[發明專利]壘墻機器人系統及壘墻方法

有效

• 申請號: 201811056232.3
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109113359B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 馬宗利;丁昭;馬慶營;呂榮基;王建明
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E04G21/22
• 分類號: E04G21/22
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種壘墻機器人系統，其特征在于，包括注漿機器人、砌磚機器人和備用導航車；

所述的注漿機器人，包括自動導引運輸車I、升降平臺I、注漿機本體、泥漿桶、出漿口；所述的升降平臺I設置在所述的自動導引運輸車I上，所述的注漿機本體設置在升降平臺I上，注漿機本體的輸入端連接泥漿桶，輸出端設置出漿口；

所述的砌磚機器人，包括自動導引運輸車II、升降平臺II、托盤、砌磚機械臂、真空吸盤；所述的升降平臺II設置在所述的自動導引運輸車II上，所述的砌磚機械臂和托盤設置在升降平臺II上，在所述的砌磚機械臂的工作端設置真空吸盤，所述的真空吸盤用于吸附放置在托盤上的磚；

所述的備用導航車，其連接在砌磚機器人的前端，在所述的砌磚機器人的自動導引運輸車II出現故障時，進行導航；

所述的備用導航車包括導航車底座、卷繩步進電機、主軸、雙聯卷盤和兩根導航繩；

所述的卷繩步進電機與導航車底座固定連接；卷繩步進電機通過傳動機構驅動一個軸線與備用導航車運動方向垂直的主軸轉動，所述的主軸兩端通過軸承支撐在導航車底座上；

所述的主軸中間段為外花鍵，所述的雙聯卷盤的內孔為內花鍵，兩者間隙配合，可相對左右滑移；所述的雙聯卷盤分為左卷繩盤和右卷繩盤；主軸外花鍵的兩端為螺紋，左定位螺母、右定位螺母均與其組成螺旋副，兩螺母分別通過套筒、從左右兩邊抵住雙聯卷盤；所述的兩根導航繩一端掛在砌磚機器人上，另一端纏繞于所述的雙聯卷盤上；

所述的傳動機構包括大齒輪和小齒輪，卷繩步進電機的輸出軸上固定所述的小齒輪，所述的小齒輪與大齒輪相嚙合，大齒輪通過鍵與主軸固定。

2.如權利要求1所述的一種壘墻機器人系統，其特征在于，所述的左卷繩盤和右卷繩盤的深槽寬度與導航繩的直徑相同，確保卷繩時導航繩在槽內不偏移；兩個卷繩盤深槽中心線的間距，與砌磚機器人兩拖鉤的間距相同，即兩根導航繩相互平行。

3.如權利要求1所述的一種壘墻機器人系統，其特征在于，所述的真空吸盤包括多個，多個真空吸盤位于同一條直線上。

4.如權利要求1所述的一種壘墻機器人系統，其特征在于，在所述的注漿機器人、砌磚機器人和備用導航車運動的線路上預先鋪設有導航磁條，所述的導航磁條與壘墻線平行。

5.利用權利要求1-4任一所述的壘墻機器人系統進行壘墻的方法，其特征在于，具體如下：

將導航磁條預先鋪設在地面上，與壘墻線平行；

將升降平臺I、升降平臺II根據壘墻高度升降到合適的高度；自動導引運輸車I先沿著導航磁條直線行駛；注漿機本體在直線前進的同時，將水泥漿通過出漿口將水泥漿均勻、準確地鋪在墻的上表面；

然后，自動導引運輸車II也沿導航磁條直線行駛；磚被提前碼放在托盤上，排放成n×m矩陣，且磚與磚的距離為砌墻時所需要的距離；砌磚機械臂的n個真空吸盤同時吸取n塊磚，然后砌磚機械臂將n塊磚一次性同時壘放在墻上；

不斷的按照上面的方式運行，直到壘完整個墻壁。

6.如權利要求5所述的壘墻的方法，其特征在于，具體如下：

當砌磚機器人無法沿導航磁條進行直線行駛時，可通過備用導航車進行導航；備用導航車開始工作之前，將備用導航車放置在砌磚機器人前方，調節導航車的位置，將兩根導航繩拉直，使備用導航車的中心線盡量與壘墻線平行；然后松開左定位螺母和右定位螺母，左右滑動雙聯卷盤使導航繩與壘墻線嚴格平行；然后鎖緊左、右定位螺母，使套筒頂緊雙聯卷盤，限制其軸向滑移；最后啟動卷繩步進電機，其輸出軸通過傳動機構帶動主軸旋轉，主軸通過花鍵帶動雙聯卷盤轉動，從而左右卷繩盤同時卷繩，拖動砌磚機器人直線前進且與壘墻線平行；

當雙聯卷盤卷滿繩后，停止卷繩，備用導航車沿直線往前行駛，此時卷繩盤放繩，將兩根導航繩再次拉直；備用導航車為間歇行駛，每次行走后的停留時間為一段時間，根據壘墻需要可調整停留時間。