一种挡墙施工机器人的制作方法

1.本实用新型属于工程机械领域，具体涉及一种挡墙施工机器人。


背景技术：

2.挡墙是公路建设中常用的构造物。为了交通和邻近建筑物的安全，在经常发生泥石流或山体不稳定，遇刮风、下雨、融雪等有落石及滑坡的地区，需要对山体进行稳定加固或建设能阻碍落石及滑坡的挡土墙。挡土墙通过自身的重力或借助部分土体的重力，共同对不能维持自身稳定的土体进行加固，以保持路基的稳定，确保公路运输的安全、畅通。
3.挡土墙通常用干净湿润的砌块砌筑而成，人工砌筑时，先铺底浆，再放石块(先将石块的尖锐部分敲去)，经左右轻轻揉动几下后，再轻击石块，使灰缝砂浆被压实。在已砌筑好的石块侧面安砌时，在相邻侧面先抹砂浆，后砌石，并向下及侧面用力挤压砂浆，使灰缝挤实，砌体被贴紧。以分段分层进行为原则。较长的砌体除分层外，还要分段砌筑，两相邻段的砌筑高差不应超过1.2m，分段处设置在沉降缝或伸缩缝的位置。分层砌筑时，先角石，后边石或面石，最后才填腹石。角石安放好后，从两边至中心进行，然后由边向中。
4.在现有技术中，多数挡墙采用人工施工的方式筑成，并没有较好的机械装置去取代人工。虽然人工施工可基本完成这一工作，但整体而言，人工施工存在工作量大、成本高、投入大、效率低、危险系数大、施工效果不均、不确定性多等诸多因素的影响。
5.与现有相关专利对比
6.中国专利cn201811243771.8通过料斗将物料从地面运送至hub仓，hub仓通过伸缩滑梯将物料运送至所需位置后，伸缩工作臂带动侧夹板对物料进行夹实和夯实，完成挡墙的修砌。该专利上料系统实现难度大，作业范围受限，对作业环境要求苛刻。该专利无法实现当前技术下的挡墙施工要求。
7.中国专利cn202022076879.1通过双轴电机驱动第一转轴上的锥齿轮转动，带动与第二锥齿轮相连的第二转轴和另一端的第三锥齿轮，从而使第二转轴通过螺纹柱带动螺纹帽侧面的工作台进行移动，完成砌筑工作。该专利虽然基本可完成墙体砌筑工作，但是砌块是相对规格的砌块。而挡墙施工会涉及到质量较大的筑块和复杂的工作环境，对机械装置的工作载荷和工作台的适应性需求较高，该专利无法适应挡墙施工的需求。
8.中国专利cn202011240496.1通过上料系统对砌筑基材进行筛选，并送入送料系统，送料系统将砌筑基材送入落料施工系统进行水泥砂浆浇注，浇注夯实后通过落料施工系统送入施工面完成挡墙施工。本利结构单一、实用性低、实现可能性小，且不能用于下挡墙施工。该专利也无法适应当前技术下的挡墙施工要求。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种挡墙施工机器人，以解决在路基挡墙施工过程中，人工施工工作量大、成本高、投入大、效率低、危险系数大、施工效果不均问题。
10.为了达到上述目的，本实用新型包括履带底盘，履带底盘上设置有横梁系统，横梁系统上设置有运送系统，横梁系统末端设置有桁架系统，横梁系统与桁架系统间设置有立柱系统，桁架系统上设置有水泥浇筑系统，水泥浇筑系统的末端设置有夯实装置；
11.水泥浇筑系统用于在预设位置进行水泥浇筑工作；
12.夯实装置用于对砌块进行振动夯实。
13.履带底盘包括驾驶室，驾驶室旁设置有控制柜，驾驶室底部设置有液压支撑调平装置和履带行走机构，驾驶室后部设置有回转平台，回转平台连接横梁系统，液压支撑调平装置和履带行走机构连接动力源。
14.运送系统包括送料装置和转料系统；
15.送料装置设置于横梁支架中，送料装置连接送料电机；
16.转料系统设置于立柱支架中，转料系统连接卷扬机。
17.横梁支架上设置有水平送料导向槽，送料装置上设置有水平送料导向轮，水平送料导向轮置于水平送料导向槽内。
18.立柱系统包括立柱支架，立柱支架上设置有竖直送料导向槽，转料系统的两端设置有竖直送料导向轮，竖直送料导向轮置于竖直送料导向槽内。
19.转料系统通过横梁-立柱连接装置与送料装置连接，转料系统与送料装置间设置旋转机构。
20.旋转机构采用液压旋转支撑装置，液压旋转支撑装置连接驱动电机。
21.桁架系统包括桁架支架，桁架支架上设置有桁架导向支撑装置，桁架支架连接桁架支架连接装置，桁架导向支撑装置上设置有用于与转料系统接触的导向滚轮，立柱系统顶部设置有绳索装置，绳索装置通过钢丝绳连接桁架导向支撑装置，绳索装置连接桁架伸缩电机，桁架导向支撑装置与桁架支架连接装置间设置有辅助支撑装置，桁架支架上设置有桁架横梁移动装置，桁架横梁移动装置上设置有工作臂组件和取料装置。
22.取料装置包括取料机构和取料驱动装置，取料驱动装置驱动使取料机构将砌块从转料系统取至取料机构上。
23.工作臂组件包括工作夹爪、推料机构和推料驱动装置，推料驱动装置驱动-推料机构将取料机构上的砌块推至工作夹爪上。
24.与现有技术相比，本实用新型通过履带底盘驱动移动，通过横梁系统上的运送系统对物料进行输送，在横梁系统与桁架系统间设置有立柱系统，实现在水平和竖直上的移动调整。本实用新型的结构简单容易安装，结构紧凑，实用性强，能充分发挥挡墙砌筑施工的优势。
25.进一步的，本实用新型利用回转平台调整作业角度，可进行多方位、多角度的施工，机器人履带底盘可以适应多种复杂地形且容易移动，整体设计对工作环境适应性强。
26.进一步的，转料系统与送料装置间设置旋转机构，能够实现立臂折叠，提高了运载过程中的可行性和可靠度。
27.进一步的，本实用新型设置有工作夹爪，通过对工作夹爪的旋转姿态的控制，实现了对石块的调整。
附图说明
28.图1是本实用新型整机结构示意图。
29.图2是本实用新型履带底盘结构示意图。
30.图3是本实用新型支撑系统和送料装置结构示意图。
31.图4是本实用新型桁架系统。
32.其中：1-履带底盘，2-运送系统，3-横梁系统，4-桁架系统，5-水泥浇筑系统，6-夯实装置， 7-液压支撑调平装置，8-控制柜，9-驾驶室，10-履带行走机构，11-回转平台，12-动力源，13
‑ꢀ
卷扬机，14-横梁支架，15-驱动电机，16-水平移动装置，17-横梁移动导轨，18-送料装置，19
‑ꢀ
液压旋转支撑装置，20-横梁-立柱连接装置，21-桁架伸缩电机，22-绳索装置，23-竖直送料导向槽，24-竖直送料导向轮，25-转料系统，26-立柱底座，27-水平送料导向轮，28-水平送料导向槽，29-立柱支架，30-水平送料电机，31-桁架导向支撑装置，32.-桁架支架，33-辅助支撑装置，34-桁架支架连接装置，35-桁架横梁移动装置，36-工作臂组件，37-工作夹爪，38-推料机构，39-推料驱动装置，40-砌块，41-取料机构，42-取料驱动装置，43-托料机构，44-托料驱动装置，45-立柱系统。
具体实施方式
33.下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
34.参见图1，本实用新型包括履带底盘1，履带底盘1上设置有横梁系统3，横梁系统3上设置有运送系统2，横梁系统3末端设置有桁架系统4，横梁系统3与桁架系统4间设置有立柱系统45，桁架系统4上设置有水泥浇筑系统5，水泥浇筑系统5的末端设置有夯实装置6；水泥浇筑系统5用于在预设位置进行水泥浇筑工作；夯实装置6用于对砌块40进行振动夯实。
35.参见图2，履带底盘1包括驾驶室9，驾驶室9旁设置有控制柜8，驾驶室9底部设置有液压支撑调平装置7和履带行走机构10，驾驶室9后部设置有回转平台11，回转平台11连接横梁系统3，液压支撑调平装置7和履带行走机构10连接动力源12。液压支撑调平装置7满足设备施工时候整机的水平度以及整车的稳定性；控制柜8是机车的控制系统(包含液压控制系统和弱电控制系统)；驾驶室9为操作者提供可供操作的工位(包含人机界面、手动操作手柄及按钮等)。履带行走机构10满足设备行走的功能；回转平台11可使与其连接的装置旋转以适应不同的作业环境和运输环境。动力源12为设备提供电源。
36.参见图3，送料装置2包括送料装置18和转料系统25；送料装置18设置于横梁支架14 中，送料装置18连接送料电机30；转料系统25设置于立柱支架29中，转料系统25连接卷扬机13。横梁支架14上设置有水平送料导向槽28，送料装置28的上设置有水平送料导向轮 27，水平送料导向轮27置于水平送料导向槽28内。立柱系统45包括立柱支架29，立柱支架 29上设置有竖直送料导向槽23，转料系统25的两端设置有竖直送料导向轮24，竖直送料导向轮24置于竖直送料导向槽23内。转料系统25通过横梁-立柱连接装置20与送料装置18连接，转料系统25与送料装置28间设置旋转机构。水平移动装置16与水平移动导轨17相连并在驱动电机15工作下移动进而实现支撑系统3和桁架系统4的移动，且水平移动装置16与回转平台11相连，回转平台11工作使支撑系统3和桁架系统4的旋转进而实现设备适应不同的作业环境和运输环境。液压旋转支撑装置19上设有滚轮，在驱动电机15的驱动下可将立柱支架29升起离开地面，便于施工调平和运输。
37.优选的，旋转机构包括有液压旋转支撑装置19，液压旋转支撑装置19连接驱动电机15。
38.参见图4，桁架系统4包括桁架支架32，桁架支架32上设置有桁架导向支撑装置31，桁架支架32连接桁架支架连接装置34，桁架导向支撑装置31上设置有用于与转料系统25接触的导向滚轮，立柱系统45顶部设置有绳索装置22，绳索装置22通过钢丝绳连接桁架导向支撑装置31，绳索装置22连接桁架伸缩电机21，桁架导向支撑装置31与桁架支架连接装置34 间设置有辅助支撑装置33，桁架支架32上设置有桁架横梁移动装置35，桁架横梁移动装置上设置有工作臂组件36和取料装置。取料装置包括取料机构41和取料驱动装置42，取料驱动装置42驱动使取料机构41将砌块40从转料系统25取至取料机构41上。工作臂组件36包括工作夹爪37、推料机构38和推料驱动装置39，推料驱动装置39驱动-推料机构38将取料机构41上的砌块40推至工作夹爪37上。托料机构43是在推料机构38工作时由托料驱动装置44带动托料机构43正向旋转完成托料工作。由托料驱动装置44工作使托料机构43反向旋转完成避让工作使工作夹爪37顺利完成落料砌筑工艺。
39.使用时，本实用新型通过履带行走机构10进入施工工地，回转平台11工作调整桁架系统 4进入施工区，立柱底座26调整立柱支架29使桁架系统4水平。水泥浇筑系统5浇筑待砌区使待砌区均匀铺设水泥砂浆，进而使设备具备施工条件。
40.送料装置18通过水平送料电机30将送料装置18里的砌块40送至转料系统25处，转料系统25通过卷扬机13将转料系统25里的砌块40送至桁架系统4处。取料驱动装置42使取料机构41将砌块40取至取料驱动装置42上。由推料驱动装置39工作将砌块40推至工作夹爪37。由工作夹爪37完成砌块40的姿态调整和砌筑，夯实装置6工作将刚砌筑的砌块40振动夯实。以此类推完成整个待砌区的挡墙施工。完整待砌区后，卷扬机13将立柱支架29提升离开地面，液压旋转支撑装置19收回，履带行走机构10工作使设备进入下一个待砌区。卷扬机13工作将立柱支架29下放至立柱底座26接触地面重复上述动作。
41.待完成整段挡墙施工后桁架伸缩电机21工作通过绳索装置22将桁架系统4提升至一定高度，重复上述动作就可完成整个挡墙的施工。