CN111188496B - 一种地面抹平机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑机械领域，公开一种地面抹平机器人。其中地面抹平机器人包括本体；第一行走组件，与本体固定连接；以及第二行走组件，第二行走组件包括：行走机构；转向机构，转向机构的输出端与行走机构连接，能够驱动行走机构相对本体在水平面上转动；以及顶升机构，设于本体和转向机构之间，能够驱动转向机构和行走机构升降；第一行走组件和第二行走组件能够共同或单独驱动本体行进。本发明提供的地面抹平机器人，能够在边缘位置转向，提高作业覆盖率。

Description

一种地面抹平机器人

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种地面抹平机器人。

背景技术

在建筑领域中，对施工地面进行抹平是不可或缺的工序之一。目前市面上的滚筒式地面抹平机为了实现转向，一般采用圆盘式支撑结构，通过圆盘式支撑结构将整机顶升，顶升至滚筒完全离开地面后，再驱动旋转转向。这种转向的方式需要较大的操作空间，然而在抹平区域的边缘位置，由于地面抹平机很可能紧靠墙壁，因此传统的滚筒式地面抹平机无法在边缘位置实现转向，即作业覆盖率不高。

如何使得地面抹平机器人能够在边缘位置转向，提高作业覆盖率，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于：

提供一种地面抹平机器人，能够在边缘位置转向，提高作业覆盖率。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种地面抹平机器人，包括：

本体；

第一行走组件，与所述本体固定连接；以及

第二行走组件，包括：

行走机构；

转向机构，所述转向机构的输出端与所述行走机构连接，能够驱动所述行走机构相对所述本体在水平面上转动；以及

顶升机构，设于所述本体和所述转向机构之间，能够驱动所述转向机构和所述行走机构升降；

所述第一行走组件和所述第二行走组件能够共同或单独驱动所述本体行进。

作为优选的方案，所述第一行走组件包括：

前滚筒，能够在地面上滚动；

后滚筒，设于所述前滚筒前进方向上的后方，所述后滚筒能够在地面上滚动；以及

滚筒驱动电机，用于驱动所述前滚筒和/或所述后滚筒滚动以压实地面。

作为优选的方案，所述行走机构包括：

履带轮；以及

履带驱动电机，与所述履带轮传动连接，用于驱动所述履带轮转动；

其中所述履带轮包括：

主动轮，与所述履带驱动电机的输出端传动连接；

履带，卷设于所述主动轮外，与所述主动轮传动连接；以及

从动轮，所述履带同时还卷设于所述从动轮外，所述从动轮与所述履带传动连接。

作为优选的方案，所述行走机构包括两个所述履带轮，两个所述履带轮分别设于所述履带驱动电机的两侧，所述履带驱动电机通过具有两个输出端的第一减速机同时与两个所述履带轮上的所述主动轮传动连接，两个所述履带轮上的所述从动轮通过从动轴连接。

作为优选的方案，所述履带轮还包括防尘板，所述防尘板安装于所述履带轮的侧面，用于阻碍灰尘进入所述履带轮。

作为优选的方案，所述转向机构包括：

转向电机，安装在所述顶升机构上；以及

旋转同步带轮，输入端与所述转向电机的输出端传动连接，输出端与所述行走机构传动连接；

所述转向电机通过所述旋转同步带轮带动所述行走机构绕竖直方向旋转。

作为优选的方案，所述顶升机构包括：

顶升电机，安装在所述本体上；以及

滚珠丝杠，包括螺纹连接的螺杆和螺母，所述螺杆和所述螺母中的一个与所述顶升电机的输出端传动连接，另一个与所述转向机构连接；

所述顶升电机通过所述滚珠丝杠驱动所述转向机构和所述行走机构升降。

作为优选的方案，所述顶升机构还包括：

顶升同步带轮，所述顶升同步带轮的输入端与所述顶升电机的输出端传动连接，所述顶升同步带轮的输出端与所述螺杆或所述螺母连接。

作为优选的方案，所述顶升机构还包括：

导轴，沿竖直方向设置；以及

直线轴承，穿设于所述导轴外；

所述导轴和所述直线轴承中的一个与所述本体连接，另一个与所述转向机构连接。

作为优选的方案，所述本体上还设有：

刮扫机构，设于所述本体前进方向上的最前端，用于刮扫地面。

作为优选的方案，所述刮扫机构与所述本体之间还设有第一升降机构，用于驱动所述刮扫机构相对所述本体升降。

作为优选的方案，所述本体上还设有：

抹平机构，设于所述本体前进方向上的后端，用于抹平地面。

作为优选的方案，所述抹平机构与所述本体之间还设有第二升降机构，用于驱动所述抹平机构相对所述本体升降。

本发明的有益效果为：

本发明提供的地面抹平机器人包括本体、第一行走组件和第二行走组件，第一行走组件和第二行走组件能够单独驱动地面抹平机器人行进。当地面抹平机器人需要转向时，第二行走组件中的顶升机构驱动行走机构向上缩回以脱离地面，然后根据转动方向，转向机构驱动行走机构在水平面上转动相应的角度，转动到位后顶升机构驱动行走机构沿竖直方向伸出，将本体和第一行走组件顶起，直至第一行走组件完全离开地面，最后行走机构朝向既定方向驱动地面抹平机器人整体移动，在不改变本体及第一行走组件的姿态的情况下完成转向，使得地面抹平机器人能够在边缘位置转向而不与墙壁等障碍物发生干涉，提高作业覆盖率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施例提供的地面抹平机器人的示意图；

图2是本发明具体实施例提供的地面抹平机器人的局部示意图；

图3是本发明具体实施例提供的第二行走组件的示意图；

图4是本发明具体实施例提供的行走机构的示意图；

图5是本发明具体实施例提供的行走机构的爆炸示意图；

图6是本发明具体实施例提供的转向机构的示意图；

图7是本发明具体实施例提供的顶升机构的示意图；

图8是本发明具体实施例提供的顶升机构的侧视图；

图9是本发明具体实施例提供的地面抹平机器人未转向时的俯视图；

图10是本发明具体实施例提供的地面抹平机器人处于转向状态的俯视图。

图中：

1、本体；

21、前滚筒；22、后滚筒；

3、第二行走组件；31、行走机构；3101、履带驱动电机；3102、主动轮；3103、从动轮；3104、履带；3105、第一减速机；3106、从动轴；3107、从动轴承；3108、防尘板；3109、支板；3110、顶板；

32、转向机构；3201、转向电机；3202、第一主动带轮；3203、第一从动带轮；3204、第一传动带；3205、下安装板；3206、上安装板；3207、第二减速机；3208、减速机安装板；

33、顶升机构；3301、顶升电机；3302、第二主动带轮；3303、第二从动带轮；3304、第二传动带；3305、上顶板；3306、侧立板；3307、中间板；3308、电机安装板；3309、C型板；3310、导轴；3311、直线轴承；3312、螺杆；3313、螺母；3314、连接轴套；

4、刮扫机构；

5、抹平机构；

6、第一升降机构；

7、第二升降机构。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

如图1-图10所示，本实施例提供一种地面抹平机器人，用于将由混凝土等浆料浇筑的地面抹平，包括本体1、第一行走组件和第二行走组件3。其中第一行走组件与本体1固定连接，第二行走组件3与本体1连接，第二行走组件3包括行走机构31、转向机构32和顶升机构33，转向机构32和顶升机构33分别用于驱动行走机构31相对本体1在水平面上转动和升降，第一行走组件和第二行走组件3能够单独驱动地面抹平机器人行进，也能够一同驱动地面抹平机器人行进。一般状态下，第一行走组件单独驱动地面抹平机器人行进以抹平地面，当地面抹平机器人需要转向时，顶升机构33驱动行走机构31向上缩回以脱离地面，然后根据转动方向，转向机构32驱动行走机构31绕竖直方向转动相应的角度，转动到位后顶升机构33驱动行走机构31沿竖直方向伸出，将本体1和第一行走组件顶起，直至第一行走组件完全离开地面，最后行走机构31朝向既定方向驱动地面抹平机器人整体移动，在不改变本体1及第一行走组件的姿态的情况下完成转向，使得地面抹平机器人能够在边缘位置转向而不与墙壁等障碍物发生干涉，提高作业覆盖率。

进一步地，第一行走组件包括前滚筒21、后滚筒22和滚筒驱动电机，前滚筒21和后滚筒22分别设于地面抹平机器人前进方向上的前方和后方，滚筒驱动电机同时与前滚筒21和后滚筒22传动连接，在滚筒驱动电机的驱动下，前滚筒21和后滚筒22在地面上朝同一方向滚动，对地面进行两步压实。在本发明的其它实施例中，滚筒驱动电机也可以仅仅与前滚筒21和后滚筒22中的一个传动连接，另一个作为跟随从动滚筒。

进一步地，行走机构31包括履带轮和履带驱动电机3101，履带驱动电机3101与履带轮传动连接，用于驱动履带轮转动。具体地，履带驱动电机3101与顶板3110相互固定，履带轮包括主动轮3102、从动轮3103和履带3104，履带3104卷设与主动轮3102和从动轮3103外，同时与主动轮3102和从动轮3103传动连接，履带驱动电机3101通过第一减速机3105与主动轮3102传动连接。采用履带轮行走，能够克服地面抹平机器人在湿滑地面上行进和转向时可能出现的打滑问题，提高了地面抹平机器人的机动性。可选地，在抹平较为湿滑的地面时，行走机构31可以与前滚筒21和后滚筒22共同独驱动地面抹平机器人行进。

优选地，行走机构31包括了两个履带轮，两个履带轮分别设于履带驱动电机3101的两侧，第一减速机3105具有两个输出端，履带驱动电机3101通过第一减速机3105同时与两个履带轮上的主动轮3102传动连接，两个履带轮上的从动轮3103通过从动轴3106连接，从动轴3106穿设于从动轴承3107中。双履带轮的行走方式对比单个履带轮更加平衡，容错率更高。

优选地，履带轮的两侧均设有防尘板3108，用于阻碍灰尘进入履带轮中，履带轮两侧的防尘板3108通过支板3109相互固定连接。

进一步地，转向机构32包括转向电机3201和旋转同步带轮，旋转同步带轮的输入端与转向电机3201的输出端传动连接，旋转同步带轮的输出端与行走机构31传动连接。具体而言，旋转同步带轮包括通过第一传动带3204传动连接的第一主动带轮3202和第一从动带轮3203，转向电机3201通过第二减速机3207与第一主动带轮3202传动连接。转向机构32还包括上安装板3206和下安装板3205，第二减速机3207通过减速机安装板3208固定于上安装板3206，第一从动带轮3203与下安装板3205连接，下安装板3205同时还能够与行走机构31中的顶板3110连接。当需要转向时，转向电机3201启动，通过旋转同步带轮带动行走机构31绕竖直方向旋转。

进一步地，顶升机构33包括顶升电机3301、顶升同步带轮和滚珠丝杠，其中顶升同步带轮包括通过第二传动带3304传动连接的第二主动带轮3302和第二从动带轮3303，滚珠丝杠包括螺纹连接的螺杆3312和螺母3313，顶升电机3301的输出端与第二主动带轮3302传动连接，第二从动带轮3303与螺杆3312连接，螺母3313通过连接轴套3314与转向机构32中的上安装板3206连接。具体而言，当需要伸出或缩回行走机构31时，顶升电机3301通过顶升同步带轮驱动螺杆3312转动，使得螺母3313沿着螺杆3312的设置方向移动，带动转向机构32连同行走机构31一并伸出或缩回。可选地，第二从动带轮3303也可以与螺母3313连接，而螺杆3312通过连接轴套3314与转向机构32中的上安装板3206连接。

具体而言，当地面抹平机器人行进至地面的边缘位置而需要转向时，首先需要确保履带轮处于脱离地面的状态，若履带轮仍未脱离地面，顶升电机3301启动，通过顶升同步带轮和滚珠丝杠驱动履带轮升起，随后根据需要转动的角度A，转向电机32通过第二减速机3207和旋转同步带轮驱动行走机构31相应地转动角度A，然后顶升电机3301再次启动，通过顶升同步带轮和滚珠丝杠驱动履带轮下降至地面，并将本体1和第一行走组件顶起，直至前滚筒21和后滚筒22均离开地面，此时履带驱动电机3101驱动地面抹平机器人整体朝调整后的方向行进，待到达指定地点后，顶升电机3301通过顶升同步带轮和滚珠丝杠驱动履带轮缩回，使得前滚筒21和后滚筒22下降至地面，至此完成地面抹平机器人的恒姿态转向，即在不改变姿态的状况下调整行进方向。

更进一步地，顶升机构33还包括机架，该机架由设于上端的上顶板3305、设于两侧的侧立板3306以及与设于两个侧立板3306之间的中间板3307组成，上顶板3305与两个侧立板3306固定连接，中间板3307与两个侧立板3306固定连接于上顶板3305的下方，顶升电机3301通过电机安装板3308固定于中间板3307上，中间板3307上设置了能够供滚珠丝杠穿过的让位孔。

更进一步地，顶升机构33还包括导轴3310和直线轴承3311，直线轴承3311套设于导轴3310外，其中导轴3310沿竖直方向设置，导轴3310的下端与转向机构32中的上安装板3206连接，直线轴承3311与中间板3307连接，当顶升机构33驱动行走机构31伸出或缩回时，直线轴承3311限制了导轴3310和行走机构31在直线轴承3311的径向上的窜动。在本发明的其他实施例中，导轴3310也可以与中间板3307连接，而直线轴承3311与上安装板3206连接。

优选地，顶升机构33包括四组导轴3310和直线轴承3311的配合结构，四个直线轴承3311分别设于中间板3307的四角，四个导轴3310远离行走机构31的一端通过C型板3309相互固定。

进一步地，本体1上还设有刮扫机构4，设于本体1前进方向上的最前端，即前滚筒21的前方，当地面抹平机器人向前行进时刮扫机构4能够随之相对地面移动而刮扫地面，将大颗异物扫除，提高滚筒压实地面的质量和滚筒的使用寿命。

优选地，刮扫机构4与本体1之间还设有第一升降机构6，第一升降机构6包括第一升降气缸，第一升降气缸固定于本体1上，第一升降气缸的输出端与刮扫机构4连接，能够驱动刮扫机构4沿竖直方向升降，调整刮扫力度。

进一步地，本体1上还设有抹平机构5，设于本体1前进方向上的最后端，即后滚筒22的后方，包括抹平板，当地面抹平机器人向前行进时，抹平板能够随之相对地面移动以抹平被前滚筒21和后滚筒22压实后的地面，提高抹平质量。

优选地，抹平机构5与本体1之间还设有第二升降机构7，第二升降机构7包括第二升降气缸，第二升降气缸固定于本体1上，第二升降气缸的输出端与抹平机构5连接，能够驱动抹平机构5沿竖直方向升降，调整抹平板的抹平力度。

更优地，前滚筒21的前方同时设有可单独升降的刮扫机构4和抹平机构5，后滚筒22的后方也同时设有可单独升降的刮扫机构4和抹平机构5，使得地面抹平机器人在正反两个方向上行进均能抹平地面。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种地面抹平机器人，其特征在于，包括：

本体(1)；

第一行走组件，与所述本体(1)固定连接；以及

第二行走组件(3)，包括：

行走机构(31)；

转向机构(32)，所述转向机构(32)的输出端与所述行走机构(31)连接，能够驱动所述行走机构(31)相对所述本体(1)在水平面上转动；以及

顶升机构(33)，设于所述本体(1)和所述转向机构(32)之间，能够驱动所述转向机构(32)和所述行走机构(31)升降；

所述第一行走组件和所述第二行走组件(3)能够共同或单独驱动所述本体(1)行进。

2.根据权利要求1所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述第一行走组件包括：

前滚筒(21)，能够在地面上滚动；

后滚筒(22)，设于所述前滚筒(21)前进方向上的后方，所述后滚筒(22)能够在地面上滚动；以及

滚筒驱动电机，用于驱动所述前滚筒(21)和/或所述后滚筒(22)滚动以压实地面。

3.根据权利要求1所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述行走机构(31)包括：

履带轮；以及

履带驱动电机(3101)，与所述履带轮传动连接，用于驱动所述履带轮转动；

其中所述履带轮包括：

主动轮(3102)，与所述履带驱动电机(3101)的输出端传动连接；

履带(3104)，卷设于所述主动轮(3102)外，与所述主动轮(3102)传动连接；以及

从动轮(3103)，所述履带(3104)同时还卷设于所述从动轮(3103)外，所述从动轮(3103)与所述履带(3104)传动连接。

4.根据权利要求3所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述行走机构(31)包括两个所述履带轮，两个所述履带轮分别设于所述履带驱动电机(3101)的两侧，所述履带驱动电机(3101)通过具有两个输出端的第一减速机(3105)同时与两个所述履带轮上的所述主动轮(3102)传动连接，两个所述履带轮上的所述从动轮(3103)通过从动轴(3106)连接。

5.根据权利要求3所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述履带轮还包括防尘板(3108)，所述防尘板(3108)安装于所述履带轮的侧面，用于阻碍灰尘进入所述履带轮。

6.根据权利要求1所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述转向机构(32)包括：

转向电机(3201)，安装在所述顶升机构(33)上；以及

旋转同步带轮，输入端与所述转向电机(3201)的输出端传动连接，输出端与所述行走机构(31)传动连接；

所述转向电机(3201)通过所述旋转同步带轮带动所述行走机构(31)绕竖直方向旋转。

7.根据权利要求1所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述顶升机构(33)包括：

顶升电机(3301)，安装在所述本体(1)上；以及

滚珠丝杠，包括螺纹连接的螺杆(3312)和螺母(3313)，所述螺杆(3312)和所述螺母(3313)中的一个与所述顶升电机(3301)的输出端传动连接，另一个与所述转向机构(32)连接；

所述顶升电机(3301)通过所述滚珠丝杠驱动所述转向机构(32)和所述行走机构(31)升降。

8.根据权利要求7所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述顶升机构(33)还包括：

顶升同步带轮，所述顶升同步带轮的输入端与所述顶升电机(3301)的输出端传动连接，所述顶升同步带轮的输出端与所述螺杆(3312)或所述螺母(3313)连接。

9.根据权利要求7所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述顶升机构(33)还包括：

导轴(3310)，沿竖直方向设置；以及

直线轴承(3311)，穿设于所述导轴(3310)外；

所述导轴(3310)和所述直线轴承(3311)中的一个与所述本体(1)连接，另一个与所述转向机构(32)连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述本体(1)上还设有：

刮扫机构(4)，设于所述本体(1)前进方向上的最前端，用于刮扫地面。

11.根据权利要求10所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述刮扫机构(4)与所述本体(1)之间还设有第一升降机构(6)，用于驱动所述刮扫机构(4)相对所述本体(1)升降。

12.根据权利要求1-9任一项所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述本体(1)上还设有：

抹平机构(5)，设于所述本体(1)前进方向上的后端，用于抹平地面。

13.根据权利要求12所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述抹平机构(5)与所述本体(1)之间还设有第二升降机构(7)，用于驱动所述抹平机构(5)相对所述本体(1)升降。

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