一种瓷砖铺贴设备及瓷砖铺贴机器人的制作方法

本发明涉及建筑施工设备技术领域，尤其涉及一种瓷砖铺贴设备及瓷砖铺贴机器人。

背景技术：

建筑行业的作业环境复杂，劳动强度大，亟需实现作业自动化。其中，瓷砖铺贴是整体作业工序中出现频率较高且劳动强度较大的工种，将瓷砖铺贴工序实现自动化很有必要。虽然已经出现了少量将瓷砖铺贴于墙面或地面的执行机构，但当前瓷砖铺贴智能化技术在建筑行业中的应用还并不成熟和普遍，仍需通过人工给执行机构提供瓷砖，对于施工现场成堆的瓷砖搬运也仍然依靠人工完成，而且单人单次搬运的瓷砖数量也十分有限，长时间处于搬运作业的施工人员容易产生疲惫而引发施工事故。

基于上述情况，我们有必要设计一种新的瓷砖铺贴设备。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于：提供一种瓷砖铺贴设备，实现瓷砖供料自动化，降低工作劳动强度。

本发明的另一个目的在于：提供一种瓷砖铺贴机器人，实现瓷砖供料自动化，降低工作劳动强度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，公开一种瓷砖铺贴设备，包括：

机架；

料仓输送装置，安装在所述机架上，用于将位于所述瓷砖铺贴设备外部的容纳瓷砖的料仓转移至所述机架上；

涂胶装置，安装于所述机架上，用于对所述瓷砖进行涂胶；

铺贴装置，安装于所述机架上，用于将已涂胶的所述瓷砖铺贴在目标建筑面上。

具体地，通过设置所述料仓输送装置，能够自动将外部的存储有瓷砖的所述料仓抓取至该瓷砖铺贴设备上，实现持续自动化供料，一方面保证铺贴作业高效持续进行，提高整体铺贴效率，另一方面能够避免人工上砖，降低工人的劳动强度，提高工人的施工安全性，再一方面，单次动作实现批量上料，提高上料效率。

作为一种优选的技术方案，所述料仓输送装置包括：

底托机构，用于插入所述料仓的下方并承载所述料仓；

移动机构，一端安装于所述机架，另一端连接所述底托机构，用于驱动所述底托机构平移和升降。

具体地，通过将所述底托机构安装于所述移动机构，使所述底托机构能够从地面将所述料仓向上提升并水平回收至所述机架内，以便涂胶装置进行作业。

作为一种优选的技术方案，所述底托机构包括两根插杆，所述插杆安装于所述移动机构，所述插杆的上表面设置有下沉槽，所述料仓的主梁固定于所述下沉槽。

具体地，通过设置所述下沉槽，能够有效固定所述料仓，避免料仓在输送过程中滑移或跌落，提高工作过程的可靠性。

优选的，所述料仓包括两根相互平行的主梁，每根主梁的两端分别设置一根立柱，两根所述主梁之间设置有至少两根侧梁，瓷砖容纳于四根所述立柱之间并放置在所述主梁与侧梁上，且瓷砖的光面朝下。

优选的，所述插杆上设置有两个所述下沉槽，所述料仓的两个主梁的距离与同一所述插杆上的两个所述下沉槽的距离相等。

作为一种优选的技术方案，两根所述插杆与所述移动机构滑动连接，两根所述插杆可相对靠近或远离，每个所述下沉槽内设置有滚轮，所述料仓的主梁与所述滚轮抵接。

具体地，通过设置两根可调间距的所述插杆，在所述料仓的所述主梁固定于所述下沉槽后，两根所述插杆能够背离移动并抵接于所述料仓的侧梁或立柱，一方面能够使所述插杆在距离更大的两端承载所述料仓，提高承载稳定性，同时所述插杆抵接所述侧梁或立柱能够实现对所述料仓的顶紧固定，进一步提高承载所述料仓的稳定性；另一方面能够使插杆满足不同的规格的料仓的使用要求，提高通用性；再一方面，在两根所述插杆距离较小的状态下插入所述料仓的底部，能够便于所述插杆锁定料仓并快速插入，降低插入的定位难度，提高插入效率。

具体地，通过设置所述滚轮，能够降低两根所述插杆背离移动过程中的阻力，提高驱动能效。

作为一种优选的技术方案，所述滚轮的周部外形轮廓包括凹型槽；和/或，所述主梁的底部是向外凸出的圆弧面。

优选的，所述凹型槽是v形槽或c形槽或u形槽。

优选的，所述滚轮位于所述下沉槽内，所述料仓的主梁陷入所述下沉槽内；或者，所述滚轮至少局部向上凸出于所述下沉槽，所述料仓的主梁位于所述下沉槽的上方。

具体地，通过设置所述凹型槽，一方面能够对所述主梁进行导向，提高对位的容错率，降低定位难度，进而使所述料仓更加高效准确地放置于所述插杆，提高料仓的整体输送效率；另一方面，能够对所述料仓进行前后限位，提高所述料仓在转移过程中的稳定性。

优选的，所述插杆的外侧面(背离另一根插杆的侧面)设置有辅助限位轮，所述辅助限位轮的轴心线竖直设置，所述辅助限位轮的周部设置有v形槽，用于抵接所述侧梁，并限制所述侧梁在高度方向的移动。

作为一种优选的技术方案，所述插杆包括：

承托部，水平设置，所述下沉槽设置于所述承托部的上表面；

下探部，竖直设置，底端安装有所述承托部，顶端滑动安装于所述移动机构。

具体地，所述插杆需移动至接近地面的位置才能插入所述料仓的下方将料仓托起，将所述移动机构设置在向下凸出所述机架的底部的位置，可使插杆能够到达接近地面的位置，但这种设计会导致移动机构离地间隙过小，容易与地面发生碰撞，进而制约所述机架的放置稳定性和通过性能，而本方案通过设置所述下探部，在所述移动机构无需向下凸出所述机架的底部的前提下，使所述承托部能够移动至接近地面的位置，既保证了所述机架的通过性能，又能使所述插杆能够可靠地插入所述料仓的下方。

作为一种优选的技术方案，所述移动机构包括：

水平滑轨，安装于所述机架；

竖直滑轨，安装于所述水平滑轨，并可沿所述水平滑轨的长度方向滑动；

水平驱动件，其本体安装于所述机架，输出端与所述竖直滑轨连接，用于驱动所述竖直滑轨平移；

连接板，安装于所述竖直滑轨，并可沿所述竖直滑轨的长度方向滑动，所述插杆设置于所述连接板上；

竖直驱动件，其本体安装于所述连接板，输出端与所述竖直滑轨连接，用于驱动所述连接板升降。

优选的，所述竖直滑轨的下端与所述水平滑轨连接。

具体地，通过水平滑轨和竖直滑轨实现所述插杆平移和升降，结构简单，成本低。

作为一种优选的技术方案，所述涂胶装置包括：

瓷砖固定机构，安装于所述机架，并位于所述料仓输送装置的上方，用于固定一块瓷砖；

取砖升降机构，安装于所述机架，用于将所述料仓内上方的第一块瓷砖转移至所述瓷砖固定机构；

涂胶执行机构，安装于所述机架，并位于所述瓷砖固定机构的上方，用于对固定在所述瓷砖固定机构上的瓷砖进行涂胶。

具体地，所述取砖升降机构、瓷砖固定机构和涂胶执行机构依次完成对瓷砖的转移、定位和涂胶的系列操作，实现了瓷砖上料与涂胶的自动化。

作为一种优选的技术方案，所述取砖升降机构包括：

平推组件，所述平推组件包括平推动力源和平推活动板，所述平推活动板滑动安装于所述机架，所述平推动力源驱动所述平推活动板水平移动；

升降组件，安装于所述平推活动板；

吸盘，安装于所述升降组件的输出端，所述吸盘用于吸取瓷砖。

优选的，所述机架上设置有平推滑轨，所述平推活动板与所述平推滑轨滑动连接。

作为一种优选的技术方案，所述升降组件包括：

第一升降电缸，所述第一升降电缸的本体安装于所述平推活动板；

第二升降电缸，所述第二升降电缸的本体滑动安装于所述第一升降电缸的本体，且与所述第一升降电缸的输出端连接；

安装板，设置于所述第二升降电缸的输出端，所述吸盘安装于所述安装板的底部；

导向杆，所述安装板的顶部至少设置有一根所述导向杆，所述导向杆与所述平推活动板滑动连接。

具体地，通过设置第一升降电缸和第二升降电缸，工作过程中两个气缸同时移动，能够有效提高整体升降速度和幅度，利于提高瓷砖的转移效率。

优选的，所述平推活动板上设置有套筒，所述导向杆贯穿所述套筒并与所述套筒滑动连接。

作为一种优选的技术方案，所述铺贴装置包括机械臂和抓手，所述机械臂安装于所述机架上，所述抓手安装于所述机械臂的末端，所述抓手用于抓取瓷砖。

优选的，所述机械臂是六轴机械臂。

作为一种优选的技术方案，所述机架上设置有料仓限位件，用于限制所述料仓在水平方向的移动。

具体地，通过设置所述料仓限位件，能够快速可靠地对料仓进行固定，提高料仓放置的稳定性。

优选的，所述料仓限位件包括两根对称设置有限位杆，两根所述限位杆的距离可调，以满足不同规格的料仓的定位需求。进一步地，所述水平滑轨安装于所述限位杆上。将水平滑轨直接设置于所述限位杆上，省略了额外设置的安装座结构，一方面能够简化结构，降低设备的成本，另一方面能够使结构更加紧凑，利于设备小型化和提高设备在狭小空间内的作业能力。

另一方面，公开一种瓷砖铺贴机器人，包括移动底盘，以及上述的瓷砖铺贴设备，所述瓷砖铺贴设备的所述机架安装于所述移动底盘上。

本发明的有益效果为：提供一种瓷砖铺贴设备，通过设置所述料仓输送装置，能够自动将位于所述瓷砖铺贴设备外部的存储有瓷砖的所述料仓抓取至该瓷砖铺贴设备上，实现持续自动化供料，一方面保证铺贴作业高效持续进行，提高整体铺贴效率，另一方面能够避免人工上砖，降低工人的劳动强度，提高工人的施工安全性，再一方面，单次动作将位于外侧的已完成补料的料仓收进内部，既可以在不影响其它装置持续工作的前提下完成补料操作，实现批量上料，提高上料效率，又保证了该瓷砖铺贴设备的内部无需放置大量的瓷砖，进而能够使整体结构更紧凑，空间利用率更高，利于设备的小型化和提高设备在狭小空间作业的能力。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为实施例所述的瓷砖铺贴设备的第一视角的结构示意图；

图2为实施例所述的瓷砖铺贴设备的正视图；

图3为实施例所述的瓷砖铺贴设备的第二视角的结构示意图；

图4为实施例所述的瓷砖铺贴设备的第三视角的结构示意图(未体现料仓)；

图5为实施例所述的料仓的结构示意图；

图6为实施例所述的料仓输送装置的结构示意图；

图7为图6所示a位置的局部放大图；

图8为实施例所述的料仓输送装置的正视图；

图9为实施例所述的料仓输送装置的俯视图；

图10为图9所示b位置的局部放大图；

图11为实施例所述的取砖升降机构的第一视角的结构示意图；

图12为实施例所述的取砖升降机构的第二视角的结构示意图；

图13为图4所示c位置的局部放大图。

图1至图13中：

1、机架；11、料仓限位件；

2、料仓输送装置；21、插杆；211、承托部；212、下探部；22、下沉槽；23、滚轮；231、凹型槽；24、水平滑轨；25、竖直滑轨；26、连接板；

3、涂胶装置；31、瓷砖固定机构；32、取砖升降机构；321、平推动力源；322、平推活动板；323、平推滑轨；324、第一升降电缸；325、第二升降电缸；326、安装板；327、导向杆；328、套筒；329、吸盘；33、涂胶执行机构；

4、移动底盘；

5、料仓；51、主梁；52、立柱；53、侧梁；54、尼龙衬垫；

6、瓷砖。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种瓷砖铺贴设备，如图1至图4所示，包括机架1，以及安装在机架1上的料仓输送装置2、涂胶装置3、铺贴装置。料仓输送装置2用于将位于瓷砖铺贴设备外部的容纳瓷砖6的料仓5转移至机架1上；涂胶装置3用于对瓷砖6进行涂胶；铺贴装置用于将已涂胶的瓷砖6铺贴在目标建筑面上。通过设置料仓输送装置2，能够自动将外部的存储有瓷砖6的料仓5抓取至该瓷砖铺贴设备上，实现持续自动化供料，一方面保证铺贴作业高效持续进行，提高整体铺贴效率，另一方面能够避免人工上砖，降低工人的劳动强度，提高工人的施工安全性，再一方面，单次动作将位于外侧的已完成补料的料仓5收进内部，既可以在不影响其它装置持续工作的前提下完成补料操作，实现批量上料，提高上料效率，又保证了该瓷砖铺贴设备的内部无需放置大量的瓷砖，进而能够使整体结构更紧凑，空间利用率更高，利于设备的小型化和提高设备在狭小空间作业的能力。

于本实施例中，料仓输送装置2包括底托机构和移动机构，底托机构用于插入料仓5的下方并承载料仓5，移动机构的一端安装于机架1，另一端连接底托机构，用于驱动底托机构平移和升降。具体地，通过将底托机构安装于移动机构，使底托机构能够从地面将料仓5向上提升并水平回收至机架1内，以便涂胶装置3进行作业。

如图5所示，料仓5包括两根相互平行的主梁51，每根主梁51的两端分别设置一根立柱52，两根主梁51之间设置有至少两根侧梁53，瓷砖6容纳于四根立柱52之间并放置在主梁51与侧梁53上，且瓷砖6的光面朝下。立柱52优选为角铁，该角铁的内侧设置有尼龙衬垫54。如图6至图9所示，底托机构包括两根插杆21，插杆21滑动安装于移动机构，两根插杆21可相对靠近或远离，插杆21的上表面设置有下沉槽22。每个下沉槽22内设置有滚轮23，料仓5的主梁51陷入下沉槽22内并与滚轮23抵接。当然，作为另一种选择，也可以是滚轮23至少局部向上凸出于下沉槽22，料仓5的主梁51位于下沉槽22的上方。进一步地，插杆21上设置有两个下沉槽22，料仓5的两个主梁51的距离与同一插杆21上的两个下沉槽22的距离相等。具体地，通过设置下沉槽22，能够有效固定料仓5，避免料仓5在输送过程中滑移或跌落，提高工作过程的可靠性。进一步地，通过设置两根可调间距的插杆21，在料仓5的主梁51陷入下沉槽22后，两根插杆21能够背离移动并抵接于料仓5的侧梁53，一方面能够使插杆21在距离更大的两端承载料仓5，提高承载稳定性，同时插杆21抵接侧梁53能够实现对料仓5的顶紧固定，进一步提高承载料仓5的稳定性；另一方面能够使插杆21满足不同的规格的料仓5的使用要求，提高通用性；再一方面，在两根插杆21距离较小的状态下插入料仓5的底部，能够便于插杆21锁定料仓5并快速插入，降低插入的定位难度，提高插入效率。另外，通过设置滚轮23，能够降低两根插杆21相向或背离移动过程中的阻力，提高驱动能效。

于本实施例中，如图10所示，滚轮23的周部外形轮廓包括凹型槽231，主梁51的底部是向外凸出的圆弧面，这种设计一方面能够对主梁51进行导向，提高对位的容错率，降低定位难度，进而使料仓5更加高效准确地放置于插杆21，提高料仓5的整体输送效率；另一方面，能够对料仓5进行前后限位，提高料仓5在转移过程中的稳定性。该凹型槽231的形状优选为v形，当然c形、u形等具体弧度或尺寸比例略有不同的槽体也是可以的。

作为优选，插杆21的外侧面(背离另一根插杆21的侧面)设置有辅助限位轮，辅助限位轮的轴心线竖直设置，所述辅助限位轮的周部设置有v形槽，用于抵接侧梁53，并限制侧梁53在高度方向的移动。

插杆21包括承托部211和下探部212，承托部211水平设置，下沉槽22设置于承托部211的上表面；下探部212竖直设置，下探部212的底端安装有承托部211，顶端滑动安装于移动机构。具体地，插杆21需移动至接近地面的位置才能插入料仓5的下方并将料仓5托起，如果直接将移动机构设置在机架1的底部向下凸出的位置，也可使插杆21能够到达接近地面的位置，但这种设计会导致移动机构离地间隙过小，容易与地面发生碰撞，进而制约机架1的放置稳定性和通过性能，而本方案通过设置下探部212，在移动机构无需向下凸出机架1的底部的前提下，使承托部211能够移动至接近地面的位置，既保证了机架1的通过性能，又能使插杆21能够可靠地插入料仓5的下方。

如图8和图9所示，移动机构包括水平滑轨24、竖直滑轨25、连接板26、水平驱动件和竖直驱动件，水平滑轨24安装于机架1，竖直滑轨25的下端安装于水平滑轨24，并可沿水平滑轨24的长度方向滑动。水平驱动件的本体安装于机架1，输出端与竖直滑轨25连接，用于驱动竖直滑轨25平移。连接板26安装于竖直滑轨25，并可沿竖直滑轨25的长度方向滑动，插杆21水平滑动设置于连接板26上。竖直驱动件的本体安装于连接板26，输出端与竖直滑轨25连接，用于驱动连接板26升降。通过水平滑轨24和竖直滑轨25实现插杆21平移和升降，结构简单，成本低。

于本实施例中，如图1和图2所示，涂胶装置3包括瓷砖固定机构31、取砖升降机构32和涂胶执行机构33。瓷砖固定机构31安装于机架1，并位于料仓输送装置2的上方，用于固定一块瓷砖6；取砖升降机构32安装于机架1，用于将料仓5内上方的第一块瓷砖6转移至瓷砖固定机构31；涂胶执行机构33安装于机架1，并位于瓷砖固定机构31的上方，用于对固定在瓷砖固定机构31上的瓷砖6进行涂胶。取砖升降机构32、瓷砖固定机构31和涂胶执行机构33依次完成对瓷砖6的转移、定位和涂胶的系列操作，实现了瓷砖6上料与涂胶的自动化。

如图11和图12所示，取砖升降机构32包括平推组件、升降组件和吸盘329，平推组件包括平推动力源321和平推活动板322，平推活动板322滑动安装于机架1，平推动力源321驱动平推活动板322水平移动，升降组件安装于平推活动板322，吸盘329安装于升降组件的输出端，吸盘329用于吸取瓷砖6。于本实施例中，机架1上设置有平推滑轨323，平推活动板322与平推滑轨323滑动连接。

升降组件包括第一升降电缸324、第二升降电缸325、安装板326和导向杆327。第一升降电缸324的本体安装于平推活动板322，第二升降电缸325的本体滑动安装于第一升降电缸324的本体，且与第一升降电缸324的输出端连接，安装板326设置于第二升降电缸325的输出端，吸盘329安装于安装板326的底部，安装板326的顶部至少设置有一根导向杆327，平推活动板322上设置有套筒328，导向杆327通过套筒328与平推活动板322滑动连接。具体地，通过设置第一升降电缸324和第二升降电缸325，工作过程中两个气缸同时移动，能够有效提高整体升降速度和幅度，利于提高瓷砖6的转移效率。

于本实施例中，铺贴装置包括机械臂和抓手，机械臂安装于机架1上，抓手安装于机械臂的末端，抓手用于抓取瓷砖6。进一步地，机械臂是六轴机械臂。

于本实施例中，如图13所示，机架1上设置有料仓限位件11，用于限制料仓5在水平方向的移动。通过设置料仓限位件11，能够快速可靠地对料仓5进行固定，提高料仓5放置的稳定性。料仓限位件11包括两根对称设置有限位杆，两根限位杆的距离可调，以满足不同规格的料仓5的定位需求。进一步地，水平滑轨24安装于限位杆上。将水平滑轨24直接设置于限位杆上，省略了额外设置的安装座结构，一方面能够简化结构，降低设备的成本，另一方面能够使结构更加紧凑，利于设备小型化和提高设备在狭小空间内的作业能力。

另外，本实施例还公开一种瓷砖铺贴机器人，包括移动底盘4，以及上述的瓷砖铺贴设备，瓷砖铺贴设备的机架1安装于移动底盘4上。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。