CN208137467U - 一种砌筑机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种砌筑机器人，包括导轨和沿导轨移动的底座，所述导轨走向与待砌筑墙体相平行；还包括竖直安装在底座上的升降柱以及安装在升降柱顶端的机座；还包括摆动驱动电机和水平设置的摆动臂，所述摆动驱动电机安装在所述机座上，输出轴通过传动机构与所述摆动臂相连接；还包括伸缩臂，所述伸缩臂上端与所述摆动臂相连接；还包括水平臂，所述水平臂安装在伸缩臂下端；还包括用于抓放砖块的机械手，所述机械手通过回转连接方式安装在水平臂上，以使所述机械手在重力作用下始终朝向下方。本实用新型不仅可实现自动化快速砌筑，无需人工参与，而且占用空间小，避免了与周围设施间的干涉。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种砌筑机器人，可用于砌墙、抹灰、贴砖等建筑施工操作，也可以用作工业机器人。
背景技术
建筑施工过程中，主体结构完工后，需要进行砌筑工程的施工。传统砌筑的方法靠人工完成，由操作人员将砖墙按要求堆砌起来，施工进度慢，劳动强度大，工作环境差，并且依靠人力劳动的成本高。
为解决上述问题，本申请人于2014年提出了一种机器人（专利申请号201410786138.9），其能够适应多方向、多角度复合动作的要求，替代人工完成砌筑工作，降低了劳动成本和施工成本。然而，其存在以下不足：机器人无法整体自动移动，且移动到某工作位置后，需要先进行零点定位，然后由平面关节机械臂实现水平面内的X-Y坐标移动，操作繁琐，控制复杂，自动化程度低，同时平面关节机械臂的运动需要占用较大的空间，易与周边设备或墙壁干涉。
实用新型内容
本实用新型提出了一种砌筑机器人，其目的在于：（1）提高砌筑机器人的自动化程度；（2）避免机械臂与周边设施干涉。
本实用新型技术方案如下：
一种砌筑机器人，包括导轨和沿导轨移动的底座，所述导轨走向与待砌筑墙体相平行；
还包括竖直安装在底座上的升降柱以及安装在升降柱顶端的机座；
还包括摆动驱动电机和水平设置的摆动臂，所述摆动驱动电机安装在所述机座上，输出轴通过传动机构与所述摆动臂相连接；
还包括伸缩臂，所述伸缩臂上端与所述摆动臂相连接；
还包括水平臂，所述水平臂安装在伸缩臂下端；
还包括用于抓放砖块的机械手，所述机械手通过回转连接方式安装在水平臂上，以使所述机械手在重力作用下始终朝向下方。
作为本实用新型的进一步改进：所述底座底部设有与导轨相配合的行走轮，所述底座上还安装有用于控制所述行走轮转动的行走驱动电机。
作为本实用新型的进一步改进：所述伸缩臂包括伸缩驱动电机、外筒、内筒、丝杠和螺母；
所述伸缩驱动电机固定安装在摆动臂末端，输出轴与所述丝杠相连接；
所述外筒和内筒通过滑动配合方式相连接，外筒固定安装在摆动臂末端；所述螺母安装在内筒上，且与所述丝杠相配合。
作为本实用新型的进一步改进：所述升降柱通过转动方式安装在底座上，所述底座上还安装有用于驱动升降柱相对于底座回转的旋转驱动电机。
相对于现有技术，本实用新型具有以下积极效果：（1）机器人沿导轨行走，采用摆动-伸缩机械臂机构替代传统的关节型机械臂机构，不仅可实现自动化快速砌筑，无需人工参与，而且占用空间小，避免了与周围设施间的干涉；（2）行走驱动电机、升降驱动电机以及旋转驱动电机集中设置在底座上，有效降低了机器人的重心，运行平稳；（3）导轨与墙体平行设置，砌筑过程中机械手始终与墙体相平行，省却了机械手部分的水平旋转机构以及角度调整步骤；（4）升降柱在旋转驱动电机的作用下可以完成机械臂的180度掉转，从墙体两端均可开展砌筑工作。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：
如图1，一种砌筑机器人，包括导轨1和沿导轨1移动的底座2，所述导轨1走向与待砌筑墙体相平行。
所述底座2底部设有与导轨1相配合的行走轮3，所述底座2上还安装有用于控制所述行走轮3转动的行走驱动电机4。所述底座2还可以通过其它方式实现沿导轨1的行走，如通过齿轮齿条机构、牵引绳机构等。
机器人还包括竖直安装在底座2上的升降柱5以及安装在升降柱5顶端的机座8。
所述升降柱5可以采用申请号为201410786138.9的发明专利《一种机器人》中的丝杠导轨块结构形式，还可以在该基础之上，通过链条、滑轮机构，实现多级伸缩式升降，即由丝杠导轨实现一级伸缩，同时利用一级伸缩中的相对移动拉动链条，通过滑轮实现换向，完成二级伸缩的牵引。升降柱还可以采用电动推杆、带有位置控制功能的伺服油缸等其它机构实现。
机器人还包括摆动驱动电机7和水平设置的摆动臂9，所述摆动驱动电机7安装在所述机座8上，输出轴通过传动机构与所述摆动臂9相连接，所述传动机构包括直角减速器、联轴器、平键等。摆动臂9为水平设置。
机器人还包括伸缩臂10，所述伸缩臂10上端与所述摆动臂9垂直连接。
本实施例中，所述伸缩臂10包括伸缩驱动电机10-5、外筒10-1、内筒10-2、丝杠10-3和螺母10-4；
所述伸缩驱动电机10-5固定安装在摆动臂9末端，输出轴与所述丝杠10-3相连接；
所述外筒10-1和内筒10-2通过滑动配合方式相连接，外筒10-1固定安装在摆动臂9末端；所述螺母10-4安装在内筒10-2上，且与所述丝杠10-3相配合。
伸缩臂10还可以采用其它结构形式，如电动推杆、带有位置控制功能的伺服油缸等，在此不做赘述。
机器人还包括水平臂11和用于抓放砖块的机械手12，所述水平臂11安装在伸缩臂10下端，为常见的气动抓取机构。所述机械手12通过滚筒轴承或光滑的轴孔配合方式安装在水平臂11上，以使所述机械手12在重力作用下始终朝向下方。机械手12与水平臂11间的回转连接轴线为水平设置。
砌筑时，底座2沿导轨1行走，待砌筑的砖块随底座2移动，方便抓取。首先，摆动臂9向远离墙体的方向转动、伸缩臂10伸长，机械手12夹住砖块。然后，摆动臂9反向转动，转动过程中伸缩臂10先缩短再伸长，使机械手12及砖块运动到砌筑目标位置处，机械手12松开，完成该砖块的摆放。随后，底座2行走至下一工位，循环上述动作。上述运动过程中，升降柱5可根据需要进行伸缩，调整机械手12的整体高度，确保抓取、摆放顺利进行。
进一步的，机器人从墙体起始端砌筑，受空间制约，机械手12无法靠近终点端。为解决该问题，将所述升降柱5通过转动方式安装在底座2上，所述底座2上还安装有用于驱动升降柱5相对于底座2回转的旋转驱动电机6。旋转驱动电机6通过齿轮啮合机构驱动升降柱5回转。当接近终点端时，将机械臂整体旋转180度，然后从终点端向起始端摆放砖块，直至与前面摆放的砖块衔接。
Claims (4)
1.一种砌筑机器人，其特征在于：包括导轨（1）和沿导轨（1）移动的底座（2），所述导轨（1）走向与待砌筑墙体相平行；
还包括竖直安装在底座（2）上的升降柱（5）以及安装在升降柱（5）顶端的机座（8）；
还包括摆动驱动电机（7）和水平设置的摆动臂（9），所述摆动驱动电机（7）安装在所述机座（8）上，输出轴通过传动机构与所述摆动臂（9）相连接；
还包括伸缩臂（10），所述伸缩臂（10）上端与所述摆动臂（9）相连接；
还包括水平臂（11），所述水平臂（11）安装在伸缩臂（10）下端；
还包括用于抓放砖块的机械手（12），所述机械手（12）通过回转连接方式安装在水平臂（11）上，以使所述机械手（12）在重力作用下始终朝向下方。
2.如权利要求1所述的砌筑机器人，其特征在于：所述底座（2）底部设有与导轨（1）相配合的行走轮（3），所述底座（2）上还安装有用于控制所述行走轮（3）转动的行走驱动电机（4）。
3.如权利要求1所述的砌筑机器人，其特征在于：所述伸缩臂（10）包括伸缩驱动电机（10-5）、外筒（10-1）、内筒（10-2）、丝杠（10-3）和螺母（10-4）；
所述伸缩驱动电机（10-5）固定安装在摆动臂（9）末端，输出轴与所述丝杠（10-3）相连接；
所述外筒（10-1）和内筒（10-2）通过滑动配合方式相连接，外筒（10-1）固定安装在摆动臂（9）末端；所述螺母（10-4）安装在内筒（10-2）上，且与所述丝杠（10-3）相配合。
4.如权利要求1至3任一所述的砌筑机器人，其特征在于：所述升降柱（5）通过转动方式安装在底座（2）上，所述底座（2）上还安装有用于驱动升降柱（5）相对于底座（2）回转的旋转驱动电机（6）。
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