CN114033183A - 一种有模建墙机器人、控制方法、建筑施工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑施工工程技术领域,公开了一种有模建墙机器人、控制方法、建筑施工设备,包括底盘,以及对机器人行走路线的障碍物进行检测的避障模块,用于通过六轴机械臂带动浇筑模具及浇筑口进行位置移动的机械臂,用于辅助有模建墙机器人实现精准定位,实现对建造盲区的自动化作业的辅助升降建造机器人。本发明中的底盘具有移动功能,通过移动机构带动该设备进行运动,可运动至对应的作业位置处,灵活性好;设置有机械臂及其上面搭载的建墙模具及浇筑口,模具可在浇筑过程中跟随机械臂滑动,确保浇筑过程持续有模状态以保证墙体平整;模具可根据建墙需求旋转,调整,具有模具切换功能,实现全方位建墙无盲区。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工工程技术领域,尤其涉及一种有模建墙机器人、控制方法、建筑施工设备。
背景技术
目前:在建施工时,多依赖于传统的建筑模式,在城市化进程中,建筑数量多,种类多,而传统建筑墙体多以预制墙板,铝模现浇等形式,建造费用较高,人工拆装模频繁,工作强度大,存在建造效率差及墙体品质不一等问题。为提高建设效率,增加施工方法多样性,减少人工的使用,同时提高节能、环保,伴随工业机器人的快速发展,将传统工业机器人应用在建筑领域,实现提高施工效率,减少人工使用。
现有技术一:CN202010120427.0建筑机器人在室内行走的防撞检测方法、装置及建筑机器人。本发明提出一种建筑机器人在室内行走的防撞检测方法、装置及建筑机器人,该方法包括获取建筑机器人与附近建筑实体之间的间距;根据建筑机器人与附近建筑实体之间的间距设置防撞雷达在建筑机器人车体的宽度方向的检测范围和前进方向的检测范围。通过本发明能够使得建筑机器人在室内行走时,有效避免建筑机器人的防撞控制机制的误触发,使得防撞检测逻辑更为适用于室内环境,有效提升防撞检测效果,减小安全隐患。
但其存在的技术缺陷为建墙位置盲区多,需要后期人工处理,人工成本高。
现有技术二:CN202010848356.6建筑机器人的控制方法、控制装置及机器人。本发明公开了一种建筑机器人,所述建筑机器人包括:扫描定位传感器、控制器以及安全控制模块。一种建筑机器人的控制方法,所述建筑机器人的控制方法包括:对所述机器人所在的空间进行实时扫描以得到三维位置信息,并根据所述扫描定位传感器检测到的三维位置信息建立导航地图;根据所述导航地图以及预设的三维建筑模型控制所述建筑机器人运动;在检测到安全异常信号时,执行安全控制操作。实现自动控制机器人进行安全防护,提高了建筑机器人的自动化以及安全性能。
但其技术缺陷为建造墙体不平整,厚度不一。
现有技术三:CN202110038621.9一种建筑机器人。本发明提出了一种建筑机器人,涉及建筑技术领域。一种建筑机器人,包括车体和用于驱动车体移动的履带,车体设有机械手臂;其特征在于:车体设有砌块切割装置、砌块授灰装置,还包括砌块夹持装置和墙壁抹灰装置,砌块夹持装置和墙壁抹灰装置均与机械手臂可拆卸连接。采用本发明,建筑机器人能够通过机械手臂换装各种装置以砌筑墙体和在墙壁上涂抹水泥砂浆或腻子,效率高。而且建筑机器人可以自行上下楼梯、进出门洞,且无需搭拆脚手架,是建筑领域用于代替人工的产品。
但其技术缺陷为:建造墙体不平整,厚度不一。
现有的现浇建筑机器人一般携带浇筑头,按需建墙,存在墙面不平整、厚度不一、建墙位置盲区多等问题,需要后期人工抹灰找平及填补建建造盲区,人工成本仍然较高。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有建墙机器人建造墙体不平整,厚度不一,建墙位置盲区多,需要后期人工处理,人工成本高。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种有模建墙机器人、控制方法、建筑施工设备。
本发明是这样实现的,一种有模建墙机器人包括:
底盘,用于通过移动机构带动机器人进行整体移动;
避障模块,用于通过设置在行走底盘前、后两端的避障雷达对机器人行走路线的障碍物进行检测;
机械臂,用于通过六轴机械臂带动浇筑模具及浇筑口进行位置移动,通过浇筑口在建墙位置进行建墙;
控制模块,用于通过控制器对各个受控器件进行协调控制;
泵浆模块,用于为浇筑模具及浇筑口进行泵浆;
辅助升降建造机器人,用于辅助有模建墙机器人实现精准定位,实现对建造盲区的自动化作业。
进一步,所述有模建墙机器人还包括有:
导航模块,所述导航模块用于通过导航雷达根据预设建造地图指引底盘行走到建造坐标位置,导航雷达可实时扫描现场地图并反馈到导航系统规划新的导航路线;
模具清洗模块,用于通过对模腔内壁进行清洗。
进一步,所述底盘下侧两端设有可伸缩的电动支腿,所述电动支腿在行走的时候上升,缩回到底盘内,减少行走空间;在作业状态电动支腿伸出下降支撑确保作业平稳 。
进一步,所述机器臂上搭载带有右侧端侧板的双面模具及浇筑口、模具清洗模块以及泵浆模块。
进一步,所述底盘上设置有模具更换仓。
进一步,所述模具清洗模块设有多功能清洁毛刷及废水回收装置,所述多功能清洁毛刷通过支架固定在废水回收装置上侧,所述废水回收装置固定在底盘上端。
进一步,所述机械臂为六轴机械臂,所述机械臂的第六轴安装有视觉定位模块及激光距离传感器,视觉定位模块可以识别施工现场标定位点,激光距离传感器测量标定点上下,前后等距离数据,准确找到建墙起始位置,指引建墙机器人建墙。
进一步,所述浇筑模具上设有浇筑口切换机构及液位传感器,所述液位传感器可根据模腔内液位情况反馈给控制模块控制泵浆模块启停。
进一步,所述浇筑模具四周设置有防止浆体泄露的密封件。
本发明的另一目的在于提供一种有模建墙机器人的控制方法,所述有模建墙机器人的控制方法包括:
步骤一,有模建墙机器人通过雷达导航行走到工作位置;
步骤二,通过视觉系统、距离传感器识别标定点,确定建墙位置;
步骤三,控制模块控制机械臂,泵浆系统建墙;
步骤四,切换模具,辅助机器人对盲区建造;
步骤五,建造完成,管路清洗,模具清洁。
本发明的另一目的在于提供一种建筑施工设备,所述建筑施工设备安装有所述的有模建墙机器人。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明有模建墙机器人,底盘具有移动功能,通过移动机构带动该设备进行运动,可运动至对应的作业位置处,灵活性好。
本发明有模建墙机器人,设置有机械臂及其上面搭载的建墙模具及浇筑口,模具可在浇筑过程中跟随机械臂滑动,确保浇筑过程持续有模状态以保证墙体平整;本发明有模建墙机器人,模具可根据建墙需求旋转,调整。具有模具切换功能,实现全方位建墙无盲区。
本发明有模建墙机器人,带有右侧端侧板的双面模具右侧端侧板设置有向模腔外突出的突部,浇筑完成后在墙体右侧形成企口,使得多个浇筑区域拼接处连接效果更加平整,不易出现裂纹。
本发明有模建墙机器人,设置有辅助升降建造机器人,辅助升降建造机器人体积较小,可作为定位识别件,辅助有模建墙机器人实现精准定位;辅助升降建造机器人带有模具,当浇筑至现有墙体部分,需要与现有墙体搭接时,辅助升降建造机器人带有的模具与无右侧端侧板的单面模具相向拼合,形成组合模腔,两块模具同步升降可实现对建造盲区的自动化作业,避免人工修补。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的有模建墙机器人的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的带有右侧端侧板的双面模具的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的无右侧端侧板的单面模具的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的有模建墙机器人施工效果图。
图5是本发明实施例提供的辅助升降建造机器人施工效果图。
图6是本发明实施例提供的辅助升降建造机器人与有模建墙机器人协同施工效果图。
图7是本发明实施例提供的有模建墙机器人的控制方法流程图。
图中:50、底盘;51、电动支腿;52、控制模块;53、模具更换仓;54、导航雷达;55、避障雷达;56、模具清洗模块;57、废水回收装置;58、多功能清洁毛刷;59、机器臂;60、浇筑口;61、双面模具;63、液位传感器;64、浇筑口切换机构;65、激光距离传感器;66、视觉定位控制模块;67、快换接头;68、泵浆模块;69、单面模具;70、密封件;71、辅助升降建造机器人。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种有模建墙机器人、控制方法、建筑施工设备,下面结合附图对本发明作详细的描述。
实施例1:
如图1至图6所示,本发明实施例提供的有模建墙机器人包括底盘50,底盘50上的建墙机器臂59、机器臂59上搭载带有右侧端侧板的双面模具61及浇筑口60,模具清洗系统56以及附属泵模块68。
其中行走底盘50设有伸缩电动支腿51,电动支腿51在行走的时候上升,缩回到底盘50内,减少行走空间。在作业状态电动支腿51伸出下降支撑确保作业平稳。
其中行走底盘50前、后设有避障雷达55,顶部设有导航雷达54,内置雷达导航控制系统可以根据预设建造地图指引底盘行走到建造坐标位置,避障雷达55可以规避导航线路障碍物或紧急停车,导航雷达54可实时扫描现场地图并反馈到导航系统规划新的导航路线。
机械臂59为六轴机械臂,机械臂59第六轴安装有视觉定位模块66及激光距离传感器65,视觉定位模块66可以识别施工现场标定位点,同时激光距离传感器65测量标定点上下,前后等距离数据,准确找到建墙起始位置,指引建墙机器人建墙;
浇筑模具61及浇筑口60安装在机械臂59第六轴上,其中浇筑模具61上设有浇筑口切换机构64,及液位传感器63,液位传感器63可根据模腔内液位情况反馈给控制模块52控制泵浆模块68启停。模具四周设置有密封件70,防止浆体泄露。
实施例2:
本发明实施例的的浇筑模具61可以在机械臂59的搭载下持续自下而上、自左至右滑动,可以根据浇筑材料性能调整浇筑模具61滑动速度及工艺,适应性好。(图4,图5示)
实施例3:
浇筑模具61与机械臂59通过快换接头67连接,可以根据施工工艺不同更换无右侧端侧板的单面模具69,配合辅助升降建造机器人71,形成组合模腔,同步升降对应建造盲区。(图5、图6所示)
实施例4:
行走底盘50上设置有模具更换仓53。
模具清洗模块56安装在行走底盘50上方,模具清洗模块56设有多功能清洁毛刷58及废水回收装置57,清洁系统可以根据模具试验状态对模腔内壁进行清洗。
实施例5:
如图7所示,本发明实施例提供的有模建墙机器人的控制方法包括:
S101,有模建墙机器人通过雷达导航行走到工作位置;
S102,通过视觉系统、距离传感器识别标定点,确定建墙位置;
S103,控制模块控制机械臂,泵浆系统建墙;
S104,切换模具,辅助机器人对盲区建造;
S105,建造完成,管路清洗,模具清洁。
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;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,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,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,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种有模建墙机器人,包括底盘,用于通过移动机构带动机器人进行整体移动,其特征在于,所述有模建墙机器人还包括:
避障模块,用于通过设置在行走底盘前、后两端的避障雷达对机器人行走路线的障碍物进行检测;
机械臂,用于通过六轴机械臂带动浇筑模具及浇筑口进行位置移动,通过浇筑口在建墙位置进行建墙;
控制模块,用于通过控制器对各个受控器件进行协调控制;
泵浆模块,用于为浇筑模具及浇筑口进行泵浆;
辅助升降建造机器人,用于辅助有模建墙机器人实现精准定位,实现对建造盲区的自动化作业。
2.如权利要求1所述的有模建墙机器人,其特征在于,所述有模建墙机器人还包括有:
导航模块,所述导航模块用于通过导航雷达根据预设建造地图指引底盘行走到建造坐标位置,导航雷达可实时扫描现场地图并反馈到导航系统规划新的导航路线;
模具清洗模块,用于通过对模腔内壁进行清洗。
3.如权利要求1所述的有模建墙机器人,其特征在于,所述底盘下侧两端设有可伸缩的电动支腿,所述电动支腿在行走的时候上升,缩回到底盘内,减少行走空间;在作业状态电动支腿伸出下降支撑确保作业平稳。
4.如权利要求1所述的有模建墙机器人,其特征在于,所述机器臂上搭载带有右侧端侧板的双面模具及浇筑口、模具清洗模块以及泵浆模块。
5.如权利要求1所述的有模建墙机器人,其特征在于,所述底盘上设置有模具更换仓。
6.如权利要求1所述的有模建墙机器人,其特征在于,所述模具清洗模块设有多功能清洁毛刷及废水回收装置,所述多功能清洁毛刷通过支架固定在废水回收装置上侧,所述废水回收装置固定在底盘上端。
7.如权利要求1所述的有模建墙机器人,其特征在于,所述机械臂为六轴机械臂,所述机械臂的第六轴安装有视觉定位模块及激光距离传感器,视觉定位模块可以识别施工现场标定位点,激光距离传感器测量标定点上下,前后等距离数据,准确找到建墙起始位置,指引建墙机器人建墙。
8.如权利要求1所述的有模建墙机器人,其特征在于,所述浇筑模具上设有浇筑口切换机构及液位传感器,所述液位传感器可根据模腔内液位情况反馈给控制模块控制泵浆模块启停;
所述浇筑模具四周设置有防止浆体泄露的密封件。
9.一种用于实施权利要求1~8任意一项所述的有模建墙机器人的控制方法,其特征在于,所述有模建墙机器人的控制方法包括:
步骤一,有模建墙机器人通过雷达导航行走到工作位置;
步骤二,通过视觉系统、距离传感器识别标定点,确定建墙位置;
步骤三,控制模块控制机械臂,泵浆系统建墙;
步骤四,切换模具,辅助机器人对盲区建造;
步骤五,建造完成,管路清洗,模具清洁。
10.一种建筑施工设备,其特征在于,所述建筑施工设备安装有权利要求1~8任意一项所述的有模建墙机器人。
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