CN111364783A - 一种导轨行走机器人及砌砖系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种导轨行走机器人及砌砖系统，其包括第一行走导轨，设置在地面上；机器人本体，所述机器人本体设置在地面上，且能够沿所述第一行走导轨的延伸方向往复移动；稳定调节机构，设置于所述机器人本体上，所述稳定调节机构与所述第一行走导轨抵接，且能够通过调节所述机器人本体对地面的压力而调节所述机器人本体对所述第一行走导轨施加的压力。本发明无需设置地脚螺栓即可固定轨道，从而在实现提高机器人定位准度的同时，无需破坏楼面结构层的整体性。

Description

一种导轨行走机器人及砌砖系统

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种导轨行走机器人及砌砖系统。

背景技术

在建筑施工过程中，常常需要用砖砌墙，目前大部分的内墙采用砌筑形式，砌筑时通常采用人工作这种传统的作业方法。这种作业方法,不但工人劳动强度大、效率低、作业环境条件差；而且作业人工成本高，工程质量及工人安全不易保证。这种传统的作业方法已经不能适应时代的要求，随着科学技术的发展，砌砖机器人应用而生。

但现有技术中，砌砖机器人很大程度上由于砌砖精度不高，达不到墙面的垂直度平整度要求而无法投入实际施工，而精度不高的直接原因是砌砖机器人定位不准的问题，为了提高砌砖机器人的定位准度，通常采用的方法是利用地脚螺栓固定轨道，但这种方式会破坏楼面结构层的整体性。

因此，亟需一种导轨行走机器人及砌砖系统来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导轨行走机器人，无需设置地脚螺栓即可固定轨道，从而在实现提高砌砖机器人定位准度的同时，无需破坏楼面结构层的整体性；另一个目的在于提供一种砌砖系统，能够提高砌砖过程的自动化程度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种导轨行走机器人，包括：

第一行走导轨，设置在地面上；

机器人本体，所述机器人本体设置在地面上，且能够沿所述第一行走导轨的延伸方向往复移动；

稳定调节机构，设置于所述机器人本体上，所述稳定调节机构与所述第一行走导轨抵接，且能够通过调节所述机器人本体对地面的压力而调节所述机器人本体对所述第一行走导轨施加的压力。

可选地，所述压力调节机构包括：

弹性件，其底端抵接于所述抵接机构；

压力调节板，与所述弹性件的顶端抵接；

固定板，与所述机器人本体固定连接；

调节件，螺纹连接于所述固定板上，且一端与所述压力调节板抵接，并能够驱动所述压力调节板升降以调整所述弹性件对所述抵接机构施加的力。

可选地，所述固定板包括相互连接的竖直部和水平部，所述竖直部与所述机器人本体连接，所述调节件螺接在所述水平部上。

可选地，所述抵接机构包括导杆，一端滑动穿设于所述压力调节板；

随动器，设置在所述导杆的另一端，所述弹性件套设在所述导杆上，所述弹性件的底端与所述随动器抵接。

可选地，所述随动器包括：

固定件，所述固定件与所述导杆远离所述压力调节板的一端连接；

转动件，所述转动件转动设置在所述固定件上，所述转动件与所述第一行走导轨滚动抵接。

可选地，所述稳定调节机构还包括导向机构，所述导向机构用于引导所述导杆的滑动方向；

所述导向机构包括直线轴承，所述直线轴承设置在所述固定板上，所述导杆远离所述随动器的一端穿设在所述直线轴承中。

可选地，所述导杆远离所述随动器的一端的端部设置有限位件。

可选地，所述机器人本体上转动设置有限位轮，所述限位轮与所述第一行走导轨的侧面滚动抵接，能够对所述机器人本体沿所述第一行走导轨移动进行限位。可选地，所述机器人本体包括：

机架，能够沿所述第一行走导轨的延伸方向往复移动，所述稳定调节机构设置于所述机架的底面；

三级升降机构，设置在所述机架上；

机械手，设置在所述三级升降机构的输出端上，所述三级升降机构能够驱动所述机械手升降。

可选地，所述第一行走导轨为柔性拼接式导轨。

一种砌砖系统，包括如上所述的导轨行走机器人，所述导轨行走机器人用于砌砖。

可选地，还包括：第二行走导轨和自动送砖小车，所述自动送砖小车能够沿所述第二行走导轨的延伸方向往复移动为所述机器人本体运送砖。

可选地，所述第二行走导轨为柔性拼接式导轨。

本发明的有益效果：

本发明所提供的导轨行走机器人，机器人本体设置在地面上，通过在机器人本体的底部设置有稳定调节机构，稳定调节机构的下端与第一行走导轨抵接，通过调节施加在第一行走导轨上的压力，将机器人本体的重量部分转移到第一行走导轨上，从而调节地面对第一行走导轨的支撑力，在摩擦系数一定的情况下，增大地面对第一行走导轨的支撑力而达到调节地面对第一行走导轨的摩擦力的目的，使得机器人本体在工作过程中，第一行走导轨不会移动，从而无需设置地脚螺栓即可固定轨道，在实现提高砌砖机器人定位准度的同时，无需破坏楼面结构层的整体性。

本发明所提供的一种砌砖系统，自动送砖小车能够为机器人本体运送砖，提高砌砖过程的自动化程度，节省人力。

附图说明

图1是本发明所提供的一种砌砖系统的示意图；

图2是本发明所提供的一种导轨行走机器人中机器人本体的示意图；

图3是本发明所提供的一种导轨行走机器人中稳定调节机构的示意图；

图4是本发明所提供的一种导轨行走机器人中第一行走导轨的示意图；

图5是本发明所提供的一种导轨行走机器人中稳定调节机构的受力示意图。

图中：

1-机器人本体；11-机械手；12-三级升降机构；13-机架；131-万向轮；14-稳定调节机构；141-固定板；1411-竖直部；1412-水平部；142-调节件；143-压力调节板；144-弹性件；145-导杆；146-随动器；1461-固定件；1462-转动件；147-直线轴承；148-限位件；15-限位轮；

2-第一行走导轨；21-支撑件；3-第二行走导轨；4-自动送砖小车。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

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；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。

为了在实现提高砌砖机器人定位准度的同时，无需破坏楼面结构层的整体性即可固定轨道，如图1-图4所示，本发明提供一种导轨行走机器人。本导轨行走机器人包括第一行走导轨2、机器人本体1和稳定调节机构14，其中，第一行走导轨2设置在地面上；机器人本体1设置在地面上，且能够沿第一行走导轨2的延伸方向往复移动；机器人本体1上设置有稳定调节机构14，稳定调节机构14与第一行走导轨2的顶面抵接，且能够通过调节机器人本体1对地面的压力调节机器人本体1对第一行走导轨2施加的压力。

具体地，如图5所示，机器人本体1上转动设置有限位轮15，限位轮15与第一行走导轨2的侧面滚动抵接，在本实施例中，限位轮15设置与第一行走导轨2的相对的两侧滚动抵接，能够对机器人本体1沿第一行走导轨2移动进行限位，从而保证机器人本体能够沿第一行走导轨2延伸方向稳定行走。

如图5所示，限位轮15在机器人本体沿第一行走导轨2的延伸方向行走时，限位轮15以及行走驱动机构会给第一行走导轨2一个侧向力F3，地面对机器人本体1的支撑力为F1，地面对第一行走导轨2自身重量的支撑力为F2，地面对第一行走导轨的摩擦力为F4,第一行导轨2对机器人本体的支撑力为F5。其中，由于侧向力F3会导致第一行走导轨2进行移位，为了防止侧向力F3导致第一行走导轨2进行移位，需要增大地面对第一行走导轨2的摩擦力F4。其中，由于F4＝μ×(F2+F5)，通过稳定调节机构14能够调节机器人本体1施加在第一行走导轨2上的力，从而将机器人本体1的部分重量带来的压力转移到第一行走导轨2上，在摩擦系数一定的情况下，第一行走导轨2对机器人本体的支撑力F5越大，地面对第一行走导轨2的摩擦力F4就越大，使得机器人在工作过程中，能够抵消侧向力F3对第一行走导轨2造成移位的影响，保证第一行走导轨2不会移动，从而无需设置地脚螺栓即可固定轨道，在实现提高砌砖机器人定位准度的同时，无需破坏楼面结构层的整体性。

优选地，第一行走导轨2的底面设置有支撑件21，支撑件21能够与地面抵接以支撑第一行走导轨2，在本实施例中，支撑件21为脚杯，将脚杯设置在第一行走导轨2上，通过调节脚杯的高度即可调节第一行走导轨2的水平度，从而方便第一行走导轨2适应不同的施工场合。

进一步地，稳定调节机构14包括压力调节机构和抵接机构，压力调节机构设置在机器人本体1上，抵接机构的一端连接于压力调节机构，抵接机构的另一端与第一行走导轨2抵接，压力调节机构能够向抵接机构施加压力，且施加的压力大小可调。

具体地，在本实施例中，压力调节机构包括固定板141、调节件142、压力调节板143和弹性件144，固定板141与机器人本体1固定连接，固定板141包括相互连接的水平部1412和竖直部1411，水平部1412位于压力调节板143的上方，调节件142螺接在水平部1412上，且底端与压力调节板143抵接，抵接机构的一端连接于压力调节板143，弹性件144套设在抵接机构上，顶端与压力调节板143抵接，底端与抵接机构抵接，调节件142能够通过调节相对水平部1412的伸出长度驱动压力调节板143升降，调节施加在压力调节板143上的压力。压力调节板143通过压缩弹性件144，弹性件144将作用力传递到第一行走导轨2上。具体地，弹性件144为具有弹性好、刚度大、使用寿命长的模具弹簧。采用上述方式，结构较为简单，而且加工制造方便，而且能够很好地适应工地恶劣的工况。在其他实施例中，压力调节机构可以采用丝杠丝母的形式，将丝母设置在压力调节板143上，通过转动丝杠带动压力调节板143移动。

进一步地，固定板141中的竖直部1411与机器人本体1连接，调节件142螺接在水平部1412上。具体地，在水平部1412上开设有螺纹孔，调节件142采用普通的螺栓，螺栓螺接在螺纹孔中。为了保证竖直部1411具有足够的强度，在竖直部1411背离水平部1412的一侧设置有加强筋。压力调节板143与水平部1412相互平行，通过上述设置，便于安装调节件142，通过简单的结构即可实现对施加在压力调节板143上的力进行调整。

进一步地，抵接机构包括导杆145和随动器146，随动器146设置在导杆145的一端，导杆145的另一端滑动穿设在压力调节板143内，弹性件144套设在导杆145上，一端与压力调节板143抵接，另一端与随动器146抵接，随动器146与第一行走导轨2抵接。具体地，随动器146包括固定件1461和转动件1462，固定件1461与导杆145远离压力调节板143的一端连接，转动件1462转动设置在固定件1461上，转动件1462与第一行走导轨2滚动抵接。通过转动件1462与第一行走导轨2抵接，在机器人本体1移动的过程中，转动件1462与第一行走导轨2为滚动摩擦，降低了摩擦阻力。

进一步地，为了防止导杆145在压力调节板143内来回晃动，可选地，在本实施例中，稳定调节机构14还包括导向机构，用于引导导杆145的滑动方向，导向机构包括直线轴承147，直线轴承147设置在固定板141上。具体地，直线轴承147固定设置在固定板141的直线轴承安装部上。导杆145远离随动器146的一端穿设在直线轴承147中，导杆145能够在直线轴承147中上下运动。为了防止导杆145脱离直线轴承147，可选地，导杆145远离随动器146的一端的端部设置有限位件148。

进一步地，机器人本体1包括机架13、三级升降机构12和机械手11，机架13能够沿第一行走导轨2的延伸方向往复移动，机械手11设置在三级升降机构12的输出端上，三级升降机构12能够驱动机械手11进行三级升降，从而实现高中低三档施工的需要；三级升降机构12固定设置在机架13上，机架13的底面上设置有稳定调节机构14。通过机械手11进行砌砖作业，通过三级升降机构12能够适应砌砖墙不同的高度需要。在机架13的四角上设置有四个万向轮131，便于移动机器人本体1。

本发明还提供了一种砌砖系统，包括上面所述的导轨行走机器人，导轨行走机器人用于砌砖。还包括第二行走导轨3和自动送砖小车4，自动送砖小车4能够沿第二行走导轨3的延伸方向往复移动为导轨行走机器人运送砖。从而提高砌砖过程的自动程度，降低工人的劳动强度。具体地，第二行走导轨3设置在第一行走导轨2与砌砖墙之间，且与第一行走导轨2平行。在第二行走导轨3的底端也设置有支撑件21，自动送砖小车4的下端设置有稳定调节机构14。同样，无需设置地脚螺栓即可固定第二行走导轨3，无需破坏楼面结构层的整体性。

进一步地，由于不同的工作场合中砖墙的长度不一，为了更好适应不同工作环境，第一行走导轨2与第二行走导轨3均为柔性拼接式导轨。具体地，第一行走导轨2与第二行走导轨3均由多段导轨段进行拼接，连接处利用快速锁扣件连接，保证能够快速组装，提升施工效率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种导轨行走机器人，其特征在于，包括：

第一行走导轨(2)，设置在地面上；

机器人本体(1)，所述机器人本体(1)设置在地面上，且能够沿所述第一行走导轨(2)的延伸方向往复移动；

稳定调节机构(14)，设置于所述机器人本体(1)上，所述稳定调节机构(14)与所述第一行走导轨(2)抵接，且能够通过调节所述机器人本体(1)对地面的压力而调节所述机器人本体(1)对所述第一行走导轨(2)施加的压力。

2.根据权利要求1所述的一种导轨行走机器人，其特征在于，所述稳定调节机构(14)包括：

抵接机构，一端抵接于所述第一行走导轨(2)；

压力调节机构，设置在所述机器人本体(1)上，所述抵接机构的另一端连接所述压力调节机构，所述压力调节机构能够向所述抵接机构施加压力，且施加的压力的大小可调。

3.根据权利要求2所述的一种导轨行走机器人，其特征在于，所述压力调节机构包括：

弹性件(144)，其底端抵接于所述抵接机构；

压力调节板(143)，与所述弹性件(144)的顶端抵接；

固定板(141)，与所述机器人本体(1)固定连接；

调节件(142)，螺纹连接于所述固定板(141)上，且一端与所述压力调节板(143)抵接，并能够驱动所述压力调节板(143)升降以调整所述弹性件(144)对所述抵接机构施加的力。

4.根据权利要求3所述的一种导轨行走机器人，其特征在于，所述固定板(141)包括相互连接的竖直部(1411)和水平部(1412)，所述竖直部(1411)与所述机器人本体(1)连接，所述调节件(142)螺接在所述水平部(1412)上。

5.根据权利要求3所述的一种导轨行走机器人，其特征在于，所述抵接机构包括：

导杆(145)，一端滑动穿设于所述压力调节板(143)；

随动器(146)，设置在所述导杆(145)的另一端，所述弹性件(144)套设在所述导杆(145)上，所述弹性件(144)的底端与所述随动器(146)抵接。

6.根据权利要求5所述的一种导轨行走机器人，其特征在于，所述随动器(146)包括：

固定件(1461)，所述固定件(1461)与所述导杆(145)远离所述压力调节板(143)的一端连接；

转动件(1462)，所述转动件(1462)转动设置在所述固定件(1461)上，所述转动件(1462)与所述第一行走导轨(2)滚动抵接。

7.根据权利要求5所述的一种导轨行走机器人，其特征在于，所述稳定调节机构(14)还包括导向机构，所述导向机构用于引导所述导杆(145)的滑动方向；

所述导向机构包括直线轴承(147)，所述直线轴承(147)设置在所述固定板(141)上，所述导杆(145)远离所述随动器(146)的一端穿设在所述直线轴承(147)中。

8.根据权利要求7所述的一种导轨行走机器人，其特征在于，所述导杆(145)远离所述随动器(146)的一端的端部设置有限位件(148)。

9.根据权利要求1所述的一种导轨行走机器人，其特征在于，所述机器人本体(1)上转动设置有限位轮(15)，所述限位轮(15)与所述第一行走导轨(2)的侧面滚动抵接，能够对所述机器人本体(1)沿所述第一行走导轨(2)移动进行限位。

10.根据权利要求1所述的一种导轨行走机器人，其特征在于，所述机器人本体(1)包括：

机架(13)，能够沿所述第一行走导轨(2)的延伸方向往复移动，所述稳定调节机构(14)设置于所述机架(13)的底面；

三级升降机构(12)，设置在所述机架(13)上；

机械手(11)，设置在所述三级升降机构(12)的输出端上，所述三级升降机构(12)能够驱动所述机械手(11)升降。

11.根据权利要求1所述的一种导轨行走机器人，其特征在于，所述第一行走导轨(2)为柔性拼接式导轨。

12.一种砌砖系统，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的导轨行走机器人，所述导轨行走机器人用于砌砖。

13.根据权利要求12所述的一种砌砖系统，其特征在于，还包括：第二行走导轨(3)和自动送砖小车(4)，所述自动送砖小车(4)能够沿所述第二行走导轨(3)的延伸方向往复移动为所述机器人本体(1)运送砖。

14.根据权利要求13所述的一种砌砖系统，其特征在于，所述第二行走导轨(3)为柔性拼接式导轨。

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