CN113279551B - 地面抹平机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地面抹平机器人。该地面抹平机器人包括车体和抹平机构，抹平机构安装在车体上。地面抹平机器人还包括顶升驱动机构、顶升盘和转动驱动机构。其中，顶升驱动机构安装在车体上，并可相对于车体绕竖直方向转动。顶升盘安装在顶升驱动机构上，顶升驱动机构驱动顶升盘在竖直方向运动。顶升驱动机构包括驱动顶升盘向下运动撑在地面上将车体抬起的顶升位置，以及驱动顶升盘向上运动脱离地面收在车体上的收藏位置。转动驱动机构与顶升驱动机构驱动连接。在本发明中，通过顶升转向方式实现转向角度的调整，避免车体的行走机构因转向而对施工地面产生的具有极大破损力的碾压痕迹，从而降低抹平施工的难度，保障抹平施工的效果。

Description

地面抹平机器人

技术领域

本发明涉及施工机器人技术领域，具体而言，涉及一种地面抹平机器人。

背景技术

目前，在工程施工领域，为了解决人力成本高、人力施工质量不稳定的问题，市面上推出了可以替代人力进行施工的自动化机器人。其中，在混凝土地面施工方面，诞生了各种类型的地面抹平机器人。

地面抹平机器人主要由两个部分构成：车体和抹平机构，抹平机构安装在车体上，车体带动抹平机构在混凝土地面上移动。为了使得地面抹平机器人的移动更加平稳，会采用轮式的车体或者履带式的车体，例如申请号为201922496861.4的专利和申请号为201910893022.8的专利。

当地面抹平机器人在直线行走时，两侧的车轮或者履带对于地面的作用力相对较小且平稳，并不会对尚未完全成型的混凝土地面造成破坏。而当地面抹平机器人进行转弯动作时，两侧的车轮或者履带就会对地面产生较大的作用力，而且这种作用力很容易对尚未完全成型的混凝土地面造成破坏，影响地面抹平机器人的施工质量。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种地面抹平机器人，以解决现有技术中地面抹平机器人在转弯时容易对尚未完全成型的混凝土地面造成破坏的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种地面抹平机器人，包括车体和抹平机构，抹平机构安装在车体上，地面抹平机器人还包括：顶升驱动机构，安装在车体上，并可相对于车体绕竖直方向转动；顶升盘，安装在顶升驱动机构上，顶升驱动机构驱动顶升盘在竖直方向运动，顶升驱动机构包括驱动顶升盘向下运动撑在地面上将车体抬起的顶升位置，以及驱动顶升盘向上运动脱离地面收在车体上的收藏位置；转动驱动机构，与车体或者顶升驱动机构驱动连接，转动驱动机构用于驱动顶升驱动机构相对于车体绕竖直方向转动。

在一个实施方式中，地面抹平机器人包括回转支撑轴承，回转支撑轴承包括内圈构件和外圈构件，内圈构件可相对于外圈构件转动，内圈构件和外圈构件中的一个与车体固定连接，内圈构件和外圈构件中的另一个与顶升驱动机构固定连接。

在一个实施方式中，地面抹平机器人还包括安装板，安装板与内圈构件和车体固定连接，转动驱动机构安装在安装板上，外圈构件与顶升驱动机构固定连接，转动驱动机构与外圈构件驱动连接。

在一个实施方式中，转动驱动机构包括电机和齿轮结构，齿轮结构包括主动齿轮结构和从动齿轮结构，主动齿轮结构设置在电机的输出端，从动齿轮结构设置在外圈构件上，主动齿轮结构和从动齿轮结构相适配。

在一个实施方式中，转动驱动机构包括电机和连杆结构，电机通过连杆结构与车体或者顶升驱动机构驱动连接。

在一个实施方式中，转动驱动机构包括活动缸和连杆结构，活动缸通过连杆结构与车体或者顶升驱动机构驱动连接。

在一个实施方式中，顶升驱动机构包括：顶板构件，相对于车体绕竖直方向可转动地安装在车体上；伸缩件，安装在顶板构件上，伸缩件与顶升盘驱动连接，用于驱动顶升盘在竖直方向运动。

在一个实施方式中，顶升驱动机构还包括导向杆，导向杆沿竖直方向可活动地安装在顶板构件上，顶升盘与导向杆固定连接。

在一个实施方式中，伸缩件为活动缸或者电动推杆。

在一个实施方式中，抹平机构安装在顶升驱动机构上，在顶升驱动机构位于顶升位置时，顶升驱动机构和抹平机构相对于地面静止，转动驱动机构驱动车体相对于抹平机构转动；在顶升驱动机构位于收藏位置，车体相对于地面静止，转动驱动机构驱动抹平机构相对于车体转动。

应用本发明的技术方案，在地面抹平机器人需要转弯时，可以让顶升驱动机构从收藏位置运动到顶升位置，让顶升驱动机构驱动顶升盘向下运动撑在地面上将车体抬起，然后让转动驱动机构对顶升驱动机构产生作用力，让顶升驱动机构相对于车体绕竖直方向转动。由于顶升驱动机构连同顶升盘是撑在地面上的，顶升驱动机构连同顶升盘就相对于地面是固定的，从而在转动驱动机构的作用力下，就可以让车体相对于地面转动。这样一来，就可以减少车体转弯对于尚未完全成型的混凝土地面的破坏。在转弯完成之后，当车体需要继续行进时，就让顶升驱动机构从顶升位置运动到收藏位置，车体就可以进行正常的行进工作了。采用本发明的技术方案，通过顶升转向方式实现转向角度的调整，避免车体的行走机构因转向而对施工地面产生的具有极大破损力的碾压痕迹，从而降低抹平施工的难度，保障抹平施工的效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的地面抹平机器人的实施例的两个视角下的立体结构示意图；

图2示出了图1的地面抹平机器人的主视视角下的两种状态的结构示意图；

图3示出了图1的地面抹平机器人的俯视视角下的两种状态的结构示意图；

图4示出了图1的地面抹平机器人的顶升驱动机构和转动驱动机构的主视结构示意图及俯视结构示意图；

图5示出了图1的地面抹平机器人的抹平机构在摆动状态下的俯视结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了解决现有技术中地面抹平机器人在转弯时车轮或者履带容易对尚未完全成型的混凝土地面造成破坏的技术问题。本发明提供了一种地面抹平机器人，让车体10的转弯时，不让车体10上的时车轮或者履带对混凝土地面产生应力，减少对于尚未完全成型的混凝土地面造成破坏。具体的，如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种地面抹平机器人的实施方式，该地面抹平机器人包括车体10和抹平机构20，抹平机构20安装在车体10上。地面抹平机器人还包括顶升驱动机构30、顶升盘40和转动驱动机构50。其中，顶升驱动机构30安装在车体10上，并可相对于车体10绕竖直方向转动。顶升盘40安装在顶升驱动机构30上，顶升驱动机构30驱动顶升盘40在竖直方向运动。顶升驱动机构30包括驱动顶升盘40向下运动撑在地面上将车体10抬起的顶升位置，以及驱动顶升盘40向上运动脱离地面收在车体10上的收藏位置。转动驱动机构50与顶升驱动机构30驱动连接，转动驱动机构50用于驱动顶升驱动机构30相对于车体10绕竖直方向转动。

应用本发明的技术方案，在地面抹平机器人需要转弯时，可以让顶升驱动机构30从收藏位置运动到顶升位置，让顶升驱动机构30驱动顶升盘40向下运动撑在地面上将车体10抬起，然后让转动驱动机构50对顶升驱动机构30产生作用力，让顶升驱动机构30相对于车体10绕竖直方向转动。由于顶升驱动机构30连同顶升盘40是撑在地面上的，顶升驱动机构30连同顶升盘40就相对于地面是固定的，从而在转动驱动机构50的作用力下，就可以让车体10相对于地面转动。这样一来，就可以减少车体10转弯对于尚未完全成型的混凝土地面的破坏。在转弯完成之后，当车体10需要继续行进时，就让顶升驱动机构30从顶升位置运动到收藏位置，车体10就可以进行正常的行进工作了。

采用本发明的技术方案，通过顶升转向方式实现转向角度的调整，避免车体10的行走机构因转向而对施工地面产生的具有极大破损力的碾压痕迹，从而降低抹平施工的难度，保障抹平施工的效果。

作为其他的可选的实施方式，转动驱动机构50也可以与车体10驱动连接，对车体10产生驱动力也是可行的。

需要说明的是，顶升盘40的面积需要足够大，才能较少对于地面的压强，从而减小对于地面的影响。因此，在本实施例的技术方案中，顶升盘40优选为圆形的盘体。作为其他的可选的实施方式，顶升盘40还可以是其他形状的盘体。

需要说明的是，在本发明的技术方案中，车体10的形式以履带式车体为例。履带式车体10，降低对地压强，减轻小车行走时的痕迹，降低对前道整平工艺的破坏程度，使抹平机构20的抹平效果得到保障。可选的，在本实施例的技术方案中，履带为定制的低纹路的特种履带，在保证足够强度的前提下，低纹路履带既能提供足够的抓地力，也能最大化减轻混凝土施工面的碾压痕迹，从而保证抹平的施工效果。同时，在本实施例的技术方案中，履带式车体还具有左右履带差数转向能力，使行走时微调方向更高效便捷。

作为其他的可选的实施方式，车体10还可以是轮式车体，轮式车体可以是双轮式，也可以是四轮式。

优选的，在本发明的技术方案中，地面抹平机器人包括回转支撑轴承60，回转支撑轴承60包括内圈构件61和外圈构件62，内圈构件61可相对于外圈构件62转动。内圈构件61和外圈构件62中的一个与车体10固定连接，内圈构件61和外圈构件62中的另一个与顶升驱动机构30固定连接。使用回转支撑轴承60，可以让顶升驱动机构30相对于车体10绕竖直方向转动的更加顺畅，提高机构运行的稳定性。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，地面抹平机器人还包括安装板70，安装板70与内圈构件61和车体10固定连接，转动驱动机构50安装在安装板70上，外圈构件62与顶升驱动机构30固定连接，转动驱动机构50与外圈构件62驱动连接。在使用时，转动驱动机构50连同内圈构件61和安装板70固定在车体10上，转动驱动机构50对外圈构件62连同顶升驱动机构30产生作用力，从而让顶升驱动机构30相对于车体10绕竖直方向转动。在顶升驱动机构30位于顶升位置时，顶升盘40撑在地面上，车体10就可以相对于地面转动。

作为其他的可选的实施方式，也可以让外圈构件62与车体10固定连接，让内圈构件61与顶升驱动机构30固定连接。在该实施方式中，相关部件也可以做相应调整。

在本实施例的技术方案中，转动驱动机构50相当于是固定在车体10上的，让转动驱动机构50对抹平机构20产生作用力，从而驱动顶升驱动机构30相对于车体10绕竖直方向转动。作为其他的可选的实施方式，也可以将转动驱动机构50固定在转动驱动机构50，让转动驱动机构50对车体10产生作用力，从而驱动车体10相对于顶升驱动机构30绕竖直方向转动。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，转动驱动机构50包括电机51和齿轮结构，齿轮结构包括主动齿轮结构52和从动齿轮结构53，主动齿轮结构52设置在电机51的输出端，从动齿轮结构53设置在外圈构件62上，主动齿轮结构52和从动齿轮结构53相适配。在使用时，电机51驱动主动齿轮结构52转动，主动齿轮结构52带动从动齿轮结构53转动，从而使得外圈构件62转动，实现顶升驱动机构30相对于车体10绕竖直方向转动。

作为其他的图中未示出的可选的实施方式，转动驱动机构50包括电机51和连杆结构，电机51通过连杆结构与车体10或者顶升驱动机构30驱动连接。也可以采用电机51和连杆结构配合方式，实现转动驱动机构50与车体10或者顶升驱动机构30驱动连接。

作为其他的图中未示出的可选的实施方式，转动驱动机构50包括活动缸和连杆结构，活动缸通过连杆结构与车体10或者顶升驱动机构30驱动连接。可以采用活动缸和连杆结构，，实现转动驱动机构50与车体10或者顶升驱动机构30驱动连接。其中，活动缸可以是气缸、液压缸或或者是电动缸。

如图4所示，在本实施例的技术方案中，顶升驱动机构30包括顶板构件31和伸缩件32。顶板构件31相对于车体10绕竖直方向可转动地安装在车体10上，伸缩件32安装在顶板构件31上，伸缩件32与顶升盘40驱动连接，用于驱动顶升盘40在竖直方向运动。在使用时，伸缩件32通过伸长或缩短改变顶板构件31和顶升盘40之间的距离，从而带动顶升盘40在竖直方向运动。在本实施例的技术方案中，述伸缩件32选用电动推杆，作为其他的可选的实施方式，伸缩件32还可以为活动缸。活动缸可以是气缸、液压缸或或者是电动缸。

更为优选的，在本实施例的技术方案中，顶升驱动机构30还包括导向杆33，导向杆33沿竖直方向可活动地安装在顶板构件31上，顶升盘40与导向杆33固定连接。通过导向杆33的设置，可以对顶升盘40的运动进行导向，进而提高顶升盘40运行的稳定性。

如图5所示，作为一种更为优选的实施方式，抹平机构20安装在顶升驱动机构30上。在顶升驱动机构30位于顶升位置时，顶升驱动机构30和抹平机构20相对于地面静止，这时通过转动驱动机构50驱动车体10相对于抹平机构20转动，就是在驱动车体10相对于底面转动。而在顶升驱动机构30位于收藏位置，车体10相对于地面静止，此时通过转动驱动机构50驱动顶升驱动机构30转动，就可以让抹平机构20相对于车体10转动。采用该结构设置，可以带动抹平机构20来回摆动施工，在本实施例的附图5中，仅示出了抹平机构20在一定范围内摆动的示意图。作为其他的可选的实施方式，可以实现抹平机构360度全方位摆动。通过该方式能实现抹平机构20来回摆动施工，即随着车体10前进，让抹平机构20摆动施工。且该实施方式，能对摆动幅度，摆动位置均能根据现场施工环境进行设定。因此相对人工施工时工人来回拖动抹平机不仅降低了劳动强度，更加对摆动幅度的控制也能使施工面更稳定，减少重复抹平的面积，提高施工效率。并且相对现有驾驶型抹平机，同样具有上述优势。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地面抹平机器人，包括车体(10)和抹平机构(20)，所述抹平机构(20)安装在所述车体(10)上，其特征在于，所述地面抹平机器人还包括：

顶升驱动机构(30)，安装在所述车体(10)上，并可相对于所述车体(10)绕竖直方向转动；

顶升盘(40)，安装在所述顶升驱动机构(30)上，所述顶升驱动机构(30)驱动所述顶升盘(40)在竖直方向运动，所述顶升驱动机构(30)包括驱动所述顶升盘(40)向下运动撑在地面上将所述车体(10)抬起的顶升位置，以及驱动所述顶升盘(40)向上运动脱离地面收在所述车体(10)上的收藏位置；

转动驱动机构(50)，与所述车体(10)或者所述顶升驱动机构(30)驱动连接，所述转动驱动机构(50)用于驱动所述顶升驱动机构(30)相对于所述车体(10)绕竖直方向转动；

所述抹平机构(20)安装在所述顶升驱动机构(30)上，在所述顶升驱动机构(30)位于所述顶升位置时，所述顶升驱动机构(30)和所述抹平机构(20)相对于地面静止，所述转动驱动机构(50)驱动所述车体(10)相对于所述抹平机构(20)转动；在所述顶升驱动机构(30)位于收藏位置，所述车体(10)相对于地面静止，所述转动驱动机构(50)驱动所述抹平机构(20)相对于所述车体(10)转动。

2.根据权利要求1所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述地面抹平机器人包括回转支撑轴承(60)，所述回转支撑轴承(60)包括内圈构件(61)和外圈构件(62)，所述内圈构件(61)可相对于所述外圈构件(62)转动，所述内圈构件(61)和所述外圈构件(62)中的一个与所述车体(10)固定连接，所述内圈构件(61)和所述外圈构件(62)中的另一个与所述顶升驱动机构(30)固定连接。

3.根据权利要求2所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述地面抹平机器人还包括安装板(70)，所述安装板(70)与所述内圈构件(61)和所述车体(10)固定连接，所述转动驱动机构(50)安装在所述安装板(70)上，所述外圈构件(62)与所述顶升驱动机构(30)固定连接，所述转动驱动机构(50)与所述外圈构件(62)驱动连接。

4.根据权利要求3所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述转动驱动机构(50)包括电机(51)和齿轮结构，所述齿轮结构包括主动齿轮结构(52)和从动齿轮结构(53)，所述主动齿轮结构(52)设置在所述电机(51)的输出端，所述从动齿轮结构(53)设置在所述外圈构件(62)上，所述主动齿轮结构(52)和所述从动齿轮结构(53)相适配。

5.根据权利要求1所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述转动驱动机构(50)包括电机(51)和连杆结构，所述电机(51)通过所述连杆结构与所述车体(10)或者所述顶升驱动机构(30)驱动连接。

6.根据权利要求1所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述转动驱动机构(50)包括活动缸和连杆结构，所述活动缸通过所述连杆结构与所述车体(10)或者所述顶升驱动机构(30)驱动连接。

7.根据权利要求1所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述顶升驱动机构(30)包括：

顶板构件(31)，相对于所述车体(10)绕竖直方向可转动地安装在所述车体(10)上；

伸缩件(32)，安装在所述顶板构件(31)上，所述伸缩件(32)与所述顶升盘(40)驱动连接，用于驱动所述顶升盘(40)在竖直方向运动。

8.根据权利要求7所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述顶升驱动机构(30)还包括导向杆(33)，所述导向杆(33)沿竖直方向可活动地安装在所述顶板构件(31)上，所述顶升盘(40)与所述导向杆(33)固定连接。

9.根据权利要求7所述的地面抹平机器人，其特征在于，所述伸缩件(32)为活动缸或者电动推杆。

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