CN218714798U - 一种瓷砖铺贴机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术领域，公开了一种瓷砖铺贴机器人，包括底座，所述底座上安装有移动装置、瓷砖存放篮和驱动系统，所述驱动系统上设有瓷砖吸附装置；所述驱动系统包括Z轴旋转驱动装置、Z轴升降驱动装置，Y轴平移驱动装置，所述瓷砖吸附装置安装在Y轴平移驱动装置上，所述瓷砖吸附装置包括末端真空吸附组件及用于调整末端真空吸附组件位姿三个自由度的末端驱动机构；本实用新型中的Z轴旋转驱动装置、Z轴升降驱动装置，Y轴平移驱动装置以及带动末端驱动装置构成了三个自由度，足以满足对瓷砖的取拿需求，使瓷砖的铺设效果达到最佳，提高铺设的成功率，减少建材的浪费，节约施工费用。

Description

一种瓷砖铺贴机器人

技术领域

本实用新型涉及一种瓷砖铺贴机器人，属于机器人技术领域。

背景技术

传统的地砖铺设需要大量的前期工作，工人的劳动强度高、工作条件差，再加上随着时代的发展，以及人们的思想观念发生了变化，大量瓷砖铺设工作的劳动力大量流失，综合以上多方面因素，最终导致了市场需求的增加和供应的减少，成为瓷片铺设行业发展的一大难题。

随着近年来机器人技术的快速发展及应用，上述问题有望得到改善，通过设计研发出一款专门用于瓷砖铺设的机器人，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种瓷砖铺贴机器人，能够提高瓷砖的铺设效率，而且能在恶劣的工况下代替人工，有效降低了工人的劳动强度，在确保工人安全的前提下，保证了工作质量；通过合理的动作规范和精细操作，使瓷砖的铺设效果达到最佳，提高了铺设的成功率，减少了建材的浪费，节约了施工费用。

从机器人的控制精度及灵活度入手，该机器人既具有在指定空间能进行瓷砖铺贴功能又能保证瓷砖的铺贴精度；故采用以下技术方案。

一种瓷砖铺贴机器人，包括底座，所述底座上安装有移动装置、瓷砖存放篮和驱动系统，所述驱动系统上设有瓷砖吸附装置；所述驱动系统包括Z轴旋转驱动装置、Z轴升降驱动装置，Y轴平移驱动装置，所述瓷砖吸附装置安装在Y轴平移驱动装置上，所述瓷砖吸附装置包括末端真空吸附组件及用于调整末端真空吸附组件位姿三个自由度的末端驱动机构；Z轴旋转驱动装置用于带动所述Z轴升降驱动装置、Y轴平移驱动装置和末端驱动机构三者一起沿Z轴方向作旋转运动；Z轴向升降驱动装置用于带动所述Y轴平移驱动装置和末端驱动机构二者一起沿Z轴方向作往复升降直线运动；Y轴平移驱动装置用于带动所述末端驱动机构做Y轴向水平往复运动；末端驱动机构用于控制末端真空吸附组件沿X、Y、Z轴方向作旋转运动。

以下是本实用新型对上述技术方案的进一步优化：

所述末端驱动机构的三个自由度由三个间隔安装的电机驱动执行，三个所述电机安装在执行器上，所述末端真空吸附组件包括固接在执行器上且均匀间隔分布的多个真空吸盘。

进一步的:所述Z轴旋转驱动装置包括用于安装所述Z轴升降驱动装置的第一联动架以及带动所述第一联动架沿Z轴方向做直线往复运动的竖直驱动机构；所述Z轴升降驱动装置包括用于安装所述Y轴平移驱动装置的第二联动架以及带动所述第二联动架沿Y轴方向做水平直线往复运动的水平驱动机构。

进一步的:所述Z轴旋转驱动装置包括固接在底座上的第一电机，所述第一电机通过同步带轮与第一联动架传动连接控制其进行旋转。

进一步的:所述Z轴升降驱动装置包括第二电机及由第二电机驱动的第一滚珠丝杠副，第一滚珠丝杠副由相互适配的第一丝杠和第一丝杠螺母组成，第一丝杠螺母安装在第一联动架上，第一丝杠沿Z轴方向安装设置，第一丝杠与第二电机的输出轴传动连接，且第一丝杠穿过所述第一丝杠螺母，第二电机通过第一丝杠、第一丝杠螺母的相对旋转可转化为相对直线运动的特性带动所述第一联动架做升降运动。

进一步的:所述Z轴升降驱动装置还包括Z向导向机构，Z向导向机构包括竖向导轨和与导轨相适配的滑块，竖向导轨安装在安装臂上且竖向导轨位于第一丝杠的两侧，安装在第一联动架上的滑块与安装在安装臂上的导轨相配合，在升降运动的过程中，第一联动架沿导轨竖向上下滑移。

进一步的：所述Y轴平移驱动装置包括第三电机及由第三电机驱动的第二滚珠丝杠副，第三电机安装在第一联动架上，第二滚珠丝杠副由相适配的第二丝杠和第二丝杠螺母组成，第二丝杠螺母连接在第二联动架的一端，第二丝杠沿Y轴方向设置，第二丝杠与第三电机的输出轴传动连接，且第二丝杠穿过所述第二丝杠螺母，第三电机通过第二丝杠、第二丝杠螺母带动所述第二联动架沿Y轴方向作水平往复直线运动。

进一步的：所述Y轴平移驱动装置还包括Y向导向机构，Y向导向机构包括Y向导轨，Y向导轨安装在第一联动架上且Y向导轨位于第二丝杠的两侧，与第三电机同轴相连的丝杠旋转带动与丝杠螺母连接的第二联动架沿Y向导轨作往复直线运动。

综上所述，Z轴旋转驱动装置用于带动所述Z轴升降驱动装置、Y轴平移驱动装置和末端驱动机构三者一起沿Z轴方向作旋转运动；Z轴向升降驱动装置用于带动所述Y轴平移驱动装置和末端驱动机构二者一起沿Z轴方向作往复升降直线运动；Y轴平移驱动装置用于带动所述末端驱动机构做Y轴向水平往复运动；末端驱动机构用于控制末端真空吸附组件沿X、Y、Z轴方向作旋转运动。

第一电机通过同步带轮与第一联动架传动连接控制其进行旋转。

第二电机通过第一丝杠、第一丝杠螺母的相对旋转可转化为相对直线运动的特性带动所述第一联动架做升降运动。

第一联动架通过第一滚珠丝杠副的配合安装在安装臂上，可在安装臂上实现上下升降，另外所述安装臂转动安装在底座上，在Z轴旋转驱动装置的作用下，在底座上转动并带动第一联动架转动，转动至后方瓷砖存放篮处进行瓷砖的取拿。

第三电机同轴相连的丝杠旋转带动与丝杠螺母连接的第二联动架沿Y向导轨作往复直线运动。

本实用新型中的Z轴旋转驱动装置、Z轴升降驱动装置，Y轴平移驱动装置以及带动末端驱动装置构成了三个自由度，足以满足对瓷砖的取拿需求。

所述执行器为“日”字形空心吸盘架，三个电机可以让空心吸盘架在一定程度上摆动，以适应瓷砖的倾斜角度，确保真空吸盘均能够于瓷砖接触，将瓷砖牢固的吸起，真空吸盘可满足瓷砖吸附的可靠性要求，在该机构的配合下可使瓷砖铺贴机器人在瓷砖铺贴的不同位姿的要求下安全高效的完成瓷砖的铺贴工作。

底座在移动的过程中，刮板会将这些涂料刮平，使其均匀的铺满在地面上，然后将瓷砖放在已经布满涂料的地面上，进行铺贴即可。

待铺贴的瓷砖均码放在瓷砖存放篮内，通过末端驱动机构的取拿，逐一将瓷砖贴在地面上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型内部结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2的侧视图。

具体实施方式

为方便描述，将所述底座1的长度方向定义为X轴方向，将底座1的高度方向定义为Z轴方向，将与X轴、Z轴所配合形成的平面的正交方向定义为Y轴方向。

参照附图，一种瓷砖铺贴机器人，包括底座1，所述底座1上安装有移动装置、瓷砖存放篮2和驱动系统4，所述驱动系统4上设有瓷砖吸附装置3。

所述驱动系统4包括Z轴旋转驱动装置、Z轴升降驱动装置，Y轴平移驱动装置，所述瓷砖吸附装置3安装在Y轴平移驱动装置上，所述瓷砖吸附装置3包括末端真空吸附组件及用于调整末端真空吸附组件位姿三个自由度的末端驱动机构。

Z轴旋转驱动装置用于带动所述Z轴升降驱动装置、Y轴平移驱动装置和末端驱动机构三者一起沿Z轴方向作旋转运动；Z轴向升降驱动装置用于带动所述Y轴平移驱动装置和末端驱动机构二者一起沿Z轴方向作往复升降直线运动；Y轴平移驱动装置用于带动所述末端驱动机构做Y轴向水平往复运动；末端驱动机构用于控制末端真空吸附组件沿X、Y、Z轴方向作旋转运动。

所述Z轴旋转驱动装置包括用于安装所述Z轴升降驱动装置的第一联动架5以及带动所述第一联动架5沿Z轴方向做直线往复运动的竖直驱动机构6；所述Z轴升降驱动装置包括用于安装所述Y轴平移驱动装置的第二联动架7以及带动所述第二联动架7沿Y轴方向做水平直线往复运动的水平驱动机构。

所述Z轴旋转驱动装置包括固接在底座1上的第一电机9，所述第一电机9通过同步带轮10与第一联动架5传动连接控制其进行旋转，具体的，所述Z轴旋转驱动装置包括第一电机9、小带轮、同步带、大带轮、轴承和大带轮轴。

上述第一电机9、小带轮、同步带、大带轮、轴承和大带轮轴相配合的方式，为常规传动方式，对此不进行赘述，需要说明的是，所述Z轴旋转驱动装置并不仅仅局限于所述的第一电机9、小带轮、同步带、大带轮、轴承和大带轮轴的组合的传动方式，还可以采用其他方式，例如，采用电机与齿轮、齿条相配合的形式，又可以采用伺服电机直接驱动第一联动架5的方式，总之只要能够满足带动所述第一联动架5沿Z轴轴方向旋转即可。

所述Z轴升降驱动装置包括第二电机11及由第二电机11驱动的第一滚珠丝杠副12，第一滚珠丝杠副12由相互适配的第一丝杠和第一丝杠螺母组成，第一丝杠螺母安装在第一联动架5上，第一丝杠沿Z轴方向安装设置，第一丝杠与第二电机11的输出轴传动连接，且第一丝杠穿过所述第一丝杠螺母，第二电机11通过第一丝杠、第一丝杠螺母的相对旋转可转化为相对直线运动的特性带动所述第一联动架5做升降运动。

所述Z轴升降驱动装置安装在竖直的安装臂13上，所述第一联动架5通过第一滚珠丝杠副12的配合安装在安装臂13上，可在安装臂13上实现上下升降，另外所述安装臂13转动安装在底座1上，在Z轴旋转驱动装置的作用下，在底座1上转动并带动第一联动架5转动，转动至后方瓷砖存放篮2处进行瓷砖的取拿。

需要说明的是，所述Z轴升降驱动装置并不仅仅局限于所述的第二电机11与第一滚珠丝杠副12相配合的结构形式，还可以采用其他结构组合方式，例如，采用电机与齿轮、齿条相配合的形式，又可以采用液压缸或气缸直接驱动第一联动架5的方式，又可以采用微型直线电机驱动第一联动架5沿Z轴方向移动的方式，总之只要能够满足带动所述第一联动架5沿Z轴方向平移即可。

所述Z轴升降驱动装置还包括Z向导向机构，Z向导向机构包括竖向导轨和与导轨相适配的滑块，竖向导轨安装在安装臂13上且竖向导轨位于第一丝杠的两侧，安装在第一联动架5上的滑块与安装在安装臂13上的导轨相配合，在升降运动的过程中，第一联动架5沿导轨竖向上下滑移。

所述Y轴平移驱动装置包括第三电机14及由第三电机14驱动的第二滚珠丝杠副15，第三电机14安装在第一联动架5上，第二滚珠丝杠副15由相适配的第二丝杠和第二丝杠螺母组成，第二丝杠螺母连接在第二联动架7的一端，第二丝杠沿Y轴方向设置，第二丝杠与第三电机14的输出轴传动连接，且第二丝杠穿过所述第二丝杠螺母，第三电机14通过第二丝杠、第二丝杠螺母带动所述第二联动架7沿Y轴方向作水平往复直线运动。

需要说明的是，所述Y轴平移驱动装置并不仅仅局限于所述的第三电机14与第二滚珠丝杠副15相配合的结构形式，还可以采用其他结构组合方式，例如，采用电机与齿轮、齿条相配合的形式，又可以采用液压缸或气缸直接驱动第二联动架7的方式，又可以采用微型直线电机驱动第二联动架7沿Y轴方向平移的方式，总之只要能够满足带动所述第二联动架7沿Y轴方向平移即可。

所述Y轴平移驱动装置还包括Y向导向机构，Y向导向机构包括Y向导轨，Y向导轨安装在第二联动架7上且Y向导轨位于第二丝杠的两侧，与第三电机14同轴相连的丝杠旋转带动与丝杠螺母连接的第二联动架7沿Y向导轨作往复直线运动。

本实用新型中的Z轴旋转驱动装置、Z轴升降驱动装置，Y轴平移驱动装置以及带动末端驱动装置构成了三个自由度，足以满足对瓷砖的取拿需求。

所述末端驱动机构的三个自由度由三个间隔安装的电机驱动执行，三个所述电机安装在执行器上，所述末端真空吸附组件包括固接在执行器上且均匀间隔分布的多个真空吸盘16。

所述末端驱动机构固接在第二联动架7上。

所述执行器为“日”字形空心吸盘架8，三个电机可以让空心吸盘架8在一定程度上摆动，以适应瓷砖的倾斜角度，确保真空吸盘16均能够于瓷砖接触，将瓷砖牢固的吸起，真空吸盘16可满足瓷砖吸附的可靠性要求，在该机构的配合下可使瓷砖铺贴机器人在瓷砖铺贴的不同位姿的要求下安全高效的完成瓷砖的铺贴工作。

所述底座1上还设有用于储存涂料的存料仓17，存料仓17上竖直向下开设有涂料输送嘴18，所述涂料输送嘴18上安装有刮板19，涂料通过涂料输送嘴18涂抹至地面上后，底座1在移动的过程中，刮板19会将这些涂料刮平，使其均匀的铺满在地面上，然后将瓷砖放在已经布满涂料的地面上，进行铺贴即可。

所述底座1上还设有用于存放瓷砖的瓷砖存放篮2，待铺贴的瓷砖均码放在瓷砖存放篮2内，通过末端驱动机构的取拿，逐一将瓷砖贴在地面上。

需要说明的是，所述真空吸盘16为现有技术，本实施例中未对其作出改进，因此不再进行进一步限定和过多赘述。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰，所有这些变化均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种瓷砖铺贴机器人，包括底座，其特征在于：所述底座上安装有移动装置、瓷砖存放篮和驱动系统，所述驱动系统上设有瓷砖吸附装置；

所述驱动系统包括Z轴旋转驱动装置、Z轴升降驱动装置，Y轴平移驱动装置，所述瓷砖吸附装置安装在Y轴平移驱动装置上，所述瓷砖吸附装置包括末端真空吸附组件及用于调整末端真空吸附组件位姿三个自由度的末端驱动机构；

Z轴旋转驱动装置用于带动所述Z轴升降驱动装置、Y轴平移驱动装置和末端驱动机构三者一起沿Z轴方向作旋转运动；Z轴向升降驱动装置用于带动所述Y轴平移驱动装置和末端驱动机构二者一起沿Z轴方向作往复升降直线运动；Y轴平移驱动装置用于带动所述末端驱动机构做Y轴向水平往复运动；末端驱动机构用于控制末端真空吸附组件沿X、Y、Z轴方向作旋转运动。

2.如权利要求1所述的一种瓷砖铺贴机器人，其特征在于:所述末端驱动机构的三个自由度由三个间隔安装的电机驱动执行，三个所述电机安装在执行器上，所述末端真空吸附组件包括固接在执行器上且均匀间隔分布的多个真空吸盘。

3.如权利要求1所述的一种瓷砖铺贴机器人，其特征在于:所述Z轴旋转驱动装置包括用于安装所述Z轴升降驱动装置的第一联动架以及带动所述第一联动架沿Z轴方向做直线往复运动的竖直驱动机构；所述Z轴升降驱动装置包括用于安装所述Y轴平移驱动装置的第二联动架以及带动所述第二联动架沿Y轴方向做水平直线往复运动的水平驱动机构。

4.如权利要求3所述的一种瓷砖铺贴机器人，其特征在于:所述Z轴旋转驱动装置包括固接在底座上的第一电机，所述第一电机通过同步带轮与第一联动架传动连接控制其进行旋转。

5.如权利要求3所述的一种瓷砖铺贴机器人，其特征在于:所述Z轴升降驱动装置包括第二电机及由第二电机驱动的第一滚珠丝杠副，第一滚珠丝杠副由相互适配的第一丝杠和第一丝杠螺母组成，第一丝杠螺母安装在第一联动架上，第一丝杠沿Z轴方向安装设置，第一丝杠与第二电机的输出轴传动连接，且第一丝杠穿过所述第一丝杠螺母，第二电机通过第一丝杠、第一丝杠螺母的相对旋转可转化为相对直线运动的特性带动所述第一联动架做升降运动。

6.如权利要求5所述的一种瓷砖铺贴机器人，其特征在于:所述Z轴升降驱动装置还包括Z向导向机构，Z向导向机构包括竖向导轨和与导轨相适配的滑块，竖向导轨安装在安装臂上且竖向导轨位于第一丝杠的两侧，安装在第一联动架上的滑块与安装在安装臂上的导轨相配合，在升降运动的过程中，第一联动架沿导轨竖向上下滑移。

7.如权利要求3所述的一种瓷砖铺贴机器人，其特征在于：所述Y轴平移驱动装置包括第三电机及由第三电机驱动的第二滚珠丝杠副，第三电机安装在第一联动架上，第二滚珠丝杠副由相适配的第二丝杠和第二丝杠螺母组成，第二丝杠螺母连接在第二联动架的一端，第二丝杠沿Y轴方向设置，第二丝杠与第三电机的输出轴传动连接，且第二丝杠穿过所述第二丝杠螺母，第三电机通过第二丝杠、第二丝杠螺母带动所述第二联动架沿Y轴方向作水平往复直线运动。

8.如权利要求7所述的一种瓷砖铺贴机器人，其特征在于：所述Y轴平移驱动装置还包括Y向导向机构，Y向导向机构包括Y向导轨，Y向导轨安装在第一联动架上且Y向导轨位于第二丝杠的两侧，与第三电机同轴相连的丝杠旋转带动与丝杠螺母连接的第二联动架沿Y向导轨作往复直线运动。

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