CN210369973U - 一种墙体砌筑机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于建筑机械技术领域，公开了一种墙体砌筑机器人系统，包括砌墙机械爪和立式供砖装置；砌墙机械爪包括移动底座、机械臂、砌体抓持机构和砂浆敷设机构；立式供砖装置包括底座，底座上设置有砌块提升机构，砌块提升机构的两侧对称设置有砌块放置盒，砌块提升机构的底部与砌块旋转机构连接；底座上靠近砌块提升机构的一侧设置有砌块摆放支架，砌块摆放支架的顶部设置有砌块放置平台，砌块放置平台上设置有砌块定位挡板以及砌块拉持机构。该墙体砌筑机器人系统通过立式供砖装置将砌块送到指定位置供确保砌墙机械爪夹取；砌墙机械爪在夹取了砌块后，通过机械臂与基本夹持单元的配合实现对墙体进行砌筑，能够有效取代人工，提高了砌墙效率。

Description

一种墙体砌筑机器人系统

技术领域

本实用新型属于建筑机械技术领域，具体涉及一种墙体砌筑机器人系统。

背景技术

建筑业是国民经济的支柱产业，在全面建设小康社会中肩负着重要的历史使命。随着建筑商品化的发展，加快施工进度，缩短工程周期提高投资效益，已成为建筑商品化的中心环节。

砌体结构一直是我国量大而广的一种结构形式，适用于住宅、学校、医院等各种民用建筑。目前，房屋的墙体大都采用红砖或水泥砖按一定的堆砌方式采用人工操作砌成，人工砌墙效率低，成本高，劳动强度大、工作环境恶劣。

因此建筑施工行业迫切需要一种能够代替人工实施砌筑工程操作的机器人。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述一个或多个问题，本实用新型提供了一种墙体砌筑机器人系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种墙体砌筑机器人系统，包括砌墙机械爪和立式供砖装置；所述砌墙机械爪包括移动底座、机械臂、砌体抓持机构和砂浆敷设机构，所述机械臂安装于所述移动底座上，所述砌体抓持机构包括与所述机械臂旋转连接的抓持支架，所述抓持支架的底部固装有安装板，所述安装板上安装有基本夹持单元，所述基本夹持单元连接有一个使其绕自身轴心旋转的旋转机构；所述砂浆敷设机构包括砂浆斗和砂浆敷设头，所述砂浆斗设置于所述移动底座上，所述砂浆敷设头设置于所述基本夹持单元的上方位置，所述砂浆斗通过输送管道与所述砂浆敷设头连接；所述立式供砖装置包括底座，所述底座上设置有砌块提升机构，所述砌块提升机构的两侧对称设置有能够随所述砌块提升机构升降的砌块放置盒，所述砌块提升机构的底部与一个使所述砌块提升机构绕其轴心旋转的旋转机构连接；所述底座上靠近所述砌块提升机构的一侧设置有砌块摆放支架，所述砌块摆放支架的顶部设置有砌块放置平台，所述砌块放置平台上设置有砌块定位挡板以及砌块拉持机构。

进一步的，所述基本夹持单元包括夹持器底座和设置于所述夹持器底座一侧的第一丝杆滑台，第一丝杆滑台的底部固接于所述安装板上，所述第一丝杆滑台的中部设置有滑块，所述滑块通过第一丝杆与抓持电机的输出端连接；所述夹持器底座的顶部一端设置有齿轮基座，另一端设置有齿轮座，所述齿轮基座上设置有滑板齿轮，所述齿轮座上设置有前端齿轮；所述前端齿轮的轴心处设置有向所述滑板齿轮方向延伸的中轴杆，所述中轴杆上间隔套设有第一轨道轮和第二轨道轮，所述第一轨道轮通过第一齿条板与所述滑板齿轮啮合连接，所述第二轨道轮通过第二齿条板贯穿所述第一轨道轮并与所述滑板齿轮啮合连接，且所述第一齿条板和所述第二齿条板位于所述滑板齿轮的两侧；所述第二齿条板上远离所述第二轨道轮的一端与所述滑块卡接连接；所述前端齿轮上位于其中轴线的两侧对称设置有第一夹持杆和第二夹持杆,且所述前端齿轮分别与所述第一夹持杆和所述第二夹持杆滑动连接；所述第一夹持杆的一端绕过所述第二轨道轮与所述第一轨道轮滑动连接，其另一端固装有第一夹板；所述第二夹持杆的一端与所述第二轨道轮滑动连接，其另一端固装有第二夹板；所述夹持器底座的底部设置有夹持器基脚，所述夹持器基脚与固装于所述安装板上的滑轨滑动连接。

进一步的，所述旋转机构包括固装于所述安装板上的旋转电机机架，所述旋转电机机架上固装有旋转电机，所述旋转电机的输出端通过传动机构与所述基本夹持单元的前端齿轮啮合连接。

进一步的，所述安装板上并排设置有多个所述基本夹持单元。

进一步的，还包括控制每个所述基本夹持单元平动的平动机构，所述平动机构包括沿垂直于所述基本夹持单元轴线方向设置的平动传动杆和平动限位杆，所述平动传动杆的两端与所述抓持支架活动连接，所述平动限位杆的两端与所述抓持支架固定连接；所述平动传动杆通过第二丝杆滑台与平动电机的输出端连接，所述平动传动杆上对应每个所述基本夹持单元的位置处分别通过一个平动连接件与所述基本夹持单元连接，且每个所述平动连接件均与所述平动限位杆套接连接，所述平动限位杆上位于每个所述平动连接件的两侧均分别设置有限位套；所有所述平动连接件均与对应的所述基本夹持单元固定连接，所有所述平动连接件中有一个与所述平动传动杆固定连接，其余均与所述平动传动杆套接连接，所述平动传动杆上相邻两个所述平动连接件之间设置有压缩弹簧。

进一步的，所述机械臂上与所述砌体抓持机构连接的一端设置有抓持机构平动台，所述抓持机构平动台上设置有抓持机构平动滑杆，所述抓持支架与所述抓持机构平动滑杆滑动连接；所述抓持机构平动台上还设置有抓持机构平动控制电机，所述抓持机构平动控制电机的输出端与所述抓持支架连接。

进一步的，所述安装板上设置有砂浆敷设头平动台，所述砂浆敷设头平动台上设置有砂浆敷设头平动滑杆，所述砂浆敷设头平动滑杆上套设有砂浆敷设头支架，所述砂浆敷设头支架与控制其在所述砂浆敷设头平动滑杆上滑动的砂浆敷设头平动电机的输出端连接，所述砂浆敷设头支架上设置有升降滑轨，所述砂浆敷设头通过L型滑块与所述升降滑轨滑动连接，所述L型滑块与砂浆敷设头升降控制电机的输出端连接。

进一步的，所述砂浆敷设头还连接有使其向所述基本夹持单元尾端移动的砂浆敷设头拉持机构，所述砂浆敷设头拉持机构包括设置于所述砂浆敷设头支架上并与所述砂浆敷设头平动台垂直的砂浆敷设头纵向滑动滑台，所述砂浆敷设头纵向滑动滑台上设置有砂浆敷设头纵向滑杆，所述砂浆敷设头纵向滑杆上设置有纵向拉持滑块，所述纵向拉持滑块与设置于所述砂浆敷设头纵向滑动滑台侧部的砂浆敷设头纵向滑动控制电机的输出端连接；所述升降滑轨的底部与所述砂浆敷设头支架铰接连接，所述升降滑轨的顶部背离所述砂浆敷设头的一侧通过连杆与所述纵向拉持滑块连接。

进一步的，所述砂浆敷设头的底部两侧设置有砂浆敷设挡板。

进一步的，所述砌块提升机构包括设置于所述底座上的主控电机，所述主控电机的外围设置有提升轨道立杆底座；所述提升轨道立杆底座上竖直设置有多根提升轨道立杆，其中每两根所述提升轨道立杆为一组，每组所述提升轨道立杆上均滑动连接有砌块放置盒背板滑块，所述砌块放置盒背板滑块上背离所述提升轨道立杆的一侧设置有砌块放置盒背板，所述砌块放置盒间隔地固装于所述砌块放置盒背板上；所有的所述提升轨道立杆的顶端均与轨道立杆限位板固定连接；所述主控电机的顶部固定设置有两根中央滑台轨道，两根所述中央滑台轨道的顶端与所述轨道立杆限位板旋转连接，两根所述中央滑台轨道上滑动连接有中央提升滑台，所述中央提升滑台上设置有第三丝杆，所述第三丝杆位于两根所述中央滑台轨道之间，所述中央提升滑台的底部设置提升滑块，所述提升滑块与两根所述中央滑台轨道滑动连接并通过所述第三丝杆与所述主控电机的输出端连接，所述提升滑块与所述砌块放置盒背板滑块的底部连接。

进一步的，所述中央滑台轨道的上部设置有限位块。

进一步的，所述旋转机构包括设置于所述底座上的旋转底座轴承，所述砌块提升机构设置于所述旋转底座轴承上；所述旋转底座轴承上位于所述砌块提升机构设置的外沿设置有旋转齿轮盘，所述旋转齿轮盘与旋转电机的输出端啮合连接。

进一步的，所述砌块拉持机构包括设置于所述砌块放置平台底面的砌块拉杆滑台，所述砌块拉杆滑台上设置有水平导轨，所述水平导轨上设置有拉杆架底座滑块，所述拉杆架底座滑块通过第四丝杆与拉杆控制电机的输出端连接；所述拉杆架底座滑块的顶部设置有拉杆架，所述拉杆架上位于所述砌块提升机构的一侧设置有若干个L型砌块拉杆。

进一步的，每个所述L型砌块拉杆包括砌块拉杆主体和砌块拉杆挡板；所述砌块拉杆主体的一端与所述拉杆架固定连接，其另一端与所述砌块拉杆挡板铰接连接；所述砌块拉杆挡板的中部靠上的位置处设置有铰接座，所述砌块拉杆挡板通过所述铰接座与所述砌块拉杆主体铰接连接；所述砌块拉杆主体的顶面中部铰接有砌块拉杆缓冲装置，所述砌块拉杆缓冲装置的另一端与所述砌块拉杆挡板的顶端铰接连接。

进一步的，所述砌块放置盒上对应每个所述L型砌块拉杆的位置处设置有条状开口。

与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果或优点：

本实用新型所提供的墙体砌筑机器人系统通过立式供砖装置能够将每一块砌块精确地送到指定位置，确保砌墙机械爪能够顺利夹取，大大节约了砌块的夹取时间；砌墙机械爪在夹取了砌块后，通过机械臂与基本夹持单元的配合，不仅能够进行大空间的墙体砌筑，还能够对室内靠近墙顶的有限空间位置的墙体进行砌筑，彻底解放了人工繁重的体力，提高了砌墙效率。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中砌墙机械爪的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中砌体抓持机构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中基本夹持单元的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中旋转机构和平移机构的结构示意图。

图6是本实用新型实施例中立式供砖装置的结构示意图；

图7是本实用新型实施例中砌块拉持机构的结构示意图

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。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实用新型中的具体含义型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1～7所示，本实用新型实施例提供了一种墙体砌筑机器人系统，包括砌墙机械爪和立式供砖装置500；所述砌墙机械爪包括移动底座100、机械臂200、砌体抓持机构300和砂浆敷设机构，机械臂200安装于移动底座100上，砌体抓持机构300包括与机械臂200旋转连接的抓持支架301，抓持支架301的底部固装有安装板302，安装板302上安装有基本夹持单元，所述基本夹持单元连接有一个使其绕自身轴心旋转的旋转机构；所述砂浆敷设机构包括砂浆斗401和砂浆敷设头403，砂浆斗401设置于移动底座100上，砂浆敷设头403设置于所述基本夹持单元的上方位置，砂浆斗401通过输送管道402与砂浆敷设头403连接；所述立式供砖装置包括底座501，底座501上设置有砌块提升机构，所述提升机构的两侧对称设置有能够随所述砌块提升机构升降的砌块放置盒502，所述砌块提升机构的底部与一个使所述砌块提升机构绕其轴心旋转的砌块旋转机构连接；底座1上靠近所述砌块提升机构的一侧设置有砌块摆放支架503，砌块摆放支架503的顶部设置有砌块放置平台504，砌块放置平台504上设置有砌块定位挡板505以及砌块拉持机构。

其中，本实用新型实施例中的所述基本夹持单元包括夹持器底座303和设置于夹持器底座303一侧的第一丝杆滑台304，第一丝杆滑台304底部固结于安装板302上，第一丝杆滑台304的中部设置有滑块305，滑块305通过第一丝杆306与抓持电机307的输出端连接；夹持器底座303的顶部一端设置有齿轮基座308，另一端设置有齿轮座309，齿轮基座308上设置有滑板齿轮310，齿轮座309上设置有前端齿轮311；前端齿轮311的轴心处设置有向滑板齿轮310方向延伸的中轴杆312，中轴杆312上间隔套设有第一轨道轮313和第二轨道轮314，第一轨道轮313通过第一齿条板315与滑板齿轮310啮合连接，第二轨道轮314通过第二齿条板316贯穿第一轨道轮313并与滑板齿轮310啮合连接，且第一齿条板315和第二齿条板316位于滑板齿轮310的两侧；第二齿条板316上远离第二轨道轮314的一端与滑块305卡接连接；前端齿轮311上位于其中轴线的两侧对称设置有第一夹持杆317和第二夹持杆318，且前端齿轮311同时与第一夹持杆317和第二夹持杆318滑动连接；第一夹持杆317的一端绕过第二轨道轮314与第一轨道轮313滑动连接，其另一端固装有第一夹板319；第二夹持杆318的一端与第二轨道轮314滑动连接，其另一端固装有第二夹板320；夹持器底座303的底部设置有夹持器基脚321，夹持器基脚321与固装于安装板302上的滑轨322滑动连接。

本实用新型实施例中的所述旋转机构包括固装于安装板302上的旋转电机机架323，旋转电机机架323上固装有旋转电机324，旋转电机324的输出端通过传动机构与所述基本夹持单元的前端齿轮311啮合连接。

在具体的实施过程中，本实用新型实施例中的安装板302上可以只设置一个所述基本夹持单元，也可以设置多个所述基本夹持单元，当设置多个所述基本夹持单元时，本实用新型实施例还包括控制每个所述基本夹持单元平动的平动机构，所述平动机构包括沿垂直于所述基本夹持单元轴线方向设置的平动传动杆325和平动限位杆326，平动传动杆325的两端与抓持支架301活动连接，平动限位杆325的两端与抓持支架301固定连接；平动传动杆326通过第二丝杆滑台327与平动电机328的输出端连接，平动传动杆325上对应每个所述基本夹持单元的位置处分别通过一个平动连接件329与所述基本夹持单元连接，且每个平动连接件329均与平动限位杆326套接连接，平动限位杆326上位于每个平动连接件329的两侧均分别设置有限位套330；所有平动连接件329均与对应的所述基本夹持单元固定连接，所有平动连接件329中最边缘的一个平动连接件329与平动传动杆325固定连接，其余均与平动传动杆325套接连接，平动传动杆325上相邻两个平动连接件329之间设置有压缩弹簧331。

在具体的实施过程中，本实用新型实施例中的所述砌块提升机构包括设置于底座501上的主控电机506，主控电机506的外围设置有提升轨道立杆底座507；提升轨道立杆底座507上竖直设置有多根提升轨道立杆508，其中每两根提升轨道立杆508为一组，每组提升轨道立杆508上均滑动连接有砌块放置盒背板滑块509，砌块放置盒背板滑块509上背离提升轨道立杆508的一侧设置有砌块放置盒背板510，砌块放置盒502间隔地固装于砌块放置盒背板510上；所有的提升轨道立杆508的顶端均与轨道立杆限位板511固定连接；主控电机506的顶部固定设置有两根中央滑台轨道512，两根中央滑台轨道512的顶端与轨道立杆限位板511旋转连接，两根中央滑台轨道512上滑动连接有中央提升滑台513，中央提升滑台513上设置有丝杆514，丝杆514位于两根中央滑台轨道512之间，中央提升滑台513的底部设置提升滑块515，提升滑块515与两根中央滑台轨道512滑动连接并通过丝杆514与主控电机506的输出端连接，提升滑块515与砌块放置盒背板滑块509的底部连接。

本实用新型实施例中的所述砌块旋转机构包括设置于底座501上的旋转底座轴承516，所述砌块提升机构设置于旋转底座轴承516上；旋转底座轴承516上位于所述砌块提升机构设置的外沿设置有旋转齿轮盘517，旋转齿轮盘517与旋转电机518的输出端啮合连接。

本实用新型实施例中的所述砌块拉持机构包括设置于砌块放置平台504底面的砌块拉杆滑台519，砌块拉杆滑台519上设置有水平导轨520，水平导轨520上设置有拉杆架底座滑块521，拉杆架底座滑块521通过第四丝杆522与拉杆控制电机523的输出端连接；拉杆架底座滑块521的顶部设置有拉杆架524，拉杆架524上位于所述提升机构的一侧设置有若干个L型砌块拉杆。

本实用新型实施例中的砌块放置盒502上对应每个所述L型砌块拉杆的位置处设置有条状开口。

需要说明的是，本实用新型实施例中的机械臂200可以采用现有的六轴机械臂，也可以采用其他的机械臂，在此不做限定。本实用新型实施例中的所述传动机构采用的是现有的传动机构，比如齿轮传动机构，当然也可以采用其他现有的传动机构，在此不做限定。此外，本实用新型实施例中的输送管道402由若干硬管和若干软管拼接而成，软管主要设置于机械臂200的活动位置，砂浆斗401内的砂浆通过输送泵从输送管道402输送至砂浆敷设头403。

本实用新型实施例提供的上述墙体砌筑机器人系统的基本工作原理如下，为了便于理解，本实用新型实施例以砌墙机械爪上设置了三个所述基本夹持单元的墙体砌筑机器人系统为例进行详细阐述：

首先，根据墙体的位置确定所述砌墙机械爪的运行路线，以及运行路线上所述立式供砖装置的相关位置，同时进行砌块以及砂浆的准备。

在具体的实施过程中，本实用新型实施例中的移动底座100采用轨道式的移动底座100(也可以采用其他形式的移动底座100)，根据墙体的位置预先铺设两条供移动底座100移动的轨道，然后将所述砌墙机械爪的移动底座100安装到所述轨道上，然后在轨道远离待砌墙体的一侧沿途设置若干个立式供砖装置500，每个立式供砖装置500与所述砌墙机械爪之间通过定位装置(如红外定位装置、激光定位装置)进行定位。

砌块以及砂浆的准备则是根据墙体长度和单个砌块的长度的模数关系，墙体砌筑需要的砌块分为整长砌块及非整长砌块并在砌筑前提前完成加工，砂浆用小型搅拌机拌制，拌制好之后送入砂浆斗401中。

然后开始砌筑墙体，在夹取砌块之前，所述砌墙机械爪先沿墙体轴线方向移动，同时控制砂浆敷设机构沿途敷设横向砂浆。

在敷设横向砂浆的过程中，为了不留死角，在进一步的实施方案中，本实用新型实施例在安装板302上还设置有砂浆敷设头平动台332，砂浆敷设头平动台332上设置有砂浆敷设头平动滑杆333，砂浆敷设头平动滑杆333上套设有砂浆敷设头支架334，砂浆敷设头支架334与控制其在砂浆敷设头平动滑杆333上滑动的砂浆敷设头平动电机335的输出端连接，砂浆敷设头支架334上设置有升降滑轨336，砂浆敷设头403通过L型滑块337与升降滑轨336滑动连接，L型滑块337与砂浆敷设头升降控制电机338的输出端连接。通过设置砂浆敷设头平动台332，使得砂浆敷设头403能够在水平方向上横向移动，确保砂浆敷设不出现死角，通过设置升降滑轨336，能够调整砂浆敷设头403与墙体竖直方向上的距离，确保砂浆不飞溅，避免浪费。

横向砂浆敷设完成后，进行砌块的夹取，砌块夹取的基本原理如下：

首先，通过移动底座100将所述砌墙机械爪移动到指定位置(通过定位装置定位)，然后旋转机械臂200，使所述基本夹持单元上的第一夹板319和第二夹板320来到砌块的两侧，然后所述基本夹持单元上的抓持电机307带动滑块305向抓持电机307的方向移动，滑块305带动第二齿条板316运动，在滑板齿轮310的作用下，第一齿条板315向远离抓持电机307的方向运动，第一齿条板315和第二齿条板316分别带动第一轨道轮313和第二轨道轮314相向运动，第一轨道轮313和第二轨道轮314则带动第一夹持杆317和第二夹持杆318相向运动，第一夹持杆317和第二夹持杆318带动其端部的第一夹板319和第二夹板320相向运动，实现对砌块的夹取。

在夹取砌块的过程中，立式供砖装置500的基本工作原理如下：

工人将砌块放置盒502中放好砌块；然后旋转电机518带动旋转齿轮盘517转动，旋转齿轮盘517带动所述提升机构转动，当砌块放置盒502的中线与砌块定位挡板505的中线位于同一平面时停止转动；然后拉杆控制电机523控制拉杆架底座滑块521向远离所述提升机构的方向移动，拉杆架底座滑块521上的拉杆架524带动所述L型砌块拉杆移动，所述L型砌块拉杆带动砌块向砌块放置平台504移动并最终到达砌块定位挡板505处，第一块砌块就位完毕，等待自动砌墙机抓取。然后，拉杆控制电机523控制拉杆架底座滑块521反向移动，使得所述L型砌块拉杆复位。然后主控电机506控制提升滑块515向上运动，提升滑块515带动砌块放置盒背板滑块509及设置于其上的砌块放置盒背板510和砌块放置盒502向上提升，第一个砌块放置盒502的所述条状开口穿过所述L型砌块拉杆，直到第二个砌块放置盒502到达第一个砌块放置盒502的原始位置，重复第一个砌块被送至砌块定位挡板505的机械动作，如此重复，直至该侧所有砌块被送到定位挡板。在该侧砌块放置盒502提升的过程中，对左侧的空的砌块放置盒502进行砌块补充。当该侧砌块放置盒502中的砌块全部用完后，控制主控电机506，使中央提升滑台513的提升滑块515下降并复位，然后通过旋转电机518控制所述提升机构旋转，使另一侧的所述砌块放置盒502的中线与砌块定位挡板505的中线位于同一平面，重复上述动作，实现砌块的连续供应。

在具体的实施过程中，需要说明的是，本实用新型实施例中提升滑块515与砌块放置盒背板滑块509的底部连接的方式可以是上下接触连接，即提升滑块515的顶部位于砌块放置盒背板滑块509的底部下侧，通过上下接触的方式进行连接。也可以采用其他的连接方式，在此不做限定。

在具体的实施过程中，当提升滑块515与砌块放置盒背板滑块509采用上下接触连接时，为了保证提升滑块515与砌块放置盒背板滑块509的上下关系，确保砌块放置盒背板滑块509顺利提升，本实用新型实施中在中央滑台轨道512的下部设置有限位块525。

此处需要说明的是，本实用新型实施例中提升滑块515可以只与靠近砌块摆放支架503的砌块放置盒背板滑块509接触连接，如图6所示，这样在靠近砌块摆放支架503的砌块放置盒背板滑块509向上滑动，进行砌块运送时，背离砌块摆放支架503不向上滑动，方便工人进行补充砌块。

在具体的实施过程中，为了保证中央滑台轨道512的结构稳定性，在轨道立杆限位板511与中央提升滑台513之间设置有轨道连接件526。

在具体的实施过程中，为了确保砌块与砌块定位挡板紧密接触，在进一步的实施方式中，本实用新型实施例中每个所述L型砌块拉杆包括砌块拉杆主体527和砌块拉杆挡板528；砌块拉杆主体527的一端与拉杆架524固定连接，其另一端与砌块拉杆挡板528铰接连接；砌块拉杆挡板528的中部靠上的位置处设置有铰接座529，砌块拉杆挡板528通过铰接座529与砌块拉杆主体527铰接连接；砌块拉杆主体527的顶面中部铰接有砌块拉杆缓冲装置530，砌块拉杆缓冲装置530的另一端与砌块拉杆挡板528的顶端铰接连接。当所述L型砌块拉杆带动砌块向砌块放置平台504移动的过程中，砌块拉杆挡板528绕砌块拉杆主体527转动一定角度，并使砌块拉杆缓冲装置530压缩，确保砌块与砌块定位挡板505紧密接触。

采用本实用新型实施例所提供的立式供砖装置为自动砌墙机供砌块时，先将砌块放入砌块放置盒中，然后通过旋转结构和提升机构的配合，使砌块放置盒到达指定位置，再通过砌块拉持机构将砌块放置盒中的砌块拉至砌块放置平台上的指定位置。该立式供砖装置不仅能够将每一块砌块精确地送往指定位置，确保自动砌墙机能够顺利抓取，而且实现了砌块的连续供应。

本实用新型实施例中设置了三个基本夹持单元，因此能够同时夹取三个砌块。由于墙体的砌块需要上下交错设置，因此存在非整长砌块，在抓取非整长砌块时，本实用新型实施例中的所述砌墙机械爪根据实际情况，用最边缘的所述基本夹持单元夹取非整长砌块，比如当需要在墙体最右边设置非整长砌块，那么就用右侧最边缘的基本夹持单元夹取非整长砌块；当需要在墙体最左边设置非整长砌块，那么就用左侧最边缘的基本夹持单元夹取非整长砌块。

需要说明的是，无论夹取整长还是非整长砌块，在砌块被夹取后，使用同一基本夹持单元夹持的非整长砌块外侧与夹持的整长砌块砌块的外侧在同一平面。砌块夹取后，砌块底面均低于安装板且相邻砌块间间距均相同。

夹取砌块后，控制移动底座100移动到指定位置，转动机械臂200，带动砌体抓持机构300转动，使得砌块到达待砌筑位置上方的水平位置；然后控制旋转电机324带动前端齿轮311转动，使得砌块旋转90度，使砌块的侧面朝上，然后调整砂浆敷设头403的位置，使砂浆敷设头40的下边缘与砌块上边到达设定间距；然后逐一为每个砌块的侧面敷设砂浆。

在具体的实施过程中，为了避免敷设砂浆时，砂浆从砌块上掉落，造成砂浆浪费，在进一步的实施方案中，本实用新型实施例在砂浆敷设头403的底部两侧设置有砂浆敷设挡板404，通过设置砂浆敷设挡板404，能够避免敷设砂浆时，砂浆从砌块上掉落，有效地节约砂浆用量。

砂浆敷设好之后，进行砌筑，首先，控制机械臂200与砌体抓持机构300向下移动，到达砌筑位置，然后压缩之前敷设的横向砂浆，使所述横向砂浆压缩到设计厚度，比如1cm，然后平动电机328带动平动传动杆325沿水平方向向右(假设墙体从右向左砌筑)移动一定的距离，比如3cm，平动传动杆325通过平动连接件329带动所有的所述基本夹持单元沿对应的滑轨322向右滑动，此时，右侧的所述基本夹持单元向右移动1cm后不再移动，被平动限位杆326上对应的限位套330阻挡其运动方向，平动传动杆325继续向右运动，此时，右侧的所述基本夹持单元与中间的所述基本夹持单元之间的压缩弹簧331被压缩2cm；中间的所述基本夹持单元向右移动2cm后不再移动，被平动限位杆326上对应的限位套330阻挡其运动方向，平动杆继续向右运动，此时，中间的所述基本夹持单元与左侧的所述基本夹持单元之间的压缩弹簧331被压缩1cm；左侧的所述基本夹持单元随平动杆向右移动3cm。所述基本夹持单元从左至右依次运动1cm,2cm,3cm，最终竖向砂浆厚度均变成1cm。被夹持砌块就完成了砌筑。需要说明的是，上述长度1cm,2cm,3cm并非固定尺寸，仅用于说明工作原理，并不能作为限制本实用新型的条件。

当砌墙砌到靠近楼层顶面时，砌块的夹取与上述方法一致，砌块的横向砂浆和纵向砂浆也按上述方法通过砂浆敷设头403敷设，此时，砌块侧面依然向上，假设前端齿轮顺时针旋转90°；然后在砌墙时，先将砌体抓持机构300绕机械臂200上与其连接的端部的轴心顺时针旋转180°，同时所述基本夹持单元将夹持的砌块绕中轴杆312逆时针旋转90°，此时安装板302的底部朝上，所述基本夹持单元的第一夹板319和第二夹板320保持向下夹持砌块的状态，然后以上述相同的砌筑方式进行砌筑，需要说明的是，此时砌块砌筑的顺序变为从左往右。

在具体的实施过程中，由于砂浆敷设头403位于所述基本夹持单元的正上方，为了避免砂浆敷设头403处于砌筑墙体的平面内，占用砌筑空间，对靠近屋顶的墙体砌筑造成影响，本实用新型实施例设置了使砂浆敷设头403向所述基本夹持单元尾端移动的砂浆敷设头拉持机构，具体的，所述拉持机构包括设置于砂浆敷设头支架334上并与砂浆敷设头平动台332垂直的砂浆敷设头纵向滑动滑台339，砂浆敷设头纵向滑动滑台339上设置有砂浆敷设头纵向滑杆340，砂浆敷设头纵向滑杆340上设置有滑块341，滑块341与设置于砂浆敷设头纵向滑动滑台339侧部的砂浆敷设头纵向滑动控制电机342的输出端连接；升降滑轨336的底部与砂浆敷设头支架334铰接连接，升降滑轨336的顶部背离砂浆敷设头403的一侧通过连杆343与所述滑块连接。当砌体抓持机构300绕机械臂200上与其连接的端部的轴心顺时针旋转180°后，通过砂浆敷设头纵向滑动控制电机342带动滑块341沿砂浆敷设头纵向滑杆340向所述基本夹持单元尾端移动，与滑块341连接的连杆343带动升降滑轨336绕与砂浆敷设头支架334铰接的位置处所述基本夹持单元尾端转动，使砂浆敷设头在墙体所在平面以外，确保能够顺利地对靠近楼层顶面的墙体进行砌筑。

当已砌筑墙体最高处离梁/楼板底面距离达到国家要求的斜砌的要求时，控制机械爪采用45°斜砌的方式进行砌筑，砌块的夹取与靠近楼层顶面的方式一致，但仅使用最边缘的一个基本夹持单元进行夹取，本实例以最右侧基本夹持单元夹取砌块进行说明；，砌块夹取后，所述基本夹持单元将夹持的砌块绕中轴杆312顺时针旋转180°，然后沿砌块长边方向敷设砂浆，然后将砌体抓持机构300绕机械臂200上与其连接的端部的轴心逆时针旋转180°，同时基本夹持单元将夹持的砌块绕中轴杆312顺时针旋转45°，此时安装板302的底部朝上，所述基本夹持单元的第一夹板319和第二夹板320呈45°倾斜，然后逐一地从左到右砌筑到墙体的顶部。需要说明的是，砂浆敷设头在完成砌块长边砂浆敷设后按上述第二阶段砌筑时的方式移动到墙体所在平面外，避免阻碍砌筑顶部砌块。

通过上述三个阶段墙体的砌筑，可完成整个墙体的砌筑。

在具体的实施过程中，墙体可能存在移动底座100无法到达的位置，为了能够对这类墙体进行砌筑，在进一步的实施方案中，本实用新型实施例在机械臂200上与砌体抓持机构300连接的一端设置有抓持机构平动台201，抓持机构平动台201上设置有抓持机构平动滑杆202，抓持支架301与抓持机构平动滑杆202滑动连接；抓持机构平动台201上还设置有抓持机构平动控制电机203，抓持机构平动控制电机203的输出端与抓持支架301连接。通过设置抓持机构平动台201，不仅能够扩大砌体抓持机构300的移动范围，从而实现对移动底座100无法到达的位置的墙体进行砌筑；而且，在夹取砌块时，可以通过抓持机构平动台201进行基本夹持单元的切换，从而在该砌墙机械爪不动的情况下，使每个所述基本夹持单元都能够从指定位置夹取到砌块。

本实用新型实施例所提供的墙体砌筑机器人系统不仅能够进行大空间的墙体砌筑，还能够对室内靠近墙顶的有限空间位置的墙体进行砌筑，解放了人工繁重的体力，提高了砌墙效率。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种墙体砌筑机器人系统，其特征在于，包括砌墙机械爪和立式供砖装置；所述砌墙机械爪包括移动底座、机械臂、砌体抓持机构和砂浆敷设机构，所述机械臂安装于所述移动底座上，所述砌体抓持机构包括与所述机械臂旋转连接的抓持支架，所述抓持支架的底部固装有安装板，所述安装板上安装有基本夹持单元，所述基本夹持单元连接有一个使其绕自身轴心旋转的旋转机构；所述砂浆敷设机构包括砂浆斗和砂浆敷设头，所述砂浆斗设置于所述移动底座上，所述砂浆敷设头设置于所述基本夹持单元的上方位置，所述砂浆斗通过输送管道与所述砂浆敷设头连接；所述立式供砖装置包括底座，所述底座上设置有砌块提升机构，所述砌块提升机构的两侧对称设置有能够随所述砌块提升机构升降的砌块放置盒，所述砌块提升机构的底部与一个使所述砌块提升机构绕其轴心旋转的砌块旋转机构连接；所述底座上靠近所述砌块提升机构的一侧设置有砌块摆放支架，所述砌块摆放支架的顶部设置有砌块放置平台，所述砌块放置平台上设置有砌块定位挡板以及砌块拉持机构。

2.根据权利要求1所述的墙体砌筑机器人系统，其特征在于，所述基本夹持单元包括夹持器底座和设置于所述夹持器底座一侧的第一丝杆滑台，第一丝杆滑台的底部固接于所述安装板上，所述第一丝杆滑台的中部设置有滑块，所述滑块通过第一丝杆与抓持电机的输出端连接；所述夹持器底座的顶部一端设置有齿轮基座，另一端设置有齿轮座，所述齿轮基座上设置有滑板齿轮，所述齿轮座上设置有前端齿轮；所述前端齿轮的轴心处设置有向所述滑板齿轮方向延伸的中轴杆，所述中轴杆上间隔套设有第一轨道轮和第二轨道轮，所述第一轨道轮通过第一齿条板与所述滑板齿轮啮合连接，所述第二轨道轮通过第二齿条板贯穿所述第一轨道轮并与所述滑板齿轮啮合连接，且所述第一齿条板和所述第二齿条板位于所述滑板齿轮的两侧；所述第二齿条板上远离所述第二轨道轮的一端与所述滑块卡接连接；所述前端齿轮上位于其中轴线的两侧对称设置有第一夹持杆和第二夹持杆,且所述前端齿轮分别与所述第一夹持杆和所述第二夹持杆滑动连接；所述第一夹持杆的一端绕过所述第二轨道轮与所述第一轨道轮滑动连接，其另一端固装有第一夹板；所述第二夹持杆的一端与所述第二轨道轮滑动连接，其另一端固装有第二夹板；所述夹持器底座的底部设置有夹持器基脚，所述夹持器基脚与固装于所述安装板上的滑轨滑动连接。

3.根据权利要求1所述的墙体砌筑机器人系统，其特征在于，所述旋转机构包括固装于所述安装板上的旋转电机机架，所述旋转电机机架上固装有旋转电机，所述旋转电机的输出端通过传动机构与所述基本夹持单元的前端齿轮啮合连接。

4.根据权利要求1所述的墙体砌筑机器人系统，其特征在于，所述安装板上并排设置有多个所述基本夹持单元以及控制每个所述基本夹持单元平动的平动机构，所述平动机构包括沿垂直于所述基本夹持单元轴线方向设置的平动传动杆和平动限位杆，所述平动传动杆的两端与所述抓持支架活动连接，所述平动限位杆的两端与所述抓持支架固定连接；所述平动传动杆通过第二丝杆滑台与平动电机的输出端连接，所述平动传动杆上对应每个所述基本夹持单元的位置处分别通过一个平动连接件与所述基本夹持单元连接，且每个所述平动连接件均与所述平动限位杆套接连接，所述平动限位杆上位于每个所述平动连接件的两侧均分别设置有限位套；所有所述平动连接件均与对应的所述基本夹持单元固定连接，所有所述平动连接件中最边缘的一个所述平动连接件与所述平动传动杆固定连接，其余均与所述平动传动杆套接连接，所述平动传动杆上相邻两个所述平动连接件之间设置有压缩弹簧。

5.根据权利要求1所述的墙体砌筑机器人系统，其特征在于，所述机械臂上与所述砌体抓持机构连接的一端设置有抓持机构平动台，所述抓持机构平动台上设置有抓持机构平动滑杆，所述抓持支架与所述抓持机构平动滑杆滑动连接；所述抓持机构平动台上还设置有抓持机构平动控制电机，所述抓持机构平动控制电机的输出端与所述抓持支架连接。

6.根据权利要求1所述的墙体砌筑机器人系统，其特征在于，所述安装板上设置有砂浆敷设头平动台，所述砂浆敷设头平动台上设置有砂浆敷设头平动滑杆，所述砂浆敷设头平动滑杆上套设有砂浆敷设头支架，所述砂浆敷设头支架与控制其在所述砂浆敷设头平动滑杆上滑动的砂浆敷设头平动电机的输出端连接，所述砂浆敷设头支架上设置有升降滑轨，所述砂浆敷设头通过L型滑块与所述升降滑轨滑动连接，所述L型滑块与砂浆敷设头升降控制电机的输出端连接；所述砂浆敷设头还连接有使其向所述基本夹持单元尾端移动的砂浆敷设头拉持机构，所述砂浆敷设头拉持机构包括设置于所述砂浆敷设头支架上并与所述砂浆敷设头平动台垂直的砂浆敷设头纵向滑动滑台，所述砂浆敷设头纵向滑动滑台上设置有砂浆敷设头纵向滑杆，所述砂浆敷设头纵向滑杆上设置有纵向拉持滑块，所述纵向拉持滑块与设置于所述砂浆敷设头纵向滑动滑台侧部的砂浆敷设头纵向滑动控制电机的输出端连接；所述升降滑轨的底部与所述砂浆敷设头支架铰接连接，所述升降滑轨的顶部背离所述砂浆敷设头的一侧通过连杆与所述纵向拉持滑块连接。

7.根据权利要求1所述的墙体砌筑机器人系统，其特征在于，所述砂浆敷设头的底部两侧设置有砂浆敷设挡板。

8.根据权利要求1所述的墙体砌筑机器人系统，其特征在于，所述提升机构包括设置于所述底座上的主控电机，所述主控电机的外围设置有提升轨道立杆底座；所述提升轨道立杆底座上竖直设置有多根提升轨道立杆，其中每两根所述提升轨道立杆为一组，每组所述提升轨道立杆上均滑动连接有砌块放置盒背板滑块，所述砌块放置盒背板滑块上背离所述提升轨道立杆的一侧设置有砌块放置盒背板，所述砌块放置盒间隔地固装于所述砌块放置盒背板上；所有的所述提升轨道立杆的顶端均与轨道立杆限位板固定连接；所述主控电机的顶部固定设置有两根中央滑台轨道，两根所述中央滑台轨道的顶端与所述轨道立杆限位板旋转连接，两根所述中央滑台轨道上滑动连接有中央提升滑台，所述中央提升滑台上设置有第三丝杆，所述第三丝杆位于两根所述中央滑台轨道之间，所述中央提升滑台的底部设置提升滑块，所述提升滑块与两根所述中央滑台轨道滑动连接并通过所述第三丝杆与所述主控电机的输出端连接，所述提升滑块与所述砌块放置盒背板滑块的底部连接。

9.根据权利要求8所述的墙体砌筑机器人系统，其特征在于，所述砌块旋转机构包括设置于所述底座上的旋转底座轴承，所述砌块提升机构设置于所述旋转底座轴承上；所述旋转底座轴承上位于所述砌块提升机构设置的外沿设置有旋转齿轮盘，所述旋转齿轮盘与砌块旋转电机的输出端啮合连接；所述砌块拉持机构包括设置于所述砌块放置平台底面的砌块拉杆滑台，所述砌块拉杆滑台上设置有水平导轨，所述水平导轨上设置有拉杆架底座滑块，所述拉杆架底座滑块通过第四丝杆与拉杆控制电机的输出端连接；所述拉杆架底座滑块的顶部设置有拉杆架，所述拉杆架上位于所述砌块提升机构的一侧设置有若干个L型砌块拉杆。

10.根据权利要求9所述的墙体砌筑机器人系统，其特征在于，每个所述L型砌块拉杆包括砌块拉杆主体和砌块拉杆挡板；所述砌块拉杆主体的一端与所述拉杆架固定连接，其另一端与所述砌块拉杆挡板铰接连接；所述砌块拉杆挡板的中部靠上的位置处设置有铰接座，所述砌块拉杆挡板通过所述铰接座与所述砌块拉杆主体铰接连接；所述砌块拉杆主体的顶面中部铰接有砌块拉杆缓冲装置，所述砌块拉杆缓冲装置的另一端与所述砌块拉杆挡板的顶端铰接连接；所述砌块放置盒上对应每个所述L型砌块拉杆的位置处设置有条状开口。

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