CN111219069A - 砌砖机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砌砖机器人，包括：行走底盘，行走底盘用于行走；升降机构，升降机构设在行走底盘上，升降机构上设有可上下运动的升降台；二级旋转机构，二级旋转机构设在升降台上，二级旋转机构上设有旋转部；伸缩机构，伸缩机构包括固定臂和伸缩臂，固定臂设在旋转部上，伸缩臂设在固定臂上且可从固定臂的长度方向的两端伸缩；抓取机构，抓取机构设在伸缩臂上。本发明通过升降机构、二级旋转机构、伸缩机构、抓取机构协同工作，可大幅度提高了砌砖机器人的砌筑高度，实现砌砖机器人的自动化夹砖和砌砖。

Description

砌砖机器人

技术领域

本发明属于建筑施工设备技术领域，尤其涉及一种砌砖机器人。

背景技术

建筑业是我国的支柱产业，在国民经济中发挥着基础和先导作用。在中国仅我们熟悉的住宅一项每年都有10—20亿m²。砌体结构一直是我国量大面广的一种结构形式。

目前，在建筑行业砌砖墙施工中，大多采用传统的工具即由人工逐块砌砖。但是，采用人工砌砖的操作方式，墙体砌筑的高度有限且需要搭设施工架，存在工人劳动强度大、施工作业不方便的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种砌砖机器人，以解决目前人工砌砖需要搭设施工架，存在工人劳动强度大和施工不方便的问题。

根据本发明实施例的一种砌砖机器人，包括：行走底盘，所述行走底盘用于行走；升降机构，所述升降机构设在所述行走底盘上，所述升降机构上设有可上下运动的升降台；二级旋转机构，所述二级旋转机构设在所述升降台上，所述二级旋转机构上设有旋转部；伸缩机构，所述伸缩机构包括固定臂和伸缩臂，所述固定臂设在所述旋转部上，所述伸缩臂设在所述固定臂上且可从所述固定臂的长度方向的两端伸缩；抓取机构，所述抓取机构包括可滑动地安装在所述伸缩臂上的抓取旋转机构和安装在抓取旋转机构上的抓取件；其中，在砌砖高度超出所述升降台的最大高度时，所述二级旋转机构带动所述伸缩机构转动至所述抓取机构位于升降机构的上方，所述抓取旋转机构能带动所述抓取件旋转至水平。

根据本发明实施例的砌砖机器人，二级旋转机构通过伸缩机构带动抓取机构旋转至升降机构的上方，使得抓取机构能够对高于升降机构的墙进行砌砖；二级旋转机构通过伸缩机构带动抓取机构旋转的同时会使得抓取机构与水平面有一定的夹角，砌砖高度越大夹角越大，本发明能再通过抓取旋转机构将抓取件旋转至水平，以保证与墙面平行。

一些实施例中，所述二级旋转机构带动所述伸缩机构转动前，所述抓取件伸出所述伸缩臂的下方。

当对墙体低于行走底盘高度的部分进行砌筑时，不需要二级旋转机构通过伸缩机构将抓取机构旋转至行走底盘的下方，就能直接进行砌筑，不仅减少了砌筑动作，而且增加一次砌筑的墙体长度范围。

一些实施例中，在砌砖高度超出所述升降台的最大高度时，所述伸缩臂伸出所述固定臂的一端，所述二级旋转机构能驱动所述伸缩臂旋转至固定臂另一端的上方，抓取旋转机构能带动位于伸缩臂上方的抓取件旋转至水平。

二级旋转机构驱动所述伸缩臂旋转至固定臂另一端的上方时，伸缩机构的旋转角度大于90度，此时抓取件由位于伸缩臂的下方翻转至位于伸缩臂的上方，砌筑高度进一步增加了伸缩臂高度，此时的砌抓高度为升降机构的高度、伸缩机构旋转增加的高度与伸缩臂本身的高度之和。

一些实施例中，所述行走底盘上的一端设有一级旋转机构，所述升降机构设在所述一级旋转机构上，所述砌砖机器人具有回收状态，所述回收状态为所述二级旋转机构带动所述伸缩机构旋转至竖直状态，且所述一级旋转机构带动所述升降机构回转至所述升降机构朝向所述行走底盘的另一端。

一些实施例中，所述一级旋转机构包括：固定连接件，所述固定连接件设在所述行走底盘上；连接板，所述连接板可转动地设在所述固定连接件上，升降机构设在连接板上；回转驱动件，所述回转驱动件设在固定连接件上，且所述回转驱动件与所述连接板相连，以驱动所述连接板转动；回转支撑件，所述回转支撑件设在固定连接件上且位于所述连接板的底部。

一些实施例中，所述抓取机构上设有抹灰机构，所述抹灰机构包括储料箱，所述储料箱具有出料口，所述出料口上设有启闭开关，所述启闭开关打开时浆料从出料口流出用于砖块表面粘结剂的涂抹。

一些实施例中，所述抓取机构上设有压砖机构，所述压砖机构包括压紧气缸和压紧滚轮，所述压紧气缸的伸缩杆与所述压紧滚轮相连，以带动所述压紧滚轮压紧所述砖块和砖块之间的粘结剂。

一些实施例中，所述伸缩机构还包括：伸缩驱动件，所述伸缩驱动件设在所述固定臂上，且所述伸缩驱动件的部分与所述伸缩臂相连，以驱动所述伸缩臂伸缩；防护罩，所述防护罩设在所述固定臂上，所述伸缩臂位于所述防护罩内。

一些实施例中，所述二级旋转机构还包括：框架组件，所述框架组件设在所述升降台上，所述旋转部可转动地设在框架组件上；旋转驱动件，所述旋转驱动件设在所述框架组件上，且所述旋转驱动件与所述旋转部相连，以驱动所述旋转部旋转。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例中砌砖机器人的立体结构示意图一；

图2为本发明实施例中砌砖机器人的立体结构示意图二；

图3为本发明实施例中升降机构和二级旋转机构装配后结构示意图；

图4为本发明实施例中抓取机构的立体结构示意图；

图5为本发明实施例中旋转机构的立体结构示意图；

图6为本发明实施例中伸缩机构的立体结构示意图；

图7为本发明实施例中砌砖机器人的砌砖高度超出升降台最大高度时的示意图一；

图8为本发明实施例中砌砖机器人的砌砖高度超出升降台最大高度时的示意图二；

图9为本发明实施例中砌砖机器人的砌砖高度超出升降台最大高度时的示意图三；

图10为本发明实施例中砌砖机器人的砌砖高度超出升降台最大高度时的示意图四。

附图标记：

100、砌砖机器人；

10、行走底盘；11、主体；12、行走轮；121、万向轮；122、动力轮；101、支撑机构；102、避障检测件；103、电控箱；104、电池仓；

20、升降机构；21、升降台；201、拖链机构；202、防尘罩；203、保护罩；204、升降驱动件；

30、一级旋转机构；31、连接板；32、回转支撑件；33、回转驱动件；34、固定连接件；35、回转连接件；

40、伸缩机构；41、固定臂；42、伸缩臂；43、伸缩驱动件；44、防护罩；

50、抓取机构；51、横移机构；511、横移动力件；52、纵移机构；521、纵移动力件；53、抓取件；54、抓取旋转机构；

60、二级旋转机构；61、框架组件；62、旋转驱动件；63、旋转部；

70、抹灰机构；71、储料箱；

80、压砖机构；200、砖块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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，描述本发明实施例的砌砖机器人100。

如图1和图2所示，根据本发明实施例的一种砌砖机器人100，包括：行走底盘10、升降机构20、二级旋转机构60、伸缩机构40、抓取机构50。

行走底盘10用于行走，从而实现砌砖机器人100的自主行走。升降机构20设在行走底盘10上，升降机构20上设有可上下运动的升降台21；二级旋转机构60设在升降台21上，二级旋转机构60上设有旋转部63；伸缩机构40包括固定臂41和伸缩臂42，固定臂41设在旋转部63上，伸缩臂42设在固定臂41上且可从固定臂41的长度方向的两端伸缩；如图4所示，抓取机构50包括可滑动地安装在伸缩臂42上的抓取旋转机构54和安装在抓取旋转机构54上的抓取件53。

其中，在砌砖高度超出升降台21的最大高度时，二级旋转机构60带动伸缩机构40转动至抓取机构50位于升降机构20的上方，抓取旋转机构54能带动抓取件53旋转至水平。也就是说，二级旋转机构60通过伸缩机构40带动抓取机构50旋转至升降机构20的上方，使得抓取机构50能够对高于升降机构20的墙进行砌砖；二级旋转机构60通过伸缩机构40带动抓取机构50旋转的同时会使得抓取机构50与水平面有一定的夹角，砌砖高度越大夹角越大，本发明能再通过抓取旋转机构54将抓取件53旋转至水平，以保证与墙面平行。

当升降台21通过升降已经无法满足较高位置处的墙体砌砖后，此时升降台21上升，二级旋转机构60带动伸缩机构40旋转，伸缩臂42在固定臂41上伸出，使得末端的抓取机构50整体的运动轨迹是先上升，然后斜向上伸长或缩短，砌砖机器人100的砌筑高度大大增加，抓取机构50在斜向上伸缩的过程中可实现对任意高度处砖块200的砌筑。

砌筑墙面时，通过机械作业的方式在砌筑同一高度的砖时，借助升降机构20和伸缩机构40的相互配合，从两侧中的外侧的砖块200开始砌筑，越往靠近升降机构20的一侧越是收缩伸缩臂42，并抬高伸缩臂42的角度，在不移动行走底盘10的情况下，就可以从外向内实现墙面砌筑，实现不同高度层的砖块200砌筑，墙面砌筑的效率也更高。

例如，当砌筑高度不超过升降台21的最大高度时，如图2所示，此时伸缩机构40处于正常工作状态，伸缩机构40在正常工作状态前的初始状态为水平放置。当对左侧的砖块200砌筑时，如图7和图8所示，旋转部63带动伸缩机构40向左旋转120度，伸缩臂42带动抓取机构50沿固定臂41斜向上伸缩，使得抓取机构50的抓取件53可对不同高度层的砖块200抓取然后进行下一步铺设，而不局限于同一位置的砖块200，如砌完下面一层的砖块200后，伸缩臂42斜向上伸缩预设的长度，抓取机构50对更左侧的较高位置的砖块200进行砌筑，从而完成左侧墙面的砌筑。同理，对右侧的砖块200砌筑时，如图9和图10所示，旋转部63带动伸缩机构40向左旋转60度，伸缩臂42带动带动抓取机构50沿固定臂41斜向上伸缩，当砌完下面一层的砖块200后，伸缩臂42斜向上伸缩预设的长度，抓取机构50对更右侧的较高位置的砖块200进行砌筑，从而完成右侧墙面的砌筑。

砌砖机器人100抓取砖块200时，通过升降机构20带动伸缩机构40上升或下降，使得抓取机构50达到砖块200所在高度，此时伸缩机构40工作，伸缩臂42沿固定臂41伸长或缩短，抓取机构50抓取砖块200。由于伸缩臂42可以沿固定臂41的两端进行伸长或缩短，大幅度增加了伸缩臂42的运动行程，因此抓取机构50的抓取范围也大大增加，能够抓取更远距离的砖块200。当砌砖机器人100砌筑时，抓取机构50运动到待砌筑的墙体处，实现墙体砌筑。同样由于伸缩臂42可沿固定臂41的两端伸缩，因此，墙体砌筑的高度显著增加。

根据本发明实施例的砌砖机器人100，通过升降机构20、二级旋转机构60、伸缩机构40、抓取机构50的协同工作，大幅度提高了砌砖机器人100的砌筑高度，而且能够实现砌砖机器人100的自动化夹砖和砌砖。由于采用机械化砌墙作业，方便砌砖施工作业，可减轻劳动强度、降低施工费用、加快工程进度以及适应恶劣环境下作业，具有操作简单、施工质量稳定、工作效率高的优点。

一些实施例中，如图2所示，二级旋转机构60带动伸缩机构40转动前，抓取件53伸出伸缩臂42的下方。当对墙体低于行走底盘10高度的部分进行砌筑时，不需要二级旋转机构60通过伸缩机构40将抓取机构50旋转至行走底盘10的下方，就能直接进行砌筑，不仅减少了砌筑动作，而且增加一次砌筑的墙体长度范围。

具体地，抓取旋转机构54为旋转气缸或电机，结构简单，操作使用方便。

一些实施例中，如图9所示，在砌砖高度超出升降台21的最大高度时，伸缩臂42伸出固定臂41的一端，二级旋转机构60能驱动伸缩臂42旋转至固定臂41另一端的上方，抓取旋转机构54能带动位于伸缩臂42上方的抓取件53旋转至水平。二级旋转机构60驱动伸缩臂42至固定臂41另一端的上方时，伸缩机构40的旋转角度大于90度，此时抓取件53由位于伸缩臂42的下方翻转至位于伸缩臂42的上方，砌筑高度进一步增加了伸缩臂42高度，此时的砌抓高度为升降机构20的高度、伸缩机构40旋转增加的高度与伸缩臂42本身的高度之和。

一些实施例中，如图7和图8所示，在砌砖高度超出升降台21的最大高度时，伸缩臂42伸出固定臂41的一端，二级旋转机构60能驱动伸缩臂42旋转至固定臂41一端的上方，抓取旋转机构54带动位于伸缩臂42下方的抓取件53旋转至水平。也就是说，经旋转部63带动伸缩机构40逆时针转动后并使抓取机构50斜向上伸缩时，可以进一步增加机器人的砌筑高度，由于抓取机构50是设置在伸缩臂42的下方，经伸缩机构40向左旋转120度后，抓取机构50变成位于该状态下伸缩臂42的上方，因此砌筑的高度进一步增加。

一些实施例中，如图1和图2所示，行走底盘10上的一端设有一级旋转机构30，升降机构20设在一级旋转机构30上，砌砖机器人100具有回收状态，回收状态为二级旋转机构60带动伸缩机构40旋转至竖直状态，且一级旋转机构30带动升降机构20回转至升降机构20朝向行走底盘10的另一端。可以理解为，升降机构20与行走底盘10的另一端之间形成有容纳空间，机器人在回收状态时，通过一级旋转机构30的转动，伸缩机构40可收容在容纳空间内，也就使得机器人具有较小的体积和较好的通过性。

例如，二级旋转机构60用于驱动伸缩机构40绕水平轴线回转，可驱使伸缩机构40旋转至竖直状态，此时就可以使伸缩机构40运动到容纳空间内，且升降机构20回转时可带动伸缩机构40转至行走底盘10的垂直上方，即使得伸缩机构40运动到由竖直线沿行走底盘10的边缘绕一周所围成的空间区域内，整体位于行走底盘10垂直上方，构成一种回收状态。这样砌砖机器人100就具有工作模式和行走模式两种模式，在工作模式下机器人处于工作状态，如图2所示，砌砖机器人100通过升降机构20、一级旋转机构30、伸缩机构40、抓取机构50的动作抓取砖块200；而在行走模式下，如图1所示，二级旋转机构60驱使伸缩机构40旋转至竖直状态，一级旋转机构30驱动升降机构20回转，此时为回收状态，砌砖机器人100整体结构紧凑、体积较小，具有很好的通过性，该砌砖机器人100的行走模式可以很好的通过建筑工地的升降电梯，达到需要砌筑的楼层，可以实现所有楼层的覆盖。

值得说明的是，二级旋转机构60配合升降机构20进行砌筑时，当升降机构20上升到极限高度时，二级旋转机构60可驱动伸缩机构40旋转，此时伸缩臂42沿固定臂41向上伸出至最大长度时，可使砌砖机器人100的砌筑高度达到最大高度。

具体地，如图1所示，行走底盘10上设有电池仓104，电池仓104用于提供整个砌砖机器人100所有动作的动力源。电池仓104靠近行走底盘10的侧部设置，间隙形成在电池仓104和一级旋转机构30之间，从而使升降机构20旋转后可使伸缩机构40收纳在间隙内。

具体地，如图1所示，行走底盘10上设有电控箱103，电控箱103用于控制整个砌砖机器人100的工作。

一些实施例中，如图3所示，升降机构20上设有升降驱动件204，以驱动升降台21上下升降，升降机构20上设有拖链机构201，用于该升降机构20的穿线走线，升降机构20上还设有防尘罩202和保护罩203，防尘罩202设在升降机构20的侧部，保护罩203设在升降机构20的顶部，用于对升降机构20进行保护。

一些实施例中，如图5所示，一级旋转机构30包括：连接板31、回转支撑件32、回转驱动件33、固定连接件34，其中，固定连接件34连接在行走底盘10上，连接板31可转动地设在固定连接件34上，升降机构20连接在连接板31上，回转驱动件33设在固定连接件34上，且回转驱动件33与连接板31相连，连接板31连接在升降机构20的底部以带动升降机构20转动，而回转支撑件32则设在固定连接件34上并位于连接板31的底部，用于支撑连接板31转动。

可选的，一级旋转机构30还包括回转连接件35，回转驱动件33通过回转连接件35与连接板31相连，以实现动力传递。

具体地，回转驱动件33可以是电机或旋转气缸，结构简单，控制方便。

一些实施例中，如图3所示，二级旋转机构60包括：框架组件61、旋转驱动件62、旋转部63，框架组件61设在升降台21上，旋转部63可转动地设在框架组件61上，旋转驱动件62与旋转部63相连以驱动旋转部63转动，其中固定臂41连接在旋转部63上。

一些实施例中，如图6所示，伸缩机构40还包括伸缩驱动件43，以驱动伸缩臂42沿固定臂41伸缩，例如伸缩驱动件43可以是直线导轨、直线运动模组、滚珠丝杠直线传动机构，控制方便，运动输出稳定。

一些实施例中，如图6所示，伸缩机构40还包括防护罩44，防护罩44设在固定臂41上，伸缩臂42位于防护罩44内，以起到保护伸缩机构40的作用。

一些实施例中，如图4所示，抓取机构50还包括：横移机构51、纵移机构52。横移机构51沿伸缩臂42的长度方向可移动地设在伸缩臂42上；纵移机构52与横移机构51相连，且纵移机构52上设有可沿垂直于横移机构51的移动方向运动的纵移部（图未示出），抓取旋转机构54设在纵移部上；抓取件53设在抓取旋转机构54上，用于抓取或放置砖块200。也就是说，抓取件53在抓取砖块200时与砖块200的位置会有所偏差，通过纵移机构52可调整抓取件53与砖块200的纵向距离，通过横移机构51可调整抓取件53与砖块200的横向距离，进而保证抓取件53准确抓取砖块200。在砌砖时，抓取件53同样可通过横向和纵向调整砌筑的位置。

具体地，如图4所示，横移机构51具有横移动力件511，以驱动横移机构51沿伸缩臂42横向移动。

具体地，纵移机构52具有纵移动力件521，以驱动纵移机构52沿垂直于横移机构51的方向移动。

具体地，抓取件53为气动夹爪，结构简单，操作方便灵敏。

一些实施例中，如图4所示，抓取机构50上设有抹灰机构70，抹灰机构70包括储料箱71和启闭开关（图未示出），储料箱71的底部设有出料口（图未示出），启闭开关设在出料口处用于打开或关闭出料口，启闭开关打开时浆料从出料口流出用于砖块200表面粘结剂的涂抹。也就是说，当启闭开关打开时，抓取机构50带动抹灰机构70移动使砂浆平铺在砖块200上，由于抓取机构50的抓取件53是转动的，因此还能实现砖块200的侧铺浆。当启闭开关关闭时，即可关闭砂浆供给。其中，启闭开关可以是控制阀，结构简单，操作也方便，当然启闭开关还可以是其他结构，这里就不再赘述。

一些实施例中，如图4所示，抓取机构50上设有压砖机构80，压砖机构80包括压紧气缸（图未示出）和压紧滚轮（图未示出），压紧气缸的伸缩杆与压紧滚轮相连，以带动压紧滚轮压紧砖块200，以带动压紧滚轮压紧砖块200和砖块200之间的粘结剂，这样压紧气缸通过伸长使压紧滚轮作用在砖块200上，可以实现压紧作用。

一些实施例中，抓取件53上设有多个检测件（图未示出），以使升降机构20、横移机构51、纵移机构52、抓取件53协同工作以控制抓取件53的工作精度。例如，多个检测件可以是视觉传感器、激光传感器、倾角传感器中的至少一种，通过检测砖块200的位置或放置砖块200的位置，以提高机器人的工作精度。当然，检测件不限于此，这里不再一一阐述。

一些实施例中，如图1所示，行走底盘10包括：主体11和设在主体11上的多个行走轮12；其中，多个行走轮12包括万向轮121和可独立驱动的动力轮122，即动力轮122提供主驱动力，与万向轮121共同驱动行走底盘10行走。或者，多个行走轮12均为可独立驱动的动力轮122，这样所有的行走轮12都具备独立的驱动力，能够在不平的坑洼环境中行走，从而增加砌砖机器人100的驱动力同时也能增强越障能力。

可选的，如图1所示，主体11的底部设有多个支撑机构101，支撑机构101可向下伸出并支撑在地面上以固定行走底盘10的位置，这样就能够保证砌砖机器人100在砌墙作业时整体稳定不会发生移动，从而保证砌筑施工的正常进行，可确保施工质量。例如，支撑机构101为四个，四个支撑机构101同时支撑在地面上后稳定性较好。当然，支撑机构101的数量不限于此，在这里就不再一一赘述。

其他示例中，支撑机构101也可以是调节支腿，例如通过调整调节支腿的高度同样可以起到固定行走底盘10的的作用。

一些实施例中，如图1所示，行走底盘10上设有避障检测件102，以控制砌砖机器人100在行走过程中避障。例如，避障检测件102为雷达，设在行走底盘10的四个拐角处，从而可以起到避障作用，避障检测件102还可以是其他检测元器件，这里不再赘述。

下面结合附图，描述本发明砌砖机器人100的一个具体实施例。

如图1至图6所示，一种砌砖机器人100，包括：行走底盘10、升降机构20、一级旋转机构30、伸缩机构40、抓取机构50、二级旋转机构60、抹灰机构70、压砖机构80。

行走底盘10包括：主体11和设在主体11上的四个行走轮12；多个行走轮12包括两个万向轮121和两个可独立驱动的动力轮122，主体11的底部设有四个支撑机构101支撑机构101可向下伸出并支撑在地面上以固定行走底盘10的位置，行走底盘10上设有避障检测件102，以控制砌砖机器人100在行走过程中避障，行走底盘10上设有电控箱103，电控箱103用于控制整个砌砖机器人100的工作，行走底盘10上设有电池仓104，电池仓104用于提供整个砌砖机器人100所有动作的动力源。

升降机构20设在行走底盘10上，升降机构20上设有可上下运动的升降台21，升降机构20上设有拖链机构201，用于该升降机构20的穿线走线，升降机构20上还设有防尘罩202和保护罩203，用于对升降机构20进行保护。

升降台21和伸缩机构40之间连接有二级旋转机构60，二级旋转机构60用于驱动伸缩机构40绕水平轴线回转。其中，二级旋转机构60可驱使伸缩机构40旋转至竖直状态，且升降机构20回转时可带动伸缩机构40转至行走底盘10的垂直上方，二级旋转机构60包括：框架组件61、旋转驱动件62、旋转部63，框架组件61设在升降台21上，旋转部63可转动地设在框架组件61上，旋转驱动件62与旋转部63相连以驱动旋转部63转动，其中固定臂41连接在旋转部63上。

一级旋转机构30设在行走底盘10上，一级旋转机构30与升降机构20相连以驱动升降机构20绕竖直轴线回转，一级旋转机构30包括：连接板31、回转支撑件32、回转驱动件33、固定连接件34、回转连接件35，其中，固定连接件34连接在行走底盘10上，回转驱动件33设在固定连接件34上，且回转驱动件33通过回转连接件35与连接板31相连，连接板31连接在升降机构20的底部以带动升降机构20转动。而回转支撑件32则设在固定连接件34上并位于连接板31的底部，用于支撑连接板31转动。

伸缩机构40设在升降机构20上以沿升降机构20上下运动，伸缩机构40包括固定臂41、伸缩臂42、伸缩驱动件43、防护罩44，伸缩臂42设在固定臂41上且可向固定臂41的长度方向的两侧伸缩；伸缩驱动件43以驱动伸缩臂42沿固定臂41伸缩，防护罩44设在固定臂41上，伸缩臂42位于防护罩44内，以起到保护伸缩机构40的作用。

抓取机构50设在伸缩臂42上，用于抓取砖块200到工作位置处，抓取机构50还包括：横移机构51、纵移机构52、抓取件53、抓取旋转机构54。

横移机构51沿伸缩臂42的长度方向可移动地设在伸缩臂42上；纵移机构52与横移机构51相连，且纵移机构52可沿垂直于横移机构51的移动方向运动；抓取件53设在纵移机构52上，用于抓取或放置砖块200。横移机构51具有横移动力件511，以驱动横移机构51沿伸缩臂42横向移动，纵移机构52具有纵移动力件521，以驱动纵移机构52沿垂直于横移机构51的方向移动，抓取件53为气动夹爪，抓取件53上设有视觉传感器、激光传感器、倾角传感器，协同工作以控制抓取件53的工作精度，抓取旋转机构54设在纵移机构52上，且抓取旋转机构54连接抓取件53，以驱动抓取件53回转。

抹灰机构70设在抓取件53上，抹灰机构70用于砖块200表面粘结剂的涂抹与刮平，抹灰机构70包括储料箱71和启闭开关（图未示出），储料箱71的底部设有出料口（图未示出），启闭开关设在出料口处用于打开或关闭出料口。

压砖机构80设在抓取件53上，用于压实砖块200和粘结剂，压砖机构80包括压紧气缸（图未示出）和压紧滚轮（图未示出）。

下面描述本发明砌砖机器人100的工作原理：

步骤一：电控箱103接收到外部工作指令，砌砖机器人100进入行走姿态，如图1。

步骤二：通过行走底盘10结合导航、GPS等反馈信息，该砌砖机器人100移动到指令指定的工作位置。

步骤三：砌砖机器人100到达指定位置后，左侧的支撑机构101和右侧的支撑机构101共同工作，将砌砖机器人100固定于工作位置，并初步调整砌砖机器人100与地面平行。

步骤四：底部的一级旋转机构30、升降机构20、二级旋转机构60、砌砖的伸缩机构40和抓取机构50协同工作，使砌砖机器人100进入工作姿态，如图2。

步骤五：砌砖机器人100自动检测步骤四中的工作姿态与步骤一中接收到的工作指令中基准位置偏差，并自动的进行调整，以达到指令中的基准位置。

步骤六：砌砖机器人100的一级旋转机构30、升降机构20、二级旋转机构60、砌砖的伸缩机构40和抓取机构50协同工作，将抹灰机构70移动到提供粘结剂的位置，使下一工序需要的剂量的粘结剂进入抹灰机构70。

步骤七：砌砖机器人100的一级旋转机构30、升降机构20、二级旋转机构60、砌砖的伸缩机构40和抓取机构50协同工作，将抹灰机构70移动到工作位置，并由抹灰机构70将粘结剂涂敷于需要粘结剂的位置。

步骤八：砌砖机器人100的一级旋转机构30、升降机构20、二级旋转机构60、砌砖的伸缩机构40和抓取机构50协同工作，将抓取件53移动到待抓取的物件位置，在移动的过程中或到达指定位置后，抓取件53进入打开状态。

步骤九：抓取件53进入抓取状态，抓紧待抓紧物件（砖块200）。

步骤十：砌砖机器人100的一级旋转机构30、升降机构20、二级旋转机构60、砌砖的伸缩机构40和抓取机构50协同工作，将抓取件53与夹取的物件移动到指令中的位置。

步骤十一：压砖机构80进入工作状态，将物件压实。

步骤十二：抓取件53进入打开状态，松开物件。

步骤十三：抹灰机构70将粘结剂涂敷于需要粘结的位置。

步骤十四：重复步骤六到步骤十三，进行下一物件的工作流程。

步骤十五：工作完成后，砌砖机器人100的一级旋转机构30、升降机构20、二级旋转机构60、砌砖的伸缩机构40和抓取机构50协同工作，使砌砖机器人100的上部进入行走模式。

步骤十六：收起左侧的支撑机构101和右侧的支撑机构101进入回收状态，砌砖机器人100的行走底盘10进入行走状态；等待下一指令。

综上所述，本发明的砌砖机器人100是一种可以在室内作业的、自动将砂浆铺平、摆砖、将砖压实并一次完成各项工作的机器人，砌砖机器人100可以实现全自动夹砖、砌砖、平铺浆、侧铺浆以及砖块200压实；砌砖机器人100还具有良好的通过性能，能满足场地的限制和需求，同时能够很好的通过电梯抵达需要砌筑的楼层；此外，对于一次定位后砌筑的长度大、砌筑高度高的问题，本发明的砌砖机器人100能满足大多数室内墙面的砌筑长度与高度。

根据本发明实施例的砌砖机器人100的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种砌砖机器人，其特征在于，包括：

行走底盘，所述行走底盘用于行走；

升降机构，所述升降机构设在所述行走底盘上，所述升降机构上设有可上下运动的升降台；

二级旋转机构，所述二级旋转机构设在所述升降台上，所述二级旋转机构上设有旋转部；

伸缩机构，所述伸缩机构包括固定臂和伸缩臂，所述固定臂设在所述旋转部上，所述伸缩臂设在所述固定臂上且可从所述固定臂的长度方向的两端伸缩；

抓取机构，所述抓取机构包括可滑动地安装在所述伸缩臂上的抓取旋转机构和安装在所述抓取旋转机构上的抓取件；其中，

在砌砖高度超出所述升降台的最大高度时，所述二级旋转机构带动所述伸缩机构转动至所述抓取机构位于所述升降机构的上方，所述抓取旋转机构能带动所述抓取件旋转至水平。

2.根据权利要求1所述的砌砖机器人，其特征在于，所述二级旋转机构带动所述伸缩机构转动前，所述抓取件伸出所述伸缩臂的下方。

3.根据权利要求2所述的砌砖机器人，其特征在于，在砌砖高度超出所述升降台的最大高度时，所述伸缩臂伸出所述固定臂的一端，所述二级旋转机构能驱动所述伸缩臂旋转至固定臂另一端的上方，抓取旋转机构能带动位于所述伸缩臂上方的所述抓取件旋转至水平。

4.根据权利要求1所述的砌砖机器人，其特征在于，在砌砖高度超出所述升降台的最大高度时，所述伸缩臂伸出所述固定臂的一端，所述二级旋转机构能驱动所述伸缩臂旋转至所述固定臂一端的上方，所述抓取旋转机构带动位于所述伸缩臂下方的所述抓取件旋转至水平。

5.根据权利要求1所述的砌砖机器人，其特征在于，所述行走底盘上的一端设有一级旋转机构，所述升降机构设在所述一级旋转机构上，

所述砌砖机器人具有回收状态，所述回收状态为所述二级旋转机构带动所述伸缩机构旋转至竖直状态，且所述一级旋转机构带动所述升降机构回转至所述升降机构朝向所述行走底盘的另一端。

6.根据权利要求5所述的砌砖机器人，其特征在于，所述一级旋转机构包括：

固定连接件，所述固定连接件设在所述行走底盘上；

连接板，所述连接板可转动地设在所述固定连接件上，升降机构设在连接板上；

回转驱动件，所述回转驱动件设在固定连接件上，且所述回转驱动件与所述连接板相连，以驱动所述连接板转动；

回转支撑件，所述回转支撑件设在所述固定连接件上且位于所述连接板的底部。

7.根据权利要求1所述的砌砖机器人，其特征在于，所述抓取机构上设有抹灰机构；所述抹灰机构包括储料箱，所述储料箱具有出料口，所述出料口上设有启闭开关，所述启闭开关打开时浆料从出料口流出用于砖块表面粘结剂的涂抹。

8.根据权利要求1所述的砌砖机器人，其特征在于，所述抓取机构上设有压砖机构；所述压砖机构包括压紧气缸和压紧滚轮，所述压紧气缸的伸缩杆与所述压紧滚轮相连，以带动所述压紧滚轮压紧砖块和砖块之间的粘结剂。

9.根据权利要求1所述的砌砖机器人，其特征在于，所述伸缩机构还包括：

伸缩驱动件，所述伸缩驱动件设在所述固定臂上，且所述伸缩驱动件的部分与所述伸缩臂相连，以驱动所述伸缩臂伸缩；

防护罩，所述防护罩设在所述固定臂上，所述伸缩臂位于所述防护罩内。

10.根据权利要求1所述的砌砖机器人，其特征在于，所述二级旋转机构包括：

框架组件，所述框架组件设在所述升降台上，所述旋转部可转动地设在框架组件上；

旋转驱动件，所述旋转驱动件设在所述框架组件上，且所述旋转驱动件与所述旋转部相连，以驱动所述旋转部旋转。

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