CN218233070U - 铺设地砖的移动机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种铺设地砖的移动机器人，移动机器人的车架上设有提升机构、夹持推送机构和铺设机构。提升机构用于将地砖向上抬升；夹持装置将提升机构最上层的一块地砖两端夹持住向前输送随后松开并平躺放置在传送机构上，由传送机构将地砖在X方向上向前输送至铺设机构；铺设机构设有翻转机构，翻转机构的放置装置将传送机构传送来的一块地砖夹持住后，翻转机构向前翻转将夹持的地砖铺设在地面上。本实用新型提供的设备，地砖的仓储、提升、传输以及铺设完全机械化操作，相比较人工铺设方式，本实用新型铺设效果好效率高，同时可以降低人力成本。

Description

铺设地砖的移动机器人

技术领域

本实用新型涉及市政施工设备，具体涉及到一种铺设地砖的移动机器人。

背景技术

随着目前城市建设水平的发展，对市政道面的要求越来越高，人行道、广场等场所通常需要大面积铺设平整的地砖和地砖。目前，地砖和地砖的铺设一般采用纯人工作业或者机械和人工结合的方式，机械和人工结合的施工方法为：通过吊机将砖块用绳索吊起，然后人工控制落点位置后卸下砖块，最后进行压紧作业。这种铺设方式费时费力，铺设效果取决于施工人员的技术水平，同时工人的劳动强度大，并且需要较多的施工人员，提高了铺设成本。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种新型的铺设地砖的移动机器人以及铺设地砖的方法，整个铺设过程中完全自动化机械化操作，相比较现有的铺设方法，本实用新型铺设效率高，铺设的砖块整齐，无需人工参与搬运重活，并且降低了人低成本。为了实现以上目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种地砖的移动机器人，所述地砖为平板地砖，所述移动机器人设有可移动车架，设车架长度为X方向，宽度为Y方向，在所述车架尾部安装有提升机构、夹持推送机构，在所述车架前部安装有多轴机械动臂，在所述机械动臂上安装有铺设机构，且在所述车架上安装有位于铺设机构和夹持推送机构之间的传送机构；

所述提升机构设有第一传输机构、提升板和举升装置，所述第一传输机构将上下堆叠的地砖转移到提升板并由所述举升装置带动所述提升板向上抬升；

所述夹持推送机构包含有前移导轨以及滑动安装在前移导轨上的夹持装置，所述夹持装置将举升至顶后的最上面一块地砖长度两端夹持住在X方向上向前输送随后松开并平躺放置在传送机构上，由所述传送机构将地砖在X方向上向前输送至铺设机构；

所述铺设机构设有铺设框架，在铺设框架上安装有在X方向上前后滑动的翻转机构，翻转机构设有Y向的翻转轴，该翻转机构设有以所述翻转轴为轴心旋转的放置装置，放置装置将传送机构传送来的一块地砖夹持住后，放置装置向前翻转将夹持的地砖铺设在地面上；

在所述铺设框架上以及翻转机构上分别安装有两套定位机构，两套定位机构相配合以为地砖铺设提供定位。

进一步的，所述提升机构设有安装在所述车架尾部的纵向提升支架，所述第一传输机构固定安装在纵向提升支架底部，所述提升板在所述纵向提升支架上由所述举升装置驱动在所述第一传输机构竖直方向上做升降运动，所述提升板设有对应所述第一传输机构位置的开口槽使所述提升板可下降至所述第一传输机构上表面以下；

在提升支架后侧底部安装有一仓储支架，所述仓储支架的前端转动连接在所述纵向提升支架的后侧底部，所述仓储支架能够以前端为转动点上下翻转并折叠收纳，所述仓储支架上设置有第二传输机构；

所述仓储支架将上下堆叠的地砖在X方向上向前输送至所述第一传输机构，并由所述第一传输机构继续将地砖向前传送至所述提升板上。

进一步的，在所述纵向提升支架上安装有在Y方向分别位于所述提升板两侧的举升装置，各所述举升装置包括：

举升缸，所述举升缸竖直固定在所述纵向提升支架上；

举升链条，所述举升链条的两端分别与所述提升板以及所述举升缸的顶杆固定连接，或者

所述举升链条的两端分别位于所述举升缸两侧且横跨所述举升缸的顶杆，所述举升链条一端与所述提升板固定连接，另一端固定在所述举升缸一侧的纵向提升支架上。

进一步的，在所述纵向提升支架上设有位于所述提升板两侧的竖直导向槽钢轨道，在各所述竖直导向槽钢轨道上均上下滑动安装有提升腹板，所述举升链条的一端以及所述提升板均与该提升腹板固定连接。

进一步的，所述仓储支架通过自复位翻转支架安装在所述纵向提升支架底部，在所述纵向提升支架底部安装有弹簧支座；

所述自复位翻转支架底部安装有限位钢管和复位弹簧，所述限位钢管依次穿过所述自复位翻转支架背面的两块挡板并与所述弹簧支座转动连接，所述复位弹簧套置在所述两块挡板之间的限位钢管上；

所述仓储支架的横向宽度小于所述纵向提升支架的横向宽度，并且所述仓储支架转动连接在所述纵向提升支架的底部中央。

进一步的，所述前移导轨设置有两根长度为X方向的第一滑轨，在第一滑轨的相对侧设置有上轨道，在第一滑轨上设有位于上轨道下方的下提升轨道，所述下提升轨道设置有前后两个开口朝下的进入口，在每个上轨道内安装有前后一对第一滚轮，在所述夹持装置两侧的前后端分别固定有第二滚轮，对应的第一滚轮和第二滚轮之间通过从动杆活动连接，由第一横移推进气缸带动所述第一滚轮在上轨道中向前滑动带动所述夹持装置向前横移，第一滚轮在向前滑动过程中，通过从动杆带动第二滚轮由所述进入口进入所述下提升轨道中，以提升夹持装置的高度；

所述夹持装置包含有夹持框架，该夹持框架安装有Y方向的第二滑轨以及多连杆联动机构，在第二滑轨上设有两个可相对滑动的夹板，所述多连杆联动机构由中间的摆杆以及铰接在摆杆两端的两根夹持连杆构成，所述摆杆的中心通过摆杆中心销转动连接在夹持框架上，两个夹持连杆的另一端分别与两个夹板相对面铰接连接；

摆杆的一端与夹持驱动气缸铰接，由夹持驱动气缸带动所述多连杆联动机构驱动两夹板在第二滑轨上做相对或相向滑动以夹持或者松开所述地砖。

进一步的，上轨道内的前后一对第一滚轮均安装在一侧置推板上，所述侧置推板与所述第一横移推进气缸的顶杆固定连接，由所述第一横移推进气缸推动所述侧置推板以带动所述第一滚轮在上轨道内前后滚动。

进一步的，所述传送机构为基于辊筒或者皮带的传输机构。

进一步的，在车架前部左右两侧对称安装有一所述机械动臂，两个机械动臂之间通过连接杆固定相连，在车架前部左右两侧固定有竖直导轨和水平导轨，在竖直导轨上安装有上下滑动的垂直滑块支座，在水平导轨上安装有水平滑动的水平滑块，所述垂直滑块支座与固定在车架前部的垂直顶升机构相连，所述水平滑块与固定在车架前部的水平推送机构相连，所述垂直顶升机构、所述水平推送机构为气缸、液压油缸、电动推杆、螺旋丝杠副的任意一种；

所述机械动臂包含有纵向的支腿以及水平的上臂和下臂，上臂和下臂的前端均与支腿铰接连接，上臂的后端铰接在垂直滑块支座上，下臂与水平滑块固定连接且下臂后端通过连杆支撑臂与上臂活动连接，上臂、下臂及前后两端铰接的支腿、连杆支撑臂构成平行四连杆机构，支腿底部安装有快拆安装支架，所述快拆安装支架与支腿之间连接有一摆动缸，在所述快拆安装支架底部安装有快拆式的第一支撑万向轮。

进一步的，所述铺设框架由前侧的前滑轨支撑板和后侧的后滑轨支撑板构成，后滑轨支撑板与前滑轨支撑板之间通过快拆连接板固定连接，所述铺设机构通过该快拆连接板可拆卸的安装在机械动臂上，在前滑轨支撑板底部设置有支撑脚以及第二支撑万向轮；

所述翻转机构两侧安装有与所述前滑轨支撑板滑动配合的侧框架，且所述翻转机构在侧框架上可转动，后滑轨支撑板通过水平伸缩缸与侧框架相连。

进一步的，翻转机构上还安装有以所述翻转轴为轴心旋转的刮平机构以及辊压机构，

所述刮平机构设有锯齿刮板，由刮平机构的翻转使锯齿刮板与地面倾斜接触，水平伸缩缸带动翻转机构前后移动，并由锯齿刮板刮平地面，

辊压机构设有外径带凸筋的辊压轮，由辊压机构的翻转使辊压轮与铺设好的地砖上表面相接触，水平伸缩缸带动翻转机构前后移动，并由辊压轮对铺设好的地砖进行辊压作业；

刮平机构、辊压机构以及放置装置围绕所述翻转轴为轴心做同步转动，所述翻转轴为翻转油缸。

进一步的，在两侧的所述前滑轨支撑板前端安装有第一激光发射器，且在两侧的所述侧框架前端安装有第二激光发射器；

各第一激光发射器用于向另一侧所述第一激光发射器正下方地面发射“十”字交叉的第一定位激光，第二激光发射器用于发射垂直于地面的“十”字交叉的第二定位激光，通过第二定位激光和第一定位激光的重合来确定地砖的铺设位置；

两个第一激光发射器发出的第一定位激光与地面的夹角可调，以调整两束第一定位激光的间距。

进一步的，放置装置设有夹持固定架，夹持固定架一侧设置有托板，夹持固定架设有 Y向的调节导轨，在调节导轨上设置有与托板同一侧的托架，托架通过微调气缸与夹持固定架相连以调节托架在Y向的位置；

在后滑轨支撑板上安装有若干X向的支撑板，在支撑板上设置有辊子；

所述传送机构将地砖在X方向上向前输送经过支撑板传递至托板和托架之间。

一种基于上述移动机器人来铺设地砖的方法，包括如下步骤：

将上下堆叠的地砖转移到所述提升板上，并由所述举升装置带动所述提升板向上抬升；

所述夹持装置将所述提升板最上层的一块地砖Y向两端夹持住在X方向上向前输送随后松开并平躺放置在传送机构上，由所述传送机构将地砖在X方向上向前输送至铺设机构；

放置装置将所述传送机构输送的地砖夹持住，放置装置绕所述翻转轴为轴心向前翻转，将夹持的地砖铺设在地面上；

翻转机构回退将放置装置从地砖与地面间的缝隙中抽出，随后放置装置向后翻转归位。

进一步的，所述方法还包括：

在放置装置夹持地砖之前，由刮平机构的翻转使锯齿刮板与地面倾斜接触，由翻转机构的前后移动以刮平地面，以及

在地砖铺设好并且放置装置从地砖与地面间的缝隙中抽出后，由辊压机构的翻转使辊压轮与铺设好的地砖上表面相接触，翻转机构前后移动以对铺设好的地砖进行辊压作业；其中，

刮平机构以及辊压机构均固定安装在翻转机构上，刮平机构、辊压机构以及放置装置围绕所述翻转轴为轴心做同步转动。

本实用新型的优点在于：

1)地砖的仓储、提升、传输以及铺设完全机械化操作，相比较人工铺设方式，本实用新型铺设效果好效率高，同时可以降低人力成本；

2)通过提升机构将车架后方转运来的地砖抬升，提升板两侧均设有一组举升装置，使得满载有地砖的提升板在上升过程中更加稳定；提升机构后侧的仓储支架作为暂存地砖的机构，叉车将地砖转运到仓储支架上，并由仓储支架将地砖传递到提升板上，仓储支架在不用时可以向上折叠收纳，减少占地空间；

3)夹持机构用于将提升板上的地砖夹持住向前输送放置在传送机构上，夹持机构在夹持住地砖后向车头方向滑动，在向前滑动的过程中，夹持机构的高度会被提升，避免夹持机构夹持住的地砖下表面与提升板上的地砖上表面产生刮擦，从而保证地砖在传递过程中的美观，夹持机构采用了多连杆联动机构来使得两夹板同时运动，一方面结构更加紧凑，另一方面保证了两夹板始终为同步运动并且运动更加线性；

4)铺设机构设有翻转机构，翻转机构设有可以围绕翻转轴为轴心旋转的放置装置、刮平机构以及辊压机构，借助翻转机构的旋转，可以实现地面刮平、地砖放置、地砖辊压，结构更加紧凑，同时功能更加齐全；并且铺设机构前端安装有两组激光定位机构，为铺设地砖提供精确定位；

5)机械动臂一方面为铺设机构提供稳定支撑，此外机械动臂可以带动铺设机构进行竖直方向以及水平的前后移动，能够精确调节铺设机构到达指定位置以便于铺设砖块。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种铺设平板砖块的移动机器人整体外形图；

图2为铺设平板砖块的移动机器人整体的俯视图；

图3a为提升机构的立体图；

图3b为提升机构的提升板升到半空的立体图；

图3c为提升机构的仓储支架展开后的侧视图；

图3d为仓储支架折叠后的侧视图；

图4a为夹持推送机构在X方向的侧视图；

图4b为夹持推送机构的立体图；

图4c为夹持推送机构的仰视图；

图4d为图4a隐藏前移导轨侧板后的示意图，示出了前移导轨设有上下两个轨道(即上轨道及下提升轨道)的示意图，其中夹持装置为前移导轨的行程起始段；

图4e为夹持推送机构滑动至前移导轨的行程末端侧视图；

图4f为夹持推送机构在Y方向的侧视图；

图5a为机械动臂的立体图；

图5b为机械动臂的侧视图；

图5c为快拆安装支架的立体图；

图6a为铺设机构的俯视图；

图6b为铺设机构的侧视图；

图6c为铺设机构的主体框架立体图；

图6d为铺设机构前端的定位机构安装位置图；

图6e为铺设机构的立体图，在该状态下，翻转机构的放置装置用于接收来自传送机构的砖块；

图6f为翻转机构的立体图；

图6g为翻转机构的刮平机构在执行刮平作业的示意图；

图6h为翻转机构的放置装置将来自传送机构输送的砖块夹持住的示意图(与图6e为相同状态)；

图6i为翻转机构的放置装置向前翻转后将砖块铺设在地面上的示意图；

图6j为翻转机构的辊压机构在执行辊压作业的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

参照图1所示，本实用新型提供了一种铺设平板地砖的移动机器人10，如图1所示，该移动机器人10的车架11底盘上安装有行走装置12，该行走装置12设置有4个可转向的行走轮13，该行走装置12可以带动地砖移动机器人10行走。为了下文叙述便利，我们设车架11的长度方向为X方向，宽度方向为Y方向。

在车架11尾部安装有提升机构100、夹持推送机构200，在车架11前部安装有多轴机械动臂500，在机械动臂500上安装有铺设机构400，且在车架11上安装有位于铺设机构400和夹持推送机构200之间的传送机构300；

提升机构100设有第一传输机构104、提升板103和举升装置120，第一传输机构104将上下堆叠的地砖转移到提升板103并由举升装置120带动提升板103向上抬升；

夹持推送机构200包含有前移导轨210以及滑动安装在前移导轨210上的夹持装置220，夹持装置220将举升至顶后的地砖长度两端夹持住在X方向上向前输送随后松开并平躺放置在传送机构300上，由传送机构300将地砖在X方向上向前输送至铺设机构400；

所述铺设机构400设有铺设框架，在铺设框架上安装有在X方向上前后滑动的翻转机构430，翻转机构430设有Y向的翻转轴，该翻转机构430设有以所述翻转轴为轴心旋转的放置装置431，放置装置431将传送机构300传送来的一块地砖夹持住后，放置装置431 向前翻转将夹持的地砖铺设在地面上；

在铺设框架上以及翻转机构430上分别安装有定位机构，两套定位机构相配合以为地砖铺设提供定位。

本实用新型提供的移动机器人10，通过提升机构100将堆叠好的地砖整体抬升，随后夹持推送机构200将地砖逐块夹持并转移至传送机构300上平躺放置，由传送机构300将平躺放置的地砖转运至铺设机构400，并由铺设机构400将地砖以平躺方式铺设在地面上。整个过程完全机械化操作，极大提高了铺设效率，同时减少了所需的人工成本；同时本装置在铺设地砖时，无需人工助力，操作人员不需要参与重活，减轻了人们的劳动强度。

下面就提升机构100的结构进行进一步的说明：

提升机构100设有安装在车架11尾部的纵向提升支架102，第一传输机构104固定安装在纵向提升支架102底部，提升板103在纵向提升支架102上由举升装置120驱动在第一传输机构104竖直方向上做升降运动，提升板103设有对应第一传输机构104位置的开口槽使提升板103可下降至第一传输机构104上表面以下。在提升支架后侧底部安装有一仓储支架130，仓储支架130的前端转动连接在纵向提升支架102的后侧底部，仓储支架 130能够以前端为转动点上下翻转并折叠收纳，如图3b和3c所示，仓储支架130上设置有第二传输机构132；仓储支架130将上下堆叠的地砖在X方向上向前输送至第一传输机构104，并由第一传输机构104继续将地砖向前传送至提升板103上。在纵向提升支架102 上部设置有护板101。

在一可选的实施例中，在纵向提升支架102上安装有在Y方向分别位于提升板103两侧的举升装置120，各举升装置120包括举升缸121和举升链条122。举升缸121竖直固定在纵向提升支架102上；举升链条122的两端分别与提升板103以及举升缸121的顶杆固定连接，或者举升链条122的两端分别位于举升缸121两侧且横跨举升缸121顶杆，举升链条122一端与所述提升板103固定连接，另一端固定在举升缸121一侧的纵向提升支架102上。举升缸121的顶杆向上滑动带动举升链条122的末端上移，由两组举升链条122 来带动中间的提升板103稳步提升。

在一可选的实施例中，在纵向提升支架102上设有位于提升板103两侧的竖直导向槽钢轨道105，在各竖直导向槽钢轨道105上均上下滑动安装有提升腹板106，举升链条122的一端以及提升板103均与该提升腹板106固定连接。

在一可选的实施例中，仓储支架130通过自复位翻转支架131安装在纵向提升支架102 底部，在纵向提升支架102底部安装有弹簧支座135；

自复位翻转支架131底部安装有限位钢管138和复位弹簧137，限位钢管138依次穿过自复位翻转支架131背面的两块挡板136并与弹簧支座135转动连接，复位弹簧137套置在两块挡板136之间的限位钢管138上；

仓储支架130的横向宽度小于纵向提升支架102的横向宽度，并且仓储支架130转动连接在纵向提升支架102的底部中央。

提升机构100采用差叉车提升原理，将举升缸121与举升链条122组合放置左右两边，链条一端与车架连接，另一端与砖体提升板103连接，提升板103左右两侧装有轴承，可在竖直导向槽钢轨道105上下滚动。仓储支架130上设有第二传输机构132，第二传输机构132由辊轮、链轮链条133、驱动电机134等组成，实现对砖体的接收、传送。

结合图3a-3所示，提升机构100的设计亮点在于：1)仓储与提升部分的设计可保证砖体的持续供应，满足前端砖体需求，提高效率，结构紧奏。2)提升部分设计可根据砖体厚度精准提升对应高度。3)设计中叉车放置物料时，将叉车两端板形成的夹口对应仓储立板，且仓储立板的宽度远小于夹口宽度，可适用于各种类叉车，便于大小砖体放置与运输，操作是十分方便。4)仓储物料完成作业时，可通过手动的推动仓储立板，向上转动90°，将仓储部分收起至竖直状态，减小整车长度，便于转场和运输。并且仓储机构平放时，其仓储外框架与车架可自行限位以支撑其平放状态，由弹簧组件实现轻松放置和收起仓储结构。

下面参照图4a-4f所示，就夹持推送机构200的结构进行进一步的说明：

前移导轨210设置有两根长度为X方向的第一滑轨211，在第一滑轨211的相对内侧面设置有上轨道212，在第一滑轨211上设有位于上轨道212下方的下提升轨道213，下提升轨道213的下侧边设置有前后两个开口朝下的进入口213-1，在每个上轨道212内安装有前后一对第一滚轮202，在夹持装置220两侧的前后端分别固定有第二滚轮221，对应的第一滚轮202和第二滚轮221之间通过从动杆230活动连接，由第一横移推进气缸240 带动第一滚轮202在上轨道212中向前滑动带动夹持装置220向前横移，第一滚轮202在向前滑动过程中，通过从动杆230带动第二滚轮221由所述进入口213-1进入所述下提升轨道213中，以提升夹持装置220的高度。

在一可选的实施例中，上轨道212内的前后一对第一滚轮202均安装在一侧置推板214 上，侧置推板214与第一横移推进气缸240的顶杆固定连接，由第一横移推进气缸240推动侧置推板214以带动前后一对第一滚轮202在上轨道212内前后滚动。

所述从动杆230的上下两端分别与上部第一滑轨211内第一滚轮202以及夹持装置的第二滚轮221铰接，共四个铰接点，从而形成平行四连杆机构(如图4d中的矩形虚线框)，即夹持装置的四个角分别通过连杆230活动连接在第一滑轨211下方；第二滚轮221可转动的安装在夹持装置220的框架上。具体工作时，第一横移推进气缸240驱动侧置推板214 以带动第一滚轮202在上轨道212内向前滚动，从动杆230下端带动夹持装置220，形成平行四连杆机构来实现整个夹持机构的向前推送，夹持装置220在向前滑动之前，设置在夹持装置220上的第二滚轮221先进入下提升轨道213中从而抬升夹持装置220的高度，因此其夹持的砖块高度也会有所提升，避免被夹住的砖体和其下面的砖体之间产生摩擦，划伤砖体表面，如图4e所示。夹持装置220通过先提升一点高度，然后前移。优选的，夹持装置220在行程最后端的位置处时，两个第二滚轮221均正好位于下提升轨道213的进入口处，使得夹持装置220先抬升高度后再向前滑动。

如图4c所示，夹持装置220包含有夹持框架223，该夹持框架223安装有Y方向的第二滑轨224以及多连杆联动机构，在第二滑轨224上设有两个可相对滑动的夹板225，多连杆联动机构由中间的摆杆226以及铰接在摆杆226两端的两根夹持连杆227构成，摆杆 226的中心通过摆杆中心销转动连接在夹持框架223上，两个夹持连杆227的另一端分别与两个夹板225相对面铰接连接；摆杆226的一端与夹持驱动气缸228铰接，由夹持驱动气缸228带动多连杆联动机构驱动两夹板225在第二滑轨224上做相对或相向滑动以夹持或者松开地砖。

采用上述的多连杆联动机构，仅通过一个夹持驱动气缸228即可实现两夹板225在第二滑轨224上同时做相对或相向滑动以夹持或者松开地砖，简化了驱动结构，另一方面，使得两个两夹板225的运动是同步的，使得夹持和松开动作更加线性。优选的，两个夹板225的相对面可拆卸安装有橡胶板，在夹持地砖时起到保护地砖的作用。

在一可选的实施例中，传送机构300为基于辊筒或者皮带的传输机构。

下面参照图6a-6f所示，下面就铺设机构400的结构进行进一步的说明：

铺设机构400的主体框架结构如下：铺设机构400后部两侧设有后滑轨支撑板401，前部两侧设有前滑轨支撑板402，在前滑轨支撑板402底部设置有支撑脚404以及第二支撑万向轮405。支撑脚404可实现将铺设机构400从机械动臂500上拆卸下来后，与第二支撑万向轮405一起保持铺设机构400的停放并保持其稳定。放置路地砖后抽出放置托架 431-5时，机械手支腿可顶住已铺设好的砖体，防止已定外好的砖体移动。后滑轨支撑板 401与前滑轨支撑板402之间通过快拆连接板403固定连接，铺设机构400通过该快拆连接板403可拆卸的安装在两侧的快拆安装支架531之间。

在翻转机构430两侧安装有与所述前滑轨支撑板402滑动配合的侧框架436，即侧框架436可带动翻转机构430前后滑动，并且所述翻转机构430在侧框架436上可转动。后滑轨支撑板401通过水平伸缩缸406与侧框架436相连，由水平伸缩缸406来带动侧框架 436及其翻转机构430在X方向上前后移动。

如图6e-6f所示，翻转机构430上还安装有以翻转轴为轴心旋转的刮平机构432以及辊压机构433，刮平机构432、辊压机构433以及放置装置431围绕翻转轴为轴心做同步转动，翻转轴为翻转油缸434。下面就刮平机构432以及辊压机构433的结构进行和工作原理进行进一步的说明：

刮平机构432设有锯齿刮板，通过刮平机构432的翻转使刮板与地面倾斜接触，并由水平伸缩缸406带动翻转机构430整体前后移动以刮平地面。其中，通过调整或者更换不同宽度的刮板，以适用不同宽度砖体。刮平机构432先通过定位机构的定位，使铺设机构400到达预定位置，通过翻转油缸434翻转，实现刮平机构432刮平起始位置，再通过水平伸缩缸406带动翻转机构430在X方向前后水平移动，实现地面刮平的目的。

辊压机构433设有外径带凸筋的辊压轮，通过辊压机构433的翻转使辊压轮与铺设好的地砖上表面相接触，由水平伸缩缸406带动该翻转机构430前后移动以对铺设砖进行辊压作业。辊压轮的外径带凸筋，通过滚动敲打实现砖体压实。

如图6d所示，在两侧的前滑轨支撑板402前端安装有第一激光发射器421，且在两侧的所述侧框架436前端安装有第二激光发射器422；各第一激光发射器421用于向另一侧所述第一激光发射器421正下方地面发射“十”字交叉的第一定位激光421-1，第二激光发射器422用于发射垂直于地面的“十”字交叉的第二定位激光422-1，用于初步定位，翻转机构430向前滑动时会带动第二激光发射器422前移，通过第二定位激光422-1和第一定位激光421-1的重合来确定铺设地砖的定位。其中，第一定位激光421-1和第二定位激光422-1的颜色不同，便于我们判定地面同一侧的第一定位激光421-1和第二定位激光 422-1是否重合。

优选的，两个第一激光发射器421在前滑轨支撑板402上的角度可调，进而可以改变第一定位激光421-1与地面的夹角，以调整两束第一定位激光421-1的间距，以适应不同宽度地砖的定位。

激光的定位机构通过机械动臂来控制铺设机构400时刻保持水平的条件下，并基于激光定位的原理对铺设机构400进行纵向及横向定位，其定位原理为：

由于本实用新型在车架的左右两侧设有两组激光定位装置，均左右对称布置。一组为固定于铺设框架的前端两侧前滑轨支撑板402上的第一激光发射器421，与机械动臂固定相连，作用是用于整车定位，在铺设下一块砖体时，整车两组第一激光发射器421向对侧地面发出十字形的第一定位激光421-1，利用已铺砖体或标线等作为标记大致定位整机位置，保证位置偏差在规定范围内，为前部铺设机构400的调节位置做准备；另一组为固定于翻转机构430的侧框架436上的第二激光发射器422，与侧框架436及翻转机构430同步运动，待整机停止后，在刮平、铺砖、压实环节前，第二激光发射器422发出左右两束垂直于地面的十字形第二定位激光422-1，当同一侧的第二定位激光422-1与第一定位激光 421-1基本重合时，可预判放置位置，只需进行小幅度的位置调节，即可完成铺设位置定位，从而使得铺设的砖块更加整齐。

如图6f所示，放置装置431设有夹持固定架431-1，夹持固定架431-1一侧设置有托板431-4，夹持固定架431-1设有Y向的调节导轨431-2，在调节导轨431-2上设置有与托板同一侧的托架431-5，托架431-5通过微调气缸431-3与夹持固定架相连431-1以调节托架431-5在Y向的位置，可实现铺设机构400放置路地砖时横向微调定位。

在后滑轨支撑板401上安装有若干X向的支撑板407，在支撑板407上设置有辊子。该支撑板407起到砖块中转传递作用，传送机构300将地砖在X方向上向前输送经过支撑板407传递至托板431-4和托架431-5之间。

本实用新型的铺设机构400是集刮平、放置、压实于一体的红外线激光定位铺设系统。铺设路面砖时，铺设机构400在定位机构的指导下，先刮平地面，后放置地砖，再压实地砖。刮平机构432、放置装置431、辊压机构433均与翻转油缸434连接，翻转油缸434 通过翻转油缸支撑板435安装在侧框架436上，由翻转油缸434实现刮平机构432、放置装置431、辊压机构433随翻转油缸434翻转180°以上。

下面参照图5a-5b所示，下面就机械动臂500的结构进行进一步的说明：

在车架11前部左右两侧对称安装有一机械动臂500，两个机械动臂500之间通过连接杆540固定相连，在车架11前部左右两侧固定有竖直导轨501和水平导轨503，在竖直导轨501上安装有上下滑动的垂直滑块支座502，在水平导轨503上安装有水平滑动的水平滑块504；垂直滑块支座502与固定在车架11前部的垂直顶升机构505相连，水平滑块504 与固定在车架11前部的水平推送机构506相连。垂直顶升机构505、水平推送机构506为气缸、液压油缸、电动推杆、螺旋丝杠副的任意一种。

机械动臂500包含有纵向的支腿530以及水平的上臂510和下臂520，上臂510和下臂520的前端均与支腿530铰接连接，上臂510的后端铰接在垂直滑块支座502上，下臂 520与水平滑块504固定连接且下臂520后端通过连杆支撑臂521与上臂510活动连接。如图5b所述，上臂510、下臂520、支腿530和连杆支撑臂521构成了平行四边形结构(如虚线所示)，平行四边形结构的优点在于，借由后侧垂直顶升机构505、水平推送机构506 可以更好的控制前侧的支腿。支腿530底部安装有快拆安装支架531，快拆安装支架531 与支腿530之间连接有一摆动缸532，在快拆安装支架531底部安装有快拆式的第一支撑万向轮533。

如图5c所示，快拆安装支架531设有两个转轴，第一转轴通过销轴531-2安装在支腿 530上，第二转轴531-6和摆动缸532的摆杆铰接连接，摆动缸532带动快拆安装支架531以销轴531-2为轴心转动。

快拆安装支架531设有两块平行布置的三角形板531-1，两个三角形板531-1的三个顶点之间通过连接柱固定连接，第一连接柱与销轴531-2同轴设置，另外两个第二连接柱531-7用于和铺设机构预留的卡口连接，第二转轴531-6设置在其中两个连接柱之间；其中一第二连接柱为光轴531-7，另一第二连接柱为截面呈非圆形的锁紧轴531-3，锁紧轴531-3一端与手柄531-4固定连接，铺设机构的预留的两个卡口分别卡在光轴531-7及锁紧轴531-3上后，并转动手柄531-4使锁紧轴531-3上旋转以卡紧铺设机构，使铺设机构和快拆安装支架531锁紧固定连接。在其中一三角形板的外侧面设置有用于固定手柄531-4的卡扣531-5，用于保持锁紧状态下手柄531-4的固定。

机械动臂500可实现前部安装的铺设机构400的纵向与垂向定位，并为其提供支撑。通过机械动臂500的垂直顶升机构505、水平推送机构506以及摆动缸532的协同作业，可保证前端铺设机构400始终保持水平状态，便于地面刮平、地砖放置、地砖滚压等。

支腿530底部安装有快拆安装支架531，便于和铺设机构400主体框架上的快拆连接板403快拆连接，通过摆动缸532的伸缩，可调节快拆安装支架531的角度，方便与铺设机构400的连接结构快速定位并结合，实现快速安装与拆卸。

在另一些实施例中，我们还可以通过将铺设机构400从机械动臂500上拆下来，换装为其他的机构，例如将用于铺设地砖的铺设机构400替换为用于铺设路缘石的机构，进而满足不同的砖块铺设需求，同时车架上的提升机构100、夹持推送机构200、传送机构300 结构都无需改动，使得本实用新型的扩展性更强。

下面对本实用新型的工作过程进行详细的说明：

首先我们地砖01堆叠在叉车的货叉上，堆叠的地砖01正反面相接触。随后我们放下仓储支架130使其呈水平状态，并驾驶叉车将堆叠好的地砖转移到仓储支架130上，由于所仓储支架130转动连接在纵向提升支架102的底部中央，在仓储支架130两侧形成了供货叉行进的空间，叉车在靠近平板砖块的移动机器人10行驶时，仓储支架130可以伸入货叉的开口中央。叉车行驶就位后卸下地砖并离开。

仓储支架130上设置有辊筒或者皮带的第二传输机构132，由该第二传输机构132将堆叠的地砖01向前输送至提升板103上。提升板103两侧的举升装置120的顶杆向上滑动，顶杆带动通过举升链条122上移进而带动两侧的提升腹板106稳步上移，进而抬升提升板103的高度如图3b所示。

夹持推送机构200的夹持装置220向后滑动至车尾方向，夹板225将最上的一块地砖 01左右两端夹持固定，随后夹持装置220向车头方向移动。夹持装置220在向前滑动过程中，第二滚轮221会滑入下提升轨道213以提升自身高度，使得夹持装置220在带动地砖 01前移的同时略微提升地砖01的高度，避免夹持住的地砖01与提升板103上的地砖01 发生刮擦，从而影响地砖01的美观。

夹持装置220在前移导轨210上滑动至传送机构300上方时，两个夹板225松开，地砖01掉落到传送机构300，并由传送机构300继续将平躺的地砖01向前输送。

车架移动到铺设区域指定位置后，通过定位机构320来定位所述铺设机构400的位置，翻转油缸434带动翻转机构430整体翻转，使得刮平机构432的锯齿刮板与地面倾斜接触，随后由水平伸缩缸406带动翻转机构430在设框架上整体前后移动以刮平地面，如图6g所示。

地面刮平后，传送机构300传送来的地砖经过支撑板407传递到托板431-4和托架431-5之间，使得砖块被放置机构431所夹持。随后翻转油缸434带动翻转机构430整体翻转，使后侧夹持有砖块的放置机构431翻转到前侧并成水平状态，如图6h-6i所示，随后水平伸缩缸406带动翻转机构430回退，将托架431-5从地砖01与地面之间的缝隙中抽出，此时完成将地砖01铺设在地面上。

随后翻转油缸434带动翻转机构430整体翻转，使得辊压机构433的翻转使辊压轮与铺设好的地砖上表面相接触，随后水平伸缩缸406带动翻转机构430来回移动，由辊压轮来回对铺设好的地砖上表面进行辊压作业，如图6j所示。

辊压完成后，水平伸缩缸406带动翻转机构430回退至初始位置，并由翻转油缸434带动翻转机构430翻转至放置机构431与传送机构300相连接的状态(即回到图6e的状态)。随后车体向下一砖块铺设位置移动，通过两套定位机构来提供定位确保铺设的砖块落入指定位置。

机械动臂500用于为铺设机构400提供支撑。平板砖块的移动机器人在非铺设工作状态下，机械动臂500在竖直导轨501向上滑动带动铺设机构400离开地面使其悬空，以起到保护铺设机构400的作用；当平板砖块的移动机器人移动至指定位置后，机械动臂500 下降，并由水平推送机构506带动支腿530水平前后移动，以调节机械动臂500底部的铺设机构400位置。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种铺设地砖的移动机器人，所述地砖为平板路面砖，所述移动机器人设有可移动车架(11)，设车架(11)长度为X方向，宽度为Y方向，其特征在于，在所述车架(11)尾部安装有提升机构(100)、夹持推送机构(200)，在所述车架(11)前部安装有多轴机械动臂(500)，在所述机械动臂(500)上安装有铺设机构(400)，且在所述车架(11)上安装有位于铺设机构(400)和夹持推送机构(200)之间的传送机构(300)；

所述提升机构(100)设有第一传输机构(104)、提升板(103)和举升装置(120)，所述第一传输机构(104)将上下堆叠的若干地砖转移到提升板(103)并由所述举升装置(120)带动所述提升板(103)向上抬升；

所述夹持推送机构(200)包含有前移导轨(210)以及滑动安装在前移导轨(210)上的夹持装置(220)，所述夹持装置(220)将举升至顶后的最上一块地砖夹持住在X方向上向前输送随后松开并平躺放置在传送机构(300)上，由所述传送机构(300)将地砖在X方向上向前输送至铺设机构(400)；

所述铺设机构(400)设有与机械动臂(500)固定连接的铺设框架，在铺设框架上安装有在X方向上前后滑动的翻转机构(430)，翻转机构(430)设有Y向的翻转轴，该翻转机构(430)设有以所述翻转轴为轴心旋转的放置装置(431)，放置装置(431)将传送机构(300)传送来的一块地砖夹持住后，放置装置(431)向前翻转将夹持的地砖铺设在地面上；

在所述铺设框架上以及翻转机构(430)上分别安装有一组定位机构，两组定位机构相配合为地砖铺设提供定位。

2.如权利要求1所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，所述提升机构(100)设有安装在所述车架(11)尾部的纵向提升支架(102)，所述第一传输机构(104)固定安装在纵向提升支架(102)底部，所述提升板(103)在所述纵向提升支架(102)上由所述举升装置(120)驱动在所述第一传输机构(104)竖直方向上做升降运动，所述提升板(103)设有对应所述第一传输机构(104)位置的开口槽使所述提升板(103)可下降至所述第一传输机构(104)上表面以下；

在提升支架后侧底部安装有一仓储支架(130)，所述仓储支架(130)的前端转动连接在所述纵向提升支架(102)的后侧底部，所述仓储支架(130)能够以前端为转动点上下翻转并折叠收纳，所述仓储支架(130)上设置有第二传输机构(132)；

所述仓储支架(130)将上下堆叠的地砖在X方向上向前输送至所述第一传输机构(104)，并由所述第一传输机构(104)继续将地砖向前传送至所述提升板(103)上。

3.如权利要求2所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，在所述纵向提升支架(102)上安装有在Y方向分别位于所述提升板(103)两侧的举升装置(120)，各所述举升装置(120)包括：

举升缸(121)，所述举升缸(121)竖直固定在所述纵向提升支架(102)上；

举升链条(122)，所述举升链条(122)的两端分别与所述提升板(103)以及所述举升缸(121)的顶杆固定连接，或者

所述举升链条(122)的两端分别位于所述举升缸(121)两侧且横跨所述举升缸(121)的顶杆，所述举升链条(122)一端与所述提升板(103)固定连接，另一端固定在所述举升缸(121)一侧的纵向提升支架(102)上。

4.如权利要求3所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，在所述纵向提升支架(102)上设有位于所述提升板(103)两侧的竖直导向槽钢轨道(105)，在各所述竖直导向槽钢轨道(105)上均上下滑动安装有提升腹板(106)，所述举升链条(122)的一端以及所述提升板(103)均与该提升腹板(106)固定连接。

5.如权利要求2所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，所述仓储支架(130)通过自复位翻转支架(131)安装在所述纵向提升支架(102)底部，在所述纵向提升支架(102)底部安装有弹簧支座(135)；

所述自复位翻转支架(131)底部安装有限位钢管(138)和复位弹簧(137)，所述限位钢管(138)依次穿过所述自复位翻转支架(131)背面的两块挡板(136)并与所述弹簧支座(135)转动连接，所述复位弹簧(137)套置在所述两块挡板(136)之间的限位钢管(138)上；

所述仓储支架(130)的横向宽度小于所述纵向提升支架(102)的横向宽度，并且所述仓储支架(130)转动连接在所述纵向提升支架(102)的底部中央。

6.如权利要求1所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，所述前移导轨(210)设置有两根长度为X方向的第一滑轨(211)，在第一滑轨(211)相对侧设置有上轨道(212)，且在第一滑轨(211)上设有位于上轨道(212)下方的下提升轨道(213)，所述下提升轨道(213)设置有前后两个开口朝下的进入口(213-1)，在每个上轨道(212)内安装有前后一对第一滚轮(202)，在所述夹持装置(220)两侧的前后端分别固定有第二滚轮(221)，对应的第一滚轮(202)和第二滚轮(221)之间通过从动杆(230)活动连接，由第一横移推进气缸(240)带动所述第一滚轮(202)在上轨道(212)中向前滑动带动所述夹持装置(220)向前横移，第一滚轮(202)在向前滑动过程中，通过从动杆(230)带动第二滚轮(221)由所述进入口(213-1)进入所述下提升轨道(213)中，以提升夹持装置(220)的高度；

所述夹持装置(220)包含有夹持框架(223)，该夹持框架(223)安装有Y方向的第二滑轨(224)以及多连杆联动机构，在第二滑轨(224)上设有两个可相对滑动的夹板(225)，所述多连杆联动机构由中间的摆杆(226)以及铰接在摆杆(226)两端的两根夹持连杆(227)构成，所述摆杆(226)的中心通过摆杆中心销转动连接在夹持框架(223)上，两个夹持连杆(227)的另一端分别与两个夹板(225)相对面铰接连接；

摆杆(226)的一端与夹持驱动气缸(228)铰接，由夹持驱动气缸(228)带动所述多连杆联动机构驱动两夹板(225)在第二滑轨(224)上做相对或相向滑动以夹持或者松开所述地砖。

7.如权利要求6所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，上轨道(212)内的前后一对第一滚轮(202)均安装在一侧置推板(214)上，所述侧置推板(214)与所述第一横移推进气缸(240)的顶杆固定连接，由所述第一横移推进气缸(240)推动所述侧置推板(214)以带动所述第一滚轮(202)在上轨道(212)内前后滚动。

8.如权利要求1所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，所述传送机构(300)为基于辊筒或者皮带的传输机构。

9.如权利要求1所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，在车架(11)前部左右两侧对称安装有一所述机械动臂(500)，两个机械动臂(500)之间通过连接杆(540)固定相连，在车架(11)前部左右两侧固定有竖直导轨(501)和水平导轨(503)，在竖直导轨(501)上安装有上下滑动的垂直滑块支座(502)，在水平导轨(503)上安装有水平滑动的水平滑块(504)，所述垂直滑块支座(502)与固定在车架(11)前部的垂直顶升机构(505)相连，所述水平滑块(504)与固定在车架(11)前部的水平推送机构(506)相连；

所述机械动臂(500)包含有纵向的支腿(530)以及水平的上臂(510)和下臂(520)，上臂(510)和下臂(520)的前端均与支腿(530)铰接连接，上臂(510)的后端铰接在垂直滑块支座(502)上，下臂(520)与水平滑块(504)固定连接且下臂(520)后端通过连杆支撑臂(521)与上臂(510)活动连接，上臂(510)、下臂(520)及前后两端铰接的支腿(530)、连杆支撑臂(521)构成平行四连杆机构；

支腿(530)底部安装有快拆安装支架(531)，所述快拆安装支架(531)与支腿(530)之间连接有一摆动缸(532)，在所述快拆安装支架(531)底部安装有快拆式的第一支撑万向轮(533)。

10.如权利要求9所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，所述快拆安装支架(531)设有两个转轴，第一转轴通过销轴(531-2)安装在支腿(530)上，第二转轴(531-6)和摆动缸(532)的摆杆铰接连接，摆动缸(532)带动所述快拆安装支架(531)以销轴(531-2)为轴心转动；所述快拆安装支架(531)设有两块平行布置的三角形板(531-1)，两个三角形板(531-1)的三个顶点之间通过连接柱固定连接，第一连接柱与所述销轴(531-2)同轴设置，另外两个第二连接柱用于和所述铺设机构预留的卡口连接，第二转轴(531-6)设置在其中两个连接柱之间；

其中一第二连接柱为光轴(531-7)，另一第二连接柱为截面呈非圆形的锁紧轴(531-3)，锁紧轴(531-3)一端与手柄(531-4)固定连接，快拆安装支架(531)的两个卡口分别卡在第二连接柱上并转动所述手柄使所述铺设机构和所述快拆安装支架(531)锁紧固定连接，在其中一三角形板的外侧面设置有用于固定所述手柄(531-4)的卡扣(531-5)。

11.如权利要求1所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，所述铺设框架由前侧的前滑轨支撑板(402)和后侧的后滑轨支撑板(401)构成，后滑轨支撑板(401)与前滑轨支撑板(402)之间通过快拆连接板(403)固定连接，所述铺设机构(400)通过该快拆连接板(403)可拆卸的安装在机械动臂(500)上，在前滑轨支撑板(402)底部设置有支撑脚(404)以及第二支撑万向轮(405)；

所述翻转机构(430)两侧安装有与所述前滑轨支撑板(402)滑动配合的侧框架(436)，且所述翻转机构(430)在侧框架(436)上可转动，后滑轨支撑板(401)通过水平伸缩缸(406)与侧框架(436)相连。

12.如权利要求11所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，翻转机构(430)上还安装有以所述翻转轴为轴心旋转的刮平机构(432)以及辊压机构(433)，刮平机构(432)、辊压机构(433)以及放置装置(431)围绕所述翻转轴为轴心做同步转动，所述翻转轴为翻转油缸(434)；

所述刮平机构(432)设有锯齿刮板，由刮平机构(432)的翻转使锯齿刮板与地面倾斜接触，水平伸缩缸(406)带动翻转机构(430)前后移动，并由锯齿刮板刮平地面，

辊压机构(433)设有外径带凸筋的辊压轮，由辊压机构(433)的翻转使辊压轮与铺设好的地砖上表面相接触，水平伸缩缸(406)带动翻转机构(430)前后移动，并由辊压轮对铺设好的地砖进行辊压作业。

13.如权利要求11所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，在两侧的所述前滑轨支撑板(402)前端安装有第一激光发射器(421)，且在两侧的所述侧框架(436)前端安装有第二激光发射器(422)；

各第一激光发射器(421)用于向另一侧所述第一激光发射器(421)正下方地面发射“十”字交叉的第一定位激光，第二激光发射器(422)用于发射垂直于地面的“十”字交叉的第二定位激光，通过第二定位激光和第一定位激光的重合来确定地砖的铺设位置；

两个第一激光发射器(421)发出的第一定位激光与地面的夹角可调，以调整两束第一定位激光的间距。

14.如权利要求12所述铺设地砖的移动机器人，其特征在于，放置装置(431)设有夹持固定架(431-1)，夹持固定架(431-1)一侧设置有托板(431-4)，夹持固定架(431-1)设有Y向的调节导轨(431-2)，在调节导轨上设置有与托板同一侧的托架(431-5)，托架(431-5)通过微调气缸(431-3)与夹持固定架相连(431-1)以调节托架(431-5)在Y向的位置；

在后滑轨支撑板(401)上安装有若干X向的支撑板(407)，在支撑板(407)上设置有辊子；

所述传送机构(300)将地砖在X方向上向前输送经过支撑板(407)传递至托板(431-4)和托架(431-5)之间。

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