CN111910936B - 一种双臂砌墙机器人及其砌墙方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双臂砌墙机器人，包括旋转底座、设于旋转底座上可沿旋转底座旋转的机身主体、安装在机身主体上的竖移模组、安装在竖移模组上可沿竖移模组上下移动的夹砖臂及取浆臂，夹砖臂上设置有第一电机组，第一电机组下方连接用于夹砖的夹具，取浆臂上设置有第二电机组，第二电机组下方连接用于夹取砂浆的浆杯。本发明还公开了上述双臂砌墙机器人的砌墙方法。本发明通过设置两个机械臂，即夹砖臂和取浆臂，使双臂同时移动夹取砖块及砂浆，使得砌砖后能够同步进行上浆，简化了砌墙工序，提高了整体的砌筑效率，防止砂浆在砌筑过程中凝固。

Description

一种双臂砌墙机器人及其砌墙方法

技术领域

本发明涉及砌墙机器人技术领域，具体为一种双臂砌墙机器人及其砌墙方法。

背景技术

现有的砌墙机器人只具有一个夹砖的机械臂,砌墙机器人将砖块砌筑后,需要通过其它工序进行喷浆或者抹浆。

专利号为201710479452.6的发明专利公开了一种自动砌墙系统，将墙砖先经过抹浆后再输送给砌砖机器人，由砌砖机器在人抓取抹好砂浆的墙砖进行砌筑，该砌墙系统需要控制抹浆的时间，防止砌筑过程中砂浆凝固，且还需要将砂浆通过挂浆网固定于墙砖上，防止砂浆流坠，整个系统占用较大的空间，操作较为不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双臂砌墙机器人及其砌墙方法，简化砌墙工序，提高砌墙效率。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种双臂砌墙机器人，包括旋转底座、设于旋转底座上可沿旋转底座旋转的机身主体、安装在机身主体上的竖移模组、安装在竖移模组上可沿竖移模组上下移动的夹砖臂及取浆臂，所述的夹砖臂上设置有第一电机组，所述的第一电机组下方连接用于夹砖的夹具，所述的取浆臂上设置有第二电机组，所述的第二电机组下方连接用于夹取砂浆的浆杯。

其中，所述的竖移模组包括导轨、导轨滑块、滑移框、升降盒、丝杆、丝杆电机及螺母滑块，所述的导轨固定在机身主体上，所述的导轨滑块安装在导轨上，所述的螺母滑块安装在升降盒上，所述的丝杆穿过螺母滑块安装在机身主体内，所述的丝杆电机安装在丝杆轴端控制丝杆旋转，所述的滑移框位于机身主体外侧与升降盒固接，滑移框内壁安装在导轨滑块上。

其中，所述的升降盒由两组竖板与两组横板拼装形成，所述的竖板上设有凸块；所述的螺母滑块设有两个，对称与两组横板连接；所述的滑移框为由两块安装板及两块支撑板拼装形成的矩形框，所述的安装板上设有与凸块相配合的卡槽，所述的支撑板连接两组安装板，所述的安装板内壁与导轨滑块固定连接。

其中，所述的夹砖臂及取浆臂固定在两块安装板或两块支撑板上，夹砖臂与取浆臂呈180度夹角设置；或者所述的夹砖臂及取浆臂中的其中一组固定在安装板上，另一组固定在支撑板上，夹砖臂与取浆臂呈90度夹角设置。

进一步地，还包括多功能提升装置，所述的多功能提升装置包括运砖架、运浆架、浆桶及砖台，所述的运砖架及运浆架竖直安装在旋转底座两侧上，所述的运砖架上设置有第一竖直滑台，所述的砖台安装在第一竖直滑台上，所述的运浆架上设置有第二竖直滑台，所述的浆桶安装在第二竖直滑台上。

优选地，所述的多功能提升装置还包括两组活动压臂架与四组拉紧器，两组活动压臂架分别位于运砖架及运浆架的上方，所述的活动压臂架两端通过拉紧器与运砖架或运浆架连接。

进一步地，所述的多功能提升装置还包括两组斜拉杆组件，每组斜拉杆组件包括两根交叉设置的斜拉杆，其中一根斜拉杆的一端与运砖架的上端连接，另一端与运浆架的下端连接，另一根斜拉杆的一端与运浆架的上端连接，另一端与运砖架的下端连接，每根斜拉杆包括两段杆体及连接两段杆体的中间法兰，所述两段杆体可通过中间法兰调节连接长度。

本发明还公开了一种砌墙方法，采用上述双臂砌墙机器人进行墙体砌筑，砌筑方法如下：

S1. 需砌墙砖的墙位的地面找平后；机身主体通过旋转底座旋转，夹砖臂及取浆臂在竖移模组上向下运动、调节夹具至砖块正上方，第一电机组控制夹具取砖后，将砖砌放置在找平的地面上砌筑第一皮砖；

S2. 使取浆臂或夹砖臂移动至抹浆机上方，第二电机组控制浆杯吸取或抓取抹浆机，将抹浆机放置于砌好的砖块上；或者第一电机组控制夹具夹取抹浆机，将抹浆机放置于砌好的砖块上；

S3. 夹具和浆杯同步分别移动进行砖块夹取和砂浆夹取；

S4. 使取浆臂移动至抹浆机上方，浆杯移动至抹浆机腔体内，将砂浆倒入抹浆机腔体内砖块表面上；

S5. 抹浆机进行砖间竖缝插填砂浆和砖面抹浆，使砂浆均匀分布在砖面上；

S6. 使夹砖臂移动至抹好的砂浆面上方，第一电机组控制夹具将砖砌放在抹好的砂浆面上方；

S7. 重复步骤S2-S6，直至完成墙体的砌筑。

其中，步骤S3中，夹具和浆杯同步移动，夹具移动到砖台上夹取砖块，浆杯移动到浆桶上方夹取砂浆。

当墙砖砌筑至机身极限高度时，按照如下骤进行机身主体高度的调节：

（1）将夹砖臂与取砖臂移动至竖移模组的上端，将夹砖臂与取砖臂搁放在运砖架与运浆架上方，装上活动压臂架，关闭拉紧器；

（2）将机身主体与旋转底座连件部位拆卸，使机身主体与旋转底座分离；

（3）控制竖移模组动作，机身主体提升到上方，在机身主体与旋转底座之间安装支撑标准节；

（4）打开拉紧器，拆卸活动压臂架。

由于采用了上述结构，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过设置两个机械臂，即夹砖臂和取浆臂，使双臂同时移动夹取砖块及砂浆，使得抹浆后能够同步进行砌砖，简化了砌墙工序，提高了整体的砌筑效率，防止砂浆在砌筑过程中凝固。

2、通过设置升降盒，实现两个螺母滑块在丝杆上移动，带动夹砖臂和取浆臂上下移动，稳定性高。

3、通过设置多功能提升装置，可实现对浆桶和砖台的自动提升。

4、多功能提升装置包括两组压臂架与四组拉紧器，可实现对砌墙机器人的机身主体的提升。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是机身主体与竖移模组的结构示意图。

图3是图1的A处局部放大示意图。

图4是升降盒与滑移框的安装示意图。

图5是图4的分解示意图。

图6是本发明实施例二机身主体提升前的结构示意图。

图7是实施例二机身主体提升过程的状态示意图。

图8是实施例二机身主体提升后的状态示意图。

图9是图8的分解示意图。

图10是实施例二的主视示意图。

图11是实施例二的多功能提升装置的结构示意图。

图12是实施例三的结构示意图。

图13是实施例三的局部分解示意图。

图14是实施例三的多功能提升装置的结构示意图。

主要组件符号说明：

1：旋转底座，11：行走轮，2：机身主体，3：竖移模组，31：导轨，32：导轨滑块，33：滑移框，331：安装板，332：支撑板，333：卡槽，34：升降盒，341：竖板，342：横板，343：凸块，35：丝杆，36：丝杆电机，37：螺母滑块，4：夹砖臂，41：第一电机组，5：取浆臂，51：第二电机组，6：夹具，7：浆杯，8：多功能提升装置，81：运砖架，811：第一竖直滑台，82：运浆架，821：第二竖直滑台，83：浆桶，84：砖台，85：活动压臂架，86：拉紧器，87：斜拉杆，871：杆体，872：中间法兰，9：支撑标准节。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。

实施例一

如图1所示，一种双臂砌墙机器人，包括旋转底座1、机身主体2、竖移模组3、夹砖臂4、取浆臂5、第一电机组41、第二电机组51、夹具6及浆杯7。

机身主体2设于旋转底座1上，旋转底座1上设置有旋转电机（图中未示出），旋转电机控制机身主体2沿旋转底座1旋转360度。旋转底座1下方设置有行走轮11便于整体移动。

结合图2、图3所示，竖移模组3安装在机身主体2上。竖移模组3包括导轨31、导轨滑块32、滑移框33、升降盒34、丝杆35、丝杆电机36及螺母滑块37。导轨31固定在机身主体2上，导轨滑块32安装在导轨31上，螺母滑块37安装在升降盒34上，丝杆35穿过螺母滑块37安装在机身主体2内，丝杆电机36安装在丝杆35轴端控制丝杆35旋转，滑移框33位于机身主体2外侧与升降盒34固接，滑移框33内壁安装在导轨滑块32上。

如图4、图5所示，升降盒34由两组竖板341与两组横板342拼装形成，竖板341上设有凸块343。螺母滑块37设有两个，对称与两组横板342连接。滑移框33为由两块安装板331及两块支撑板332拼装形成的矩形框，安装板331上设有与凸块343相配合的卡槽333，支撑板332连接两组安装板331，安装板331内壁与导轨滑块32固定连接。

本实施例中，夹砖臂4及取浆臂5固定在两块安装板331上，夹砖臂4与取浆臂5呈180度夹角设置。夹砖臂4上设置有第一电机组41，第一电机组41下方连接用于夹砖的夹具6。取浆臂5上设置有第二电机组51，第二电机组51下方连接用于夹取砂浆的浆杯7。

本实施例使用时，丝杆电机36带动丝杆35旋转，螺母滑块37沿丝杆35上下移动，升降盒34带动滑移框33进而带动夹砖臂4及取浆臂5同时上下移动，第一电机组41及第二电机组51控制夹具6夹取砖块、浆杯7夹取砂浆以砌筑墙体。

实施例二

如图6～10所示，本实施例的双臂砌墙机器人在实施例一的基础上，还包括多功能提升装置8。多功能提升装置8包括运砖架81、运浆架82、浆桶83、砖台84、两组活动压臂架85、四组拉紧器86及两组斜拉杆组件。运砖架81及运浆架82竖直安装在旋转底座1两侧上，运砖架81上设置有第一竖直滑台811，砖台84安装在第一竖直滑台811上，运浆架82上设置有第二竖直滑台821，浆桶83安装在第二竖直滑台821上。两组活动压臂架85分别位于运砖架81及运浆架82的上方，活动压臂架85两端通过拉紧器86与运砖架81或运浆架82连接。

结合图11所示，每组斜拉杆组件包括两根交叉设置的斜拉杆87，其中一根斜拉杆87的一端与运砖架81的上端连接，另一端与运浆架82的下端连接，另一根斜拉杆87的一端与运浆架82的上端连接，另一端与运砖架81的下端连接，每根斜拉杆87包括两段杆体871及连接两段杆体871的中间法兰872，两段杆体871可通过中间法兰872调节连接长度，从而保证运砖架81及运浆架82处于竖直状态。

本发明还公开了该实施例的砌墙方法，砌筑步骤如下：

S1.需砌墙砖的墙位的地面砂浆找平后，机身主体2通过旋转底座1旋转，夹砖臂4及取浆臂5在竖移模组3上向下运动、调节夹具6至砖块正上方，第一电机组41控制夹具6取砖后，将砖砌放置在找平的地面上砌筑第一皮砖。

S2.使取浆臂5或夹砖臂4移动至抹浆机上方，第二电机组51控制浆杯7吸取或抓取抹浆机，将抹浆机放置于砌好的砖块上，或者第一电机组41控制夹具6夹取抹浆机，将抹浆机放置于砌好的砖块上。

S3. 将砖块放置在砖台84上，将砂浆倒入浆桶83内，夹具6和浆杯7同步移动：夹具6移动到砖台84上夹取砖块，浆杯7移动到浆桶83上方夹取砂浆。

S4.浆杯7移动至抹浆机腔体内，将砂浆倒置于抹浆机腔体内砖块表面上。

S5.抹浆机进行砖间竖缝插填砂浆和砖面抹浆，使砂浆均匀分布在砖面上。

S6. 使夹砖臂4移动至抹好的砂浆面上方，第一电机组41控制夹具6将砖砌放在抹好的砂浆面上方。

S7. 重复步骤S2-S6，直至完成墙体的砌筑。

本发明墙砖砌筑至机身极限高度时，按照如下骤进行机身主体高度的调节：

（1）如图6所示，控制丝杆35旋转，使升降盒34上升至机身主体2上方，将多功能提升装置8锁固在旋转底座1上方，夹砖臂4及取浆臂5位于运砖架81及运浆架82上方，安装活动压臂架85，通过拉紧器86将活动压臂架85固定在运砖架81及运浆架82上方，此时夹砖臂4容置于活动压臂架85与运砖架81之间，取浆臂5容置于活动压臂架85与运浆架82之间。

（2）将机器人机身主体2与旋转底座1连件部位拆卸，使机身主体2与旋转底座1分离。

（3）如图7所示，控制丝杆35旋转，机身主体2提升到上方。

（4）如图8所示，在机身主体2与旋转底座1之间安装支撑标准节9。

（5）拆卸压臂架85。

如图10所示，机身主体2升高后，控制浆桶83移动至第二竖直滑台821上方，控制砖台84移动至第一竖直滑台811上方，重复上述砌筑步骤S2-S6，即可实现高处墙体的砌筑。

实施例三

如图12-13所示，本实施例与实施例二的区别在于：夹砖臂4固定安装在支撑板332上，取浆臂5固定安装在安装板331上，夹砖臂与取浆臂之间呈90度夹角。

如图14所示，本实施例中多功能提升装置8的运砖架81、运浆架82对应夹砖臂与取浆臂设置成90度夹角。

本实施例的砌墙方法及机身主体高度的调节方法与实施例二相同。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双臂砌墙机器人，其特征在于：包括旋转底座、设于旋转底座上可沿旋转底座旋转的机身主体、安装在机身主体上的竖移模组、安装在竖移模组上可沿竖移模组上下移动的夹砖臂及取浆臂，所述的夹砖臂上设置有第一电机组，所述的第一电机组下方连接用于夹砖的夹具，所述的取浆臂上设置有第二电机组，所述的第二电机组下方连接用于夹取砂浆的浆杯；还包括多功能提升装置，所述的多功能提升装置包括运砖架、运浆架、浆桶、砖台、两组活动压臂架与四组拉紧器，所述的运砖架及运浆架竖直安装在旋转底座两侧上，所述的运砖架上设置有第一竖直滑台，所述的砖台安装在第一竖直滑台上，所述的运浆架上设置有第二竖直滑台，所述的浆桶安装在第二竖直滑台上；两组活动压臂架分别位于运砖架及运浆架的上方，所述的活动压臂架两端通过拉紧器与运砖架或运浆架连接。

2.如权利要求1所述的双臂砌墙机器人，其特征在于：所述的竖移模组包括导轨、导轨滑块、滑移框、升降盒、丝杆、丝杆电机及螺母滑块，所述的导轨固定在机身主体上，所述的导轨滑块安装在导轨上，所述的螺母滑块安装在升降盒上，所述的丝杆穿过螺母滑块安装在机身主体内，所述的丝杆电机安装在丝杆轴端控制丝杆旋转，所述的滑移框位于机身主体外侧与升降盒固接，滑移框内壁安装在导轨滑块上，所述的夹砖臂及取浆臂与滑移框外侧固定。

3.如权利要求2所述的双臂砌墙机器人，其特征在于：所述的升降盒由两组竖板与两组横板拼装形成，所述的竖板上设有凸块；所述的螺母滑块设有两个，对称与两组横板连接；所述的滑移框为由两块安装板及两块支撑板拼装形成的矩形框，所述的安装板上设有与凸块相配合的卡槽，所述的支撑板连接两组安装板，所述的安装板内壁与导轨滑块固定连接。

4.如权利要求3所述的双臂砌墙机器人，其特征在于：所述的夹砖臂及取浆臂固定在两块安装板或两块支撑板上，夹砖臂与取浆臂呈180度夹角设置；或者所述的夹砖臂及取浆臂中的其中一组固定在安装板上，另一组固定在支撑板上，夹砖臂与取浆臂呈90度夹角设置。

5.如权利要求1所述的双臂砌墙机器人，其特征在于：所述的多功能提升装置还包括两组斜拉杆组件，每组斜拉杆组件包括两根交叉设置的斜拉杆，其中一根斜拉杆的一端与运砖架的上端连接，另一端与运浆架的下端连接，另一根斜拉杆的一端与运浆架的上端连接，另一端与运砖架的下端连接，每根斜拉杆包括两段杆体及连接两段杆体的中间法兰，所述两段杆体可通过中间法兰调节连接长度。

6.一种砌墙方法，其特征在于：采用权利要求1～5任一项所述的双臂砌墙机器人进行墙体砌筑，砌筑方法如下：

S1. 需砌墙砖的墙位的地面砂浆找平后；机身主体通过旋转底座旋转，夹砖臂及取浆臂在竖移模组上向下运动、调节夹具至砖块正上方，第一电机组控制夹具取砖后，将砖砌放置在找平的地面上砌筑第一皮砖；

S2. 使取浆臂或夹砖臂移动至抹浆机上方，第二电机组控制浆杯吸取或抓取抹浆机，将抹浆机放置于砌好的砖块上；或者第一电机组控制夹具夹取抹浆机，将抹浆机放置于砌好的砖块上；

S3. 夹具和浆杯同步分别移动进行砖块夹取和砂浆夹取；

S4. 使取浆臂移动至抹浆机上方，浆杯移动至抹浆机腔体内，将砂浆倒入抹浆机腔体内砖块表面上；

S5. 抹浆机进行砖间竖缝插填砂浆和砖面抹浆，使砂浆均匀分布在砖面上；

S6. 使夹砖臂移动至抹好的砂浆面上方，第一电机组控制夹具将砖砌放在抹好的砂浆面上方；

S7. 重复步骤S2-S6，直至完成墙体的砌筑。

7.如权利要求6所述的砌墙方法，其特征在于：将砖块放置在砖台上，将砂浆倒入浆桶内，步骤S3中，夹砖臂与取浆臂同步转动至砖台和浆桶上方，夹具移动到砖台上夹取砖块，浆杯移动到浆桶上方夹取砂浆。

8.如权利要求7所述的砌墙方法，其特征在于：墙砖砌筑至机身极限高度时，按照如下骤进行机身主体高度的调节：

（1）将夹砖臂与取砖臂移动至竖移模组的上端，将夹砖臂与取砖臂搁放在运砖架与运浆架上方，装上活动压臂架，关闭拉紧器；

（2）将机身主体与旋转底座连件部位拆卸，使机身主体与旋转底座分离；

（3）控制竖移模组动作，机身主体提升到上方，在机身主体与旋转底座之间安装支撑标准节；

（4）打开拉紧器，拆卸活动压臂架。

Images