，所述建筑构件成型机器人包括两个抓取调平系统，其中之一的所述抓取调平系统设置于竖直方向的所述机械臂(70)的伸出端，，其中另一所述抓取调平系统设置于水平方向的所述机械臂的伸出端。
较佳地，所述建筑构件成型机器人包括五个抓取调平系统，其中之一的所述抓取调平系统设置于竖直方向的所述机械臂(70)的伸出端，，另四个所述抓取调平系统分别设置于水平方向的所述机械臂的伸出端。
较佳地，所述伸缩杆的两端具有球形的凸部，所述基部设有供所述凸部旋转设置的凹槽。
较佳地，所述伸缩杆位于另一所述凸部端设有用于卡合模板的卡合部。
较佳地，所述升降系统还包括第一液压控制装置和伸缩柱，所述伸缩柱与所述升降架相连，所述第一液压控制装置驱动所述伸缩柱伸出或缩回以驱动所述升降架上升或下降。
较佳地，所述抓取调平系统还包括第二液压控制装置，所述第二液压控制装置驱动所述伸缩杆伸出或缩回。
较佳地，所述抓取调平系统还包括控制系统，所述控制系统控制所述伸缩杆绕所述基部进行旋转运动。
较佳地，所述抓取调平系统包括驱动装置，所述驱动装置带动所述机械臂于所述升降架进行上升或下降运动。
较佳地，建筑构件成型机器人还包括底座沿水平方向设置有伸缩可控的伸缩撑杆，所述伸缩撑杆与所述伸缩支架处于伸出状态时，所述伸缩撑杆、所述伸缩支架和所述伸缩柱形成三角形结构。
附图说明
图1是本发明建筑构件成型机器人的结构示意图。
图2是图1所示建筑构件成型机器人的正视图。
图3是本发明建筑构件成型机器人另一实施例的结构示意图。。
图4是图3所示建筑构件成型机器人的正视图。
图5是本发明建筑构件成型机器人又一实施例的结构示意图。
图6是图5所示建筑构件成型机器人另一角度的结构示意图。
图7是本发明建筑构件成型机器人再一实施例的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。
如图1-图2所示，本发明的建筑构件成型机器人100，包括底座10、行走系统20、架体30、升降系统40、至少一个抓取调平系统50、至少一个辅助支撑系统60和固定系统80，行走系统20和固定系统80设于底座10底部，行走系统20伸缩可控具有支撑状态和收缩状态，架体30设于底座10上，升降系统40包括升降可控的升降架41，升降架41滑动连接于架体30，抓取调平系统50包括设置于升降架41的基部51和旋转连接于基部51的伸缩可控的若干伸缩杆53，辅助支撑系统60包括旋转设置于升降架41的伸缩可控的伸缩支架61。其中，行走系统20位于收缩状态时，固定系统80起支撑作用，行走系统20位于支撑状态时，行走系统20起支撑作用。实际使用中，行走系统20为具有伸缩功能的万向轮，可方便对建筑构件成型机器人100进行移动，当移动至所需位置时，行走系统20收缩至收缩状态，使得固定系统80抵住承载面，从而使得建筑构件成型机器人100能够安稳的得到支撑，以保障其在工作时不会移动。本实施例中，抓取调平系统50设置于升降架41的水平位置上，可用于对竖向构件使用模板90的自动化组装。
请参考图3-图4，建筑构件成型机器人100还包括滑动设于升降架41的伸缩可控的至少一个机械臂70，建筑构件成型机器人包括两个抓取调平系统50，其中之一的抓取调平系统50可设置于竖直方向的机械臂70的伸出端，，其中另一抓取调平系统50可设置于水平方向的机械臂70的伸出端。本实施例中，其中之一的抓取调平系统50设置于升降架41的顶部，可用于对水平构件使用模板90的自动化组装；另一抓取调平系统50设置于水平方向的机械臂70的伸出端，可用于对竖向构件使用模板90的自动化组装。也就是说，其中之一的抓取调平系统50沿升降架41竖直方向设置，另一抓取调平系统50沿水平方向设置。
请参考图1-图4，升降系统40还包括第一液压控制装置和伸缩柱43，伸缩柱43与升降架41相连，第一液压控制装置驱动伸缩柱43伸出或缩回以驱动升降架41上升或下降。当第一液压控制装置控制伸缩柱43上升，带动升降架41上升，从而使得位于升降架41上方的抓取调平系统50上升以抓取模板90使其处于设计位置。进一步，抓取调平系统50还包括第二液压控制装置，第二液压控制装置驱动伸缩杆53伸出或缩回。利用第二液压控制装置驱动伸缩杆运动从而实现对模板90位置进行调整，提高精度。更进一步，抓取调平系统50还包括控制系统，控制系统控制伸缩杆53绕基部51进行旋转运动。利用控制系统控制伸缩杆53绕基部51进行旋转运动灵活方便达到调整目的。控制系统可采用一般的活动控制方式即可，尤其可采用物联网收集的大数据对该模板90位置进行精确调整。为了使位于升降架41侧方的抓取调平系统50活动更便利，抓取调平系统50包括第三液压控制装置，第三液压控制装置驱动机械臂70伸出或缩回。抓取调平系统50还包括驱动装置，驱动装置带动伸缩机械臂70于升降架41进行上升或下降运动。也就是说，当升降架41上升到一定位置时，通过驱动装置带动机械臂70于升降架41进行上升或下降运动，以达到更合适的位置，然后利用第三液压控制装置驱动伸缩机械臂70运动，从而方便抓取和固定模板90。具体地，机械臂70包括伸缩可控的支撑臂71、抓取臂73和辅助支撑臂75，支撑臂71、抓取臂73和辅助支撑臂75分别由不同的驱动装置控制，先利用抓取臂73抓取模板90，然后利用支撑臂71与模板90固定，将模板90伸至设计位置。当模板90宽度较大时，通过辅助支撑臂75协助支撑，保证模板90的稳固。
其中，伸缩杆53的两端具有球形的凸部531，基部51设有供其中一凸部531旋转设置的凹槽。通过液压驱动使得凸部531于凹槽中进行旋转从而可方便对任意角度进行调整，于模板90的背面对应设置安装凸部531的凹槽，以方便对接抓取。为了抓取模板90稳定，伸缩杆53位于另一凸部531端设有用于卡合模板90的卡合部。当伸缩杆53的凸部531位于模板90的凹槽中，利用卡合部对其卡合，从而将凸部531固定于模板90的凹槽中，同时可于模板90的凹槽中旋转以实现任意角度的调节。
请参考图1，辅助支撑系统60还包括第四液压控制装置，第四液压控制装置驱动伸缩支架61伸出或缩回。利用第四液压控制装置驱动伸缩支架61伸出以抵接承载面。进一步，建筑构件成型机器人100还包括底座10沿水平方向设置有伸缩可控的伸缩撑杆11，伸缩撑杆11与伸缩支架61处于伸出状态时，伸缩撑杆11、伸缩支架61和伸缩柱43形成三角形结构。也就是通过液压驱动控制伸缩支架61伸出和伸缩撑杆11伸出，两者卡合连接于一定位置，伸缩撑杆11通过固定系统80撑接地面，当伸缩撑杆11、伸缩支架61和伸缩柱43形成三角形结构时，从而进一步保证建筑构件成型机器人100在工作时的稳定性。当不需要使用伸缩支架61时，可通过第四液压控制装置驱动伸缩支架61缩回，减小占用空间，方便运输和移动。
请参考图5-图6，该实施例中，建筑构件成型机器人包括三个抓取调平系统50，其中之一的抓取调平系统50设置于竖直方向的所述机械臂70的伸出端，，另两个抓取调平系统50分别设置于水平分向的两机械臂70的伸出端，可同时完成竖向和水平构件使用模板90的自动化组装。请参考图7，建筑构件成型机器人包括五个抓取调平系统50，其中之一的抓取调平系统50设置于升降架41的顶部，即竖直方向的所述机械臂70的伸出端，另四个抓取调平系统50分别设置于水平位置的机械臂70的伸出端，以同时完成多个竖向和水平构件使用模板90的自动化组装。
下面结合图1-图7说明下本发明的工作原理：
建筑构件成型机器人100工作时，利用行走系统20可方便的将建筑构件成型机器人100移动至所需位置，然后行走系统20收缩，固定系统80支撑于承载面，用于起支撑作用。第一液压控制装置驱动伸缩柱43伸出以驱动升降架41上升，从而驱动位于升降架41顶部的抓取调平系统50实现水平构件使用模板90的自动化组装。第三液压控制装置驱动机械臂70伸出以带动安装于机械臂70的伸出端的抓取调平系统50实现竖向构件使用模板90的自动化组装。第二液压控制装置驱动伸缩杆53伸出或缩回，以调整模板90的位置。控制系统控制伸缩杆53绕基部51进行旋转运动，精确调整模板90的位置。
与现有技术相比，在施工过程中，行走系统20位于支撑状态时，通过行走系统20将建筑构件成型机器人100移动至所需位置，操作行走系统20位于收缩状态，固定系统80起支撑作用。升降系统40带动抓取调平系统50移动至一定位置，利用抓取调平系统50将模板90抓取并将其固定于所需位置，不仅可实现竖向构件使用模板90的自动化组装，还可实现水平构件使用模板90的自动化组装，形成模腔，然后供浇筑。同时，辅助支撑系统60的伸缩可控的伸缩支架61抵接地面，以使得底座10与架体30更稳定。因此，本申请可实现竖向和水平构件使用模板90的自动化组装，避免人工拼接的复杂性和不平稳性，减少对工人的依赖，减少人工成本，减少工人事故发生率，提高施工进度，缩短工期，提升构件的成型精度，推动智慧建造和无人建造的进程，具有很好的投资效益和社会效益。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种建筑构件成型机器人，其特征在于：包括底座(10)、行走系统(20)、架体(30)、升降系统(40)、至少一个抓取调平系统(50)、至少一个辅助支撑系统(60)和固定系统(80)，所述行走系统(20)和固定系统(80)设于所述底座(10)底部，所述行走系统(20)伸缩可控具有支撑状态和收缩状态，所述架体(30)设于所述底座(10)上，所述升降系统(40)包括升降可控的升降架(41)，所述升降架(41)滑动连接于所述架体(30)，所述抓取调平系统(50)包括设置于所述升降架(41)的基部(51)和旋转连接于所述基部(51)的伸缩可控的若干伸缩杆(53)，所述辅助支撑系统(60)包括旋转设置于所述升降架(41)的伸缩可控的伸缩支架(61)；
还包括设于所述升降架(41)的伸缩可控的至少一个机械臂(70)，所述机械臂(70)包括伸缩可控的支撑臂(71)、抓取臂(73)和辅助支撑臂(75)，支撑臂(71)、抓取臂(73)和辅助支撑臂(75)分别由不同的驱动装置控制，先利用抓取臂(73)抓取模板(90)，然后利用支撑臂(71)与模板(90)固定，将模板(90)伸至设计位置；当模板(90)宽度较大时，通过辅助支撑臂(75)协助支撑，保证模板(90)的稳固；
所述建筑构件成型机器人包括两个抓取调平系统(50)，其中之一的所述抓取调平系统(50)设置于竖直方向的所述机械臂(70)的伸出端，其中另一所述抓取调平系统(50)设置于水平方向的所述机械臂(70)的伸出端；或所述建筑构件成型机器人包括五个抓取调平系统(50)，其中之一的所述抓取调平系统(50)设置于竖直方向的所述机械臂(70)的伸出端，另四个所述抓取调平系统(50)分别设置于水平方向的所述机械臂(70)的伸出端。
2.如权利要求1所述的建筑构件成型机器人，其特征在于，所述伸缩杆(53)的两端具有球形的凸部(531)，所述基部(51)具有调平功能且设有供所述凸部(531)旋转设置的凹槽。
3.如权利要求2所述的建筑构件成型机器人，其特征在于，所述伸缩杆(53)位于另一所述凸部(531)端设有用于卡合模板的卡合部。
4.如权利要求1所述的建筑构件成型机器人，其特征在于，所述升降系统(40)还包括第一液压控制装置和伸缩柱(43)，所述伸缩柱(43)与所述升降架(41)相连，所述第一液压控制装置驱动所述伸缩柱(43)伸出或缩回以驱动所述升降架(41)上升或下降。
5.如权利要求1所述的建筑构件成型机器人，其特征在于，所述抓取调平系统(50)还包括第二液压控制装置，所述第二液压控制装置驱动所述伸缩杆(53)伸出或缩回。
6.如权利要求1所述的建筑构件成型机器人，其特征在于，所述抓取调平系统(50)还包括控制系统，所述控制系统控制所述伸缩杆(53)绕所述基部(51)进行旋转运动。
7.如权利要求1所述的建筑构件成型机器人，其特征在于，所述抓取调平系统(50)还包括驱动装置，所述驱动装置带动所述机械臂(70)于所述升降架(41)进行上升或下降运动。
8.如权利要求4所述的建筑构件成型机器人，其特征在于，还包括底座(10)沿水平方向设置有伸缩可控的伸缩撑杆(11)，所述伸缩撑杆(11)与所述伸缩支架(61)处于伸出状态时，所述伸缩撑杆(11)、所述伸缩支架(61)和所述伸缩柱(43)形成三角形结构。
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