一种可砌室内墙顶的机械爪的制作方法

本实用新型属于建筑机械技术领域，具体涉及一种可砌室内墙顶的机械爪。

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，劳动强度大、工作环境恶劣。随着科技的进步，逐渐出现了一些自动砌墙机来代替人工的砌筑工作，但是现有的自动砌墙机在实际施工中存在很大的局限性，比如需要墙体上方有足够大的空间，无法对室内靠近墙顶位置处进行砌筑。

技术实现要素：

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可砌室内墙顶的机械爪。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种可砌室内墙顶的机械爪，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；所述砂浆敷设头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。

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。

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，所述安装板上还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。

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可砌室内墙顶的机械爪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。

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体抓持机构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中基本夹持单元的结构示意图；

图4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。

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1～4所示，本实用新型实施例提供了一种可砌室内墙顶的机械爪，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；砂浆敷设头403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。

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。

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可砌室内墙顶的机械爪的基本工作原理如下，为了便于理解，本实用新型实施例以设置了三个所述基本夹持单元的可砌室内墙顶的机械爪为例进行详细阐述：

首先，根据墙体的位置确定所述砌墙机械爪的运行路线，以及运行路线上各原材料的相关位置。

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。然后将各原材料放置于轨道的远离待砌墙体一侧。

然后，在开始砌筑墙体时，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墙体横向砂浆。

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：

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。

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，在砌筑非整长砌块时，仅使用左侧或右侧基本夹持单元夹取砌块，其余基本夹持单元并不夹取砌块。

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。

假设砌块夹持后，相邻砌块间距为2cm。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，同时控制上述被夹持砌块向相反方向旋转90度，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，平动传动杆继续向右运动，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传动杆向右移动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。在砌筑墙体最左侧或右侧非整长砌块时，仅使用最左侧或最右侧基本夹持单元夹取砌块，其余基本夹持单元并不夹取砌块，其余各部件的运动与砌筑整长砌块时工作方式完全一致。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上设置有纵向拉持滑块341，纵向拉持滑块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与纵向拉持滑块341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带动纵向拉持滑块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，与纵向拉持滑块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可砌室内墙顶的机械爪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。