一种道路辅助铺砖机械手及道路辅助铺砖设备

摘要

本发明适用于工业机械手领域，提供了一种道路辅助铺砖机械手及道路辅助铺砖设备，包括至少一组用于夹持路砖的夹持机械臂，还包括：机械臂旋转基座，用于驱动夹持机械臂旋转；第一旋转件；同步传动机构，用于使第一旋转件和机械臂旋转基座进行同步转动；第二旋转件；第一旋转件转动设置在第二旋转件上；驱动机构，用于驱动第二旋转件进行转动；差速传动机构，用于使第一旋转件和第二旋转件进行同步转动或不进行同步转动。本发明将夹持机械臂通过与机械臂旋转基座、同步传动机构、差速传动机构，与驱动机构相连，当人手拿住机械臂时，驱动机构可通过差速传动机构实现不停机运转，使用方便、铺砖精准且节省人力。

说明书

技术领域

本发明属于工业机械手领域，尤其涉及一种道路辅助铺砖机械手及道路辅助铺砖设备。

背景技术

目前随着城市快速的发展，城市道路建设迅速，公路两旁的人行道路的铺砖工程成了城市文明建设的必要举措。

目前，人行道路的铺砖工程主要是由全人工手持路砖进行一块块铺设，也有采用自动化铺砖设备，用自动砖块铺路机进行铺路的方法，机构简单，只需一人进行砖块添加本装置即可自动进行砖块摆放以及自动铺设，对道路某片区域进行路砖的自动化铺设。

然而人工铺砖的劳动强度大，铺砖效率低；自动化铺砖设备虽节省人力，但是无法准确的进行大面积的人行道路铺砖工作。

综上所述，如何提供一种能够辅助工人进行大面积的人行道路铺砖设备是现有技术中还没有解决的技术难题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供种道路辅助铺砖机械手，旨在解决人行道路路砖铺设工程的工人劳动强度大，效率低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种道路辅助铺砖机械手，包括至少一组用于夹持路砖的夹持机械臂，还包括：

机械臂旋转基座，用于驱动所述夹持机械臂旋转；

第一旋转件；

同步传动机构，用于使所述第一旋转件和所述机械臂旋转基座进行同步转动；

第二旋转件；用于使第一旋转件转动，所述第一旋转件转动设置在所述第二旋转件上；

驱动机构，用于驱动所述第二旋转件进行转动；

差速传动机构，用于使所述第一旋转件和所述第二旋转件进行同步转动或不进行同步转动。

作为优选的，所述夹持机械臂包括：

抓取爪，用于夹持路砖；

关节手臂，用于调整所述抓取爪的位置；

抓取爪基座，用于固定所述抓取爪，所述抓取爪基座设置在关节手臂上；

光电接近开关，用于控制抓取爪的开合，所述光电接近开关设置在抓取爪基座上。

作为优选的，所述机械臂旋转基座包括：

壳体A；

第一固定件，设置在壳体A上；

第二固定件，设置在壳体A侧面。

作为优选的，所述关节手臂包括：

第一大臂，所述第一大臂一端旋转设置在所述第一固定件上；

第二大臂，所述第二大臂一端旋转设置在所述第一大臂另一端上；

第三大臂，用于固定所述抓取爪基座，所述第三大臂一端旋转设置在所述第二大臂另一端上；

第一弹性组件，用于使所述第一大臂在发生转动后回到初始位置，所述第一弹性组件一端旋转设置在所述第二固定件，另一端旋转设置在所述第一大臂上；

第二弹性组件，用于使所述第二大臂在发生转动后回到初始位置，所述第二弹性组件一端旋转设置在所述第一大臂上，另一端旋转设置在所述第二大臂上；

第三弹性组件，用于使所述第三大臂在发生转动后回到初始位置，所述第三弹性组件一端旋转设置在所述第二大臂上，另一端旋转设置在所述第三大臂上。

作为优选的，所述第二旋转件为壳体结构，所述差速传动机构包括：

伞齿轮C，设置在所述第一旋转件上；

伞齿轮D；

伞齿轮E，所述伞齿轮C分别与所述伞齿轮D和所述伞齿轮E相啮合；

伞齿轮F，旋转设置在第一旋转件上，所述伞齿轮F分别与所述伞齿轮D和所述伞齿轮E相啮合。

作为优选的，所述同步传动机构包括：

伞齿轮I，与所述机械臂旋转基座固定；

伞齿轮G，设置在所述第一旋转件上；

伞齿轮J，与所述伞齿轮G啮合。

作为优选的，所述驱动机构包括：

轴C，用于使所述第二旋转件旋转，所述轴C设置在所述第二旋转件下方；

伞齿轮B，设置在所述轴C上；

伞齿轮A，与伞齿轮B相啮合；

电动机，用于驱动伞齿轮A转动。

作为优选的，所述一种道路辅助铺砖机械手还包括：

第一旋转平台，用于所述驱动机构与所述第二旋转件旋转固定；

第二旋转平台，用于所述同步传动机构与所述第二旋转件旋转固定；

第三旋转平台，用于所述同步传动机构与所述机械臂旋转基座旋转固定。

本发明实施例的另一目的在于提供一种道路辅助铺砖设备，包括用于装载路砖的运输组件和一种道路辅助铺砖机械手。

本发明实施例提供上述技术方案，相比于现有技术，具有以下技术效果：

本发明实施例提供的一种道路辅助铺砖机械手；夹持机械臂通过机械臂旋转基座、同步传动机构、第一旋转件、第二旋转件、差速传动机构，与驱动机构相连，当人手拿住机械臂时，驱动机构可通过差速传动机构实现不停机运转，使用方便、铺砖精准且节省人力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种道路辅助铺砖机械手的总图结构；

图2为本发明实施例提供的一种道路辅助铺砖机械手的内部传动示意图A；

图3为本发明实施例提供的一种道路辅助铺砖机械手的内部传动示意图B；

图4为本发明实施例提供的一种道路辅助铺砖机械手的差速传动机构示意图。

附图中：1-电动机；2-联轴器；3-驱动机构；3.1-轴G；3.2-壳体D；3.3-伞齿轮A；3.4-伞齿轮B；4-第一旋转平台；5-差速传动机构；5.1-轴C；5.2-第二旋转件；5.3-轴B；5.4-伞齿轮D ；5.5-伞齿轮C；5.6-伞齿轮F ；5.7-伞齿轮E；5.8-轴A；5.9-第一旋转件；5.10-台阶固定轴承；5.11-盖板2；6-第二旋转平台；7-同步传动机构；7.1-伞齿轮G ；7.2-轴E；7.3-伞齿轮J；7.4-伞齿轮I ；7.5-轴F；7.6-壳体C；8-第三旋转平台；9-第二固定件；10-机械臂旋转基座；11-第一大臂；12-第一弹性伸缩组件；13-第二弹性伸缩组件；14-第二大臂；15-第三弹性伸缩组件；16-第三大臂；17-抓取爪基座；18-抓取爪；19-固定架；20-底座；21-第一固定件；22-壳体A；23-光电接近开关。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1、图2和图3所示，为本发明一个实施例提供的一种道路辅助铺砖机械手的总体结构图，包括：

用于夹持路砖的夹持机械臂；

机械臂旋转基座10，用于驱动所述夹持机械臂旋转；

第一旋转件5.9；

同步传动机构7，用于使所述第一旋转件5.9和所述机械臂旋转基座10进行同步转动；

第二旋转件5.2，用于使第一旋转件5.9转动，所述第一旋转件5.9转动设置在所述第二旋转件5.2上；

驱动机构3，用于驱动所述第二旋转件5.2进行转动；

差速传动机构5，用于使所述第一旋转件5.9和所述第二旋转件5.2进行同步转动或不进行同步转动。

在本发明的实施例中，本发明实施例将夹持机械臂通过机械臂旋转基座10、同步传动机构7、 第一旋转件5.9、 第一旋转件5.2、差速传动机构5，与驱动机构3相连；驱动机构3通过 第一旋转件5.2、差速传动机构5及第一旋转件5.9来驱动同步传动机构，同步传动机构7通过驱动机械臂旋转基座10来使机械臂旋转基座10上的夹持机械臂进行循环旋转运动，当人需要用夹持机械臂所夹持的路砖进行道路铺设时，夹持机械臂受到人力干涉停止旋转，第一旋转件5.9停止转动，驱动机构3驱动的第一旋转件5.2通过差速传动机构5，可以继续保持转动状态，驱动机构3能够继续驱动第一旋转件5.2；当人铺砖完毕，夹持机械臂不受外力，即第一旋转件5.9不受限制，驱动机构3所驱动的第一旋转件5.2可通过差速传动机构5使第一旋转件5.9继续转动；通过同步传动机构7、差速传动机构5及驱动机构3之间的配合，可以使人在进行道路铺砖时，驱动机构3不停机驱动，可以提高人铺路的工作效率；其中夹持机械臂可采用现有的电机驱动的关节机械臂，也可采用弹簧连杆式机械臂；同步传动机构可采用齿轮传动、带轮传动、联轴器传动等；驱动机构可采用、电动机、齿轮、电动机、皮带、气动马达等来驱动；差速传动机构可采用现有的汽车内部传动用的差速机等。

如图2和图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述夹持机械臂包括：

抓取爪18，用于夹持路砖；

关节手臂，用于调整所述抓取爪18的位置；

抓取爪基座17，用于固定所述抓取爪18，所述抓取爪18基座设置在关节手臂上；

光电接近开关23，用于控制抓取爪18的开合，所述光电接近开关23设置在抓取爪18基座上。

具体的，抓取爪18可用螺栓固定在抓取爪基座17一面，抓取爪18可根据实际需求采用平板式、摩擦板式、爪式等方式来实现对路砖的夹紧；光电接近开关23通过螺栓固定在抓取爪基座17一面，通过光电接近开关23接近路砖或者接近地面所发出的信号来控制抓取爪18的开合；抓取爪基座17另一面通过螺栓固定在关节手臂一端；关节手臂另一端通过螺栓及轴承转动固定在机械臂旋转基座10上。

如图1和图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述机械臂旋转基座包括：

壳体A22；

第一固定件21，设置在壳体A22上；

第二固定件9，设置在壳体A33侧面。

具体的，壳体A22可采用立方体筒或者圆柱形结构；第一固定件21通过螺栓或者焊接的方式固定在壳体A22上；第二固定件9通过螺栓或者焊接的方式固定在壳体A22上。

如图1和图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述关节手臂包括：

第一大臂11，所述第一大臂11一端旋转设置在所述第一固定件21上；

第二大臂14，所述第二大臂14一端旋转设置在所述第一大臂11另一端上；

第三大臂16，用于固定所述抓取爪基座17，所述第三大臂16一端旋转设置在所述第二大臂14另一端上；

第一弹性组件12，用于使所述第一大臂11在发生转动后回到初始位置，所述第一弹性组件12一端旋转设置在所述第二固定件9，另一端旋转设置在所述第一大臂11上；

第二弹性组件13，用于使所述第二大臂14在发生转动后回到初始位置，所述第二弹性组件13一端旋转设置在所述第一大臂11上，另一端旋转设置在所述第二大臂14上；

第三弹性组件15，用于使所述第三大臂16在发生转动后回到初始位置，所述第三弹性组件15一端旋转设置在所述第二大臂14上，另一端旋转设置在所述第三大臂16上。

具体的，第一大臂11一端通过螺栓及轴承旋转固定在第一固定件21上，另一端通过螺栓及轴承旋转固定第二大臂14的一端，第二大臂14的另一端通过螺栓及轴承旋转固定固定第三大臂16的一端，第三大臂16的另一端通过螺栓或者焊接的方式固定抓取爪基座17；第一弹性组件12一端通过螺栓及轴承旋转固定在第二固定件9上，另一端通过螺栓及轴承旋转固定在第一大臂11中部位置；第二弹性组件13一端通过螺栓及轴承旋转固定在第一大臂11中部位置，另一端通过螺栓及轴承旋转固定在第二大臂14中部位置；第三弹性组件15一端通过螺栓及轴承旋转固定在第二大臂14中部位置，另一端通过螺栓及轴承旋转固定在第三大臂16中部位置；通过第一大臂11、第二大臂14与第三大臂16之间的旋转连接及第一弹性组件12、第二弹性组件13与第三弹性组件15的旋转固定，可以使组成的关节手臂调整成任意的位置角度，若第一大臂11、第二大臂14与第三大臂16受外力转动，当取消外力第一弹性组件12、第二弹性组件13与第三弹性组件15可以使第一大臂11、第二大臂14与第三大臂16回到初始位置；其中，第一大臂11、第二大臂14及第三大臂16的长度可根据实际需求进行设置；第一弹性组件12、第二弹性组件13及第三弹性组件15可采用弹簧杆、气弹簧等具有弹性伸缩的部件。

如图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述第二旋转件5.2为壳体结构；所述差速传动机构5包括：

伞齿轮C5.5，设置在所述第一旋转件5.9上；

伞齿轮D5.4；

伞齿轮E5.7，所述伞齿轮C5.5分别与所述伞齿轮D5.4和所述伞齿轮E5.7相啮合；

伞齿轮F5.6，旋转设置在第一旋转件5.9上，所述伞齿轮F5.6分别与所述伞齿轮D5.4和所述伞齿轮E5.7相啮合。

具体的，如图4所示，第二旋转件5.2为圆筒形壳体结构，也可采用方形壳体结构；轴A5.8与轴B5.3用螺纹或者焊接的方式对称固定在第二旋转件5.2内壁上，伞齿轮E5.7与伞齿轮D5.4分别用螺栓及轴承转动固定在A5.8与轴B5.3上，伞齿轮C5.5用螺栓固定在第一转动件5.9中部位置；伞齿轮F5.6通过轴承及螺栓转动固定在第一转动件5.9的下部位置；通过伞齿轮D5.4、C5.5、伞齿轮F5.6及伞齿轮E5.7之间两两啮合，当第一旋转件5.9不受外力限制时，第二旋转件5.2在驱动机构3的作用下转动，并通过伞齿轮D5.4、伞齿轮E5.7与第一旋转件5.9上的伞齿轮C5.5、伞齿轮F5.6，带动第一旋转件5.9转动，且转动时第二旋转件5.2、伞齿轮D5.4、伞齿轮E5.7、伞齿轮C5.5、伞齿轮F5.6与第一旋转件5.9是相对静止的；当第一旋转件5.9受外力限制停止转动时，第一旋转件5.9停止转动，伞齿轮C 5.5停止转动，伞齿轮D5.4与伞齿轮E5.7在第二旋转件5.2的带动下，在伞齿轮C5.5上啮合转动，伞齿轮F5.6在伞齿轮D5.4与伞齿轮E5.7的带动下与伞齿轮D5.4及伞齿轮E5.7啮合转动；差速传动机构5可以使当第一旋转件5.9受外力限制转动时，第二旋转件5.2可继续受驱动机构3驱动转动。

如图2与图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述同步传动机构7包括：

伞齿轮I7.4，与所述机械臂旋转基座10固定；

伞齿轮G7.1，设置在所述第一旋转件5.9上；

伞齿轮J7.3，与所述伞齿轮G7.1啮合。

具体的，壳体C7.6为圆形筒状结构，也可采用方形，轴E7.2通过螺纹或者焊接的方式固定在壳体C7.6的内壁上；轴F7.5通过螺栓及轴承转动固定在壳体C7.6的中心上方，一端伸入壳体C7.6中，另一端通过螺栓或者焊接的方式固定在机械臂旋转基座10的壳体A22的中心内部位置；伞齿轮I7.4用螺栓固定在轴F7.5上；伞齿轮J7.3用螺栓及轴承转动固定在轴E7.2上；伞齿轮G7.1通过螺栓固定在第一旋转件5.9的上部位置；伞齿轮G7.1于伞齿轮J7.3为啮合关系，伞齿轮J7.3与伞齿轮I7.4为啮合关系；固定架19一端通过螺栓或者焊接的方式固定在壳体C7.6上，另一端通过螺栓或者焊接的方式固定在底座20上；通过第一旋转件5.9转动带动伞齿轮F7.1转动，伞齿轮F7.1通过伞齿轮J7.3、伞齿轮I7.4带动轴F7.5转动，轴F7.5转动带动机械臂旋转基座10转动。

如图2与图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述驱动机构包括：

轴C5.1，用于使所述第二旋转件5.2旋转，所述轴C5.1设置在所述第二旋转件5.2下方；

伞齿轮B3.4，设置在所述轴C5.1上；

伞齿轮A3.3，与伞齿轮B3.4相啮合；

电动机1，用于驱动伞齿轮A3.3转动。

具体的，壳体D3.2为方形筒状结构，也可采用圆形结构；轴C5.1一端通过螺栓或者焊接的方式固定在第二旋转件5.2的下方中心位置，轴C5.1的中部通过螺栓和轴承转动固定在壳体D3.2的上方中心位置，轴C5.1的另一端通过螺栓固定伞齿轮B3.4；轴G3.1的中部通过螺栓及轴承固定在壳体D3.2的侧壁上，伸入壳体D3.2的一端通过螺栓固定伞齿轮A3.3，伸出壳体D3.2的一端通过联轴器2与电动机1主轴相固定；伞齿轮B 3.4与伞齿轮A3.3啮合，电动机1通过联轴器2、轴B3.1、伞齿轮A3.3、伞齿轮B3.4、轴C5.1来驱动第二旋转件5.2进行转动。

如图2和图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述一种道路辅助铺砖机械手还包括：

第一旋转平台4，用于所述驱动机构3与所述第二旋转件5.2旋转固定；

第二旋转平台6，用于所述同步传动机构7与所述第二旋转件5.2旋转固定；

第三旋转平台8，用于所述同步传动机构7与所述机械臂旋转基座10旋转固定。

具体的，第一旋转平台4、第二旋转平台6 及第三旋转平台8均分为上下两面，上下两面可以相对转动，且上下两面设有螺纹孔；驱动机构3的壳体D3.2与第二旋转件5.2的一面分别通过螺栓固定在第一旋转平台4的两面上；同步传动机构7的壳体C7.6的一面与第二旋转件5.2的另一面分别通过螺栓固定在第二旋转平台6的两面上；壳体C7.6的另一面与机械臂旋转基座10的壳体A22的下方分别通过螺栓固定在第三旋转平台8的两面上；通过第一旋转平台4、第二旋转平台6 及第三旋转平台8，可以使驱动机构3、差速传动机构5、同步传动机构7及机械臂旋转基座10之间相互转动。

本发明实施例还提供一种道路辅助铺砖设备，包括用于装载路砖的运输组件与所述的一种道路辅助铺砖机械手。

具体的，运输组件包括用于运输路砖的拖车及用于装载路砖的存放架；拖车可采用现有的工程运输车辆，存放架可采用货架式或者箱体式；存放架通过螺栓或者焊接的方式固定在拖车上。

本发明通过上述实施例那个提供了一种道路辅助铺砖机械手，基于一种道路辅助铺砖机械手提供了一种道路辅助铺砖设备，通过夹持机械臂通过机械臂旋转基座10、同步传动机构7、第一旋转件5.9、第二旋转件5.2、差速传动机构5，与驱动机构3相连，当人手拿住机械臂时，驱动机构可通过差速传动机构实现不停机运转，使用方便、铺砖精准且节省人力。

使用时，载有机械手和路砖的拖车行驶至需要铺设路砖的道路边缘，夹持机械臂随着机械臂旋转基座10在驱动组件3的驱动下转动，在夹持机械臂转动的过程中，当夹持机械臂上的光电接近开关23接近路砖时，抓取爪18开合，并抓取路砖，夹持机械臂继续转动到工人的身边，工人手拿住夹持机械臂，并可通过夹持机械臂中的相互转动连接的关节手臂任意调整抓取爪18的位置，当夹持机械臂的末端的光电接近开关23接近路面时，抓取爪18放开所抓取的路砖，路砖被放入所需铺设路砖的地面，在人手拿住夹持机械臂铺设路砖的过程中，机械臂臂旋转基座10受外力停止转动，此时同步传动机构7停止转动，驱动机构3所驱动的第二旋转件5.2可以在差速转动机构5的作用下继续转动，驱动机构3可以不受影响正常驱动第二旋转件5.2，当工人铺设一块路砖结束时，人手放开夹持机械臂，机械臂旋转基座10不受外力影响，同步传动机构7在差速机构5的作用下，继续在驱动机构3的驱动下开始转动，机械臂旋转基座10开始转动，夹持机械臂便开始继续转动抓取路砖，当铺设完一块后，人手放开该夹持机械臂，再去拿住另一只转动过来的夹持路砖的夹持机械臂进行铺设工作，循环往复；夹持机械臂的数量可以根据实际工作量的需求来设定，多组夹持机械臂可以提高工人的大面积道路路砖的铺设效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。