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专利名称：一种混凝土平板振捣机器人及方法

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202211488279.3

专利申请（专利权）人：饶小芹
权利人地址：江苏省南京市秦淮区白下路228号

专利发明（设计）人：饶小芹,黄初祥,白世宝

专利摘要：本申请公开了一种混凝土平板振捣机器人及方法，属于混凝土施工技术领域。包括车体，车体上安装有转向机构，转向机构上安装有振捣机构，车体内滑动连接有调节框，调节框内设有可带动车体移动的驱动机构，驱动机构上连接有调节架，调节架上固定连接有转向杆，转向杆与调节框内固定连接的固定框滑动配合，调节框外侧设有四组对车体提供平衡支撑的支撑机构。通过调节框移动时带动驱动机构进行90度方位的转变，调节框同时带动Y轴上的两组支撑机构下降以及X轴上的两组支撑机构上升，使得车体在位移至混凝土边缘时，可使行进方向进行90度调节，使得车体可带动振捣机构位于混凝土的边缘进行移动并振捣，增加了工作范围，避免了后续的额外振捣工作。

主权利要求：
1.一种混凝土平板振捣机器人，其特征在于：包含车体，所述车体内滑动连接有调节框；
振捣机构，设置于所述车体一侧，用于对混凝土面进行振捣；
转向机构，安装于所述车体上，用于实现带动所述振捣机构转动；
驱动机构，设置于所述调节框内部，用于带动所述车体移动；
支撑结构，设置于所述调节框外侧且数量为四组，用于对所述车体提供平衡支撑；
所述车体内固定安装有电动推杆，所述调节框由车体内固定安装的电动推杆带动平移；
所述驱动机构上连接有调节架，所述调节架上转动连接有连轴A，所述连轴A与调节框上开设的导向孔A滚动接触，所述调节架上固定连接有转向杆，所述转向杆与调节框内固定连接的固定框滑动配合，呈轴向排列的两组支撑机构之间固定连接有多个连轴B，所述连轴B与调节框上开设的导向孔B滚动接触；
所述转向机构包括与车体安装连接的转向电机，所述转向电机输出端固定连接有蜗杆，所述蜗杆一侧啮合连接有蜗轮，所述蜗轮上固定连接有与车体转动连接的转向轴。
2.根据权利要求1所述的混凝土平板振捣机器人，其特征在于：所述振捣机构安装于转向机构上，所述振捣机构包括振捣平板，所述振捣平板上固定安装有振捣电机，所述振捣平板上固定连接有两个减震杆，两个所述减震杆端部之间固定连接有T型板，所述T型板一端与转向轴滑动连接。
3.根据权利要求2所述的混凝土平板振捣机器人，其特征在于：所述车体上固定连接导向环，所述T型板与导向环滑动接触。
4.根据权利要求3所述的混凝土平板振捣机器人，其特征在于：所述驱动机构包括与车体固定安装的驱动电机，所述驱动电机输出端固定连接有转轴A，所述转轴A上滑动连接有转轴B，所述转轴B一端通过调节机构连接有两个转动辊，调节机构内部设置有锥齿轮组，用于将驱动电机输出轴的水平旋转运动转换为两个转动辊的竖直旋转运动，确保两个转动辊能够带动装置在混凝土面进行移动。
5.根据权利要求4所述的混凝土平板振捣机器人，其特征在于：所述转动辊上呈环形等间距的固定连接有多个防滑板，所述调节架呈T字型结构，两个所述转动辊外端部与调节架转动连接，且所述转轴B设于调节架内。
6.根据权利要求5所述的混凝土平板振捣机器人，其特征在于：所述支撑机构包括与车体滑动连接的支撑架，所述支撑架上转动连接有呈空腔结构的支撑辊，且所述支撑辊上开设有多个通孔，所述支撑架位于支撑辊的内部固定连接有两个刮板，所述刮板与支撑辊摩擦接触。
7.根据权利要求6所述的混凝土平板振捣机器人的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将本装置放置于浇筑完成后的混凝土面上，驱动电机带动转轴A、转轴B转动，转动辊与混凝土接触并转动，并与X轴上的两个支撑辊配合带动车体及振捣机构在X轴方向进行移动，振捣电机转动使得振捣平板产生振动并对混凝土面进行振捣；
S2、电动推杆收缩带动调节框平移，导向孔A与连轴A配合带动转动辊上升至脱离混凝土面，同时固定框与转向杆配合带调节架及转动辊进行90度的转动，随后导向孔A与连轴A配合带动转动辊下降至与混凝土面接触；
S3、调节框在平移时，上侧的导向孔B与连轴B配合带动Y轴上的两组支撑机构下降，使得所有的支撑辊位移同一高度，随后下侧的导向孔B与连轴B配合带动X轴上的两组支撑机构上升，此时转动辊与Y轴上的两个支撑辊配合带动车体及振捣机构在Y轴方向进行移动；
S4、转向电机通过蜗杆与蜗轮配合带动振捣机构进行方向调节，使得振捣平板与转动辊移动的路径重合。 说明书 : 一种混凝土平板振捣机器人及方法技术领域[0001] 本申请涉混凝土施工技术领域，更具体地说，涉及一种混凝土平板振捣机器人及方法。背景技术[0002] 混凝土浇筑构件时，需要通过振捣机器进行捣固，使混凝土密实结合，现已有振捣机器人可代替人工进行混凝土振捣工作，但目前的振捣机器人转弯半径较大，无法对混凝土边缘处进行有效的振捣工作。现有技术公开号为CN114908642A的专利文献提供一种混凝土平板振捣机器人，上述中的现有技术方案虽然通过现有技术的结构可以实现与有关的有益效果，但是仍存在以下缺陷：[0003] 相关技术中，通过两组垂直排列辊子交替工作能够实现原地转向，可以根据施工场地的图纸以及现场实况，实现遍历每一寸混凝土作业。[0004] 针对上述中的相关技术，发明人认为第一主偏心辊子、第二主偏心辊子及侧偏心辊子分布在振捣底板的四周，振捣底板无法对混凝土的边缘处进行振捣工作，导致振捣范围受限，需要再通过其他方式对混凝土边缘进行振捣。鉴于此，我们提出一种混凝土平板振捣机器人及方法。发明内容[0005] 1.要解决的技术问题[0006] 本申请的目的在于提供一种混凝土平板振捣机器人，解决了现有技术中独权能解决的技术问题，实现了技术效果。[0007] 2.技术方案[0008] 本申请实施例提供了一种混凝土平板振捣机器人，包含车体，所述车体内滑动连接有调节框；振捣机构，设置于所述车体一侧，用于对混凝土面进行振捣；转向机构，安装于所述车体上，用于实现带动所述振捣机构转动；驱动机构，设置于所述调节框内部，用于带动所述车体移动；支撑结构，设置于所述调节框外侧且数量为四组，用于对所述车体提供平衡支撑，所述车体内固定安装有电动推杆，所述调节框由车体内固定安装的电动推杆带动平移，所述驱动机构上连接有调节架，所述调节架上转动连接有连轴A，所述连轴A与调节框上开设的导向孔A滚动接触，所述调节架上固定连接有转向杆，所述转向杆与调节框内固定连接的固定框滑动配合，呈轴向排列的两组支撑机构之间固定连接有多个连轴B，所述连轴B与调节框上开设的导向孔B滚动接触。[0009] 通过采用上述技术方案，驱动机构与同轴排列的两组支撑机构配合可带动车体进行移动，车体拉动振捣机构进行振捣工作，电动推杆带动调节框进行平移时，通过导向孔A与连轴A的配合及转向杆与固定框的配合可带动驱动机构进行90度的转向，同时调节框通过导向孔B与连轴B配合带动同轴排列的两组支撑机构下降，且同时带动另一同轴排列的两组支撑机构上升，使得车体可在原位上进行90度的位移转向，再通过转向机构带动振捣机构转动，使得振捣机构与驱动机构行进的路径重合，使得本装置可对混凝土的边缘呈进行振捣工作。[0010] 作为本申请文件技术方案的一种可选方案，转向机构包括与车体安装连接的转向电机，转向电机输出端固定连接有蜗杆，蜗杆一侧啮合连接有蜗轮，蜗轮上固定连接有与车体转动连接的转向轴。[0011] 通过采用上述技术方案，转向电机带动蜗杆转动，蜗杆与蜗轮配合带动转向轴转动，转向轴与振捣机构连接实现带动振捣机构在车体外侧进行方位调整。[0012] 作为本申请文件技术方案的一种可选方案，振捣机构包括振捣平板，振捣平板上固定安装有振捣电机，振捣平板上固定连接有两个减震杆，两个减震杆端部之间固定连接有T型板，T型板一端与转向轴滑动连接。[0013] 通过采用上述技术方案，振捣电机运转时通过振捣平板传递高频振动对混凝土面进行振捣工作，转向轴与T型板配合带动振捣机构转动。[0014] 作为本申请文件技术方案的一种可选方案，车体上固定连接导向环，T型板与导向环滑动接触。[0015] 通过采用上述技术方案，振捣机构在转动时，T型板与导向环接触可带动振捣平板上升，脱离与混凝土面的接触，方便了振捣机构的转向，同时避免了对振捣完成的混凝土面造成印记。[0016] 作为本申请文件技术方案的一种可选方案，驱动机构包括与车体固定安装的驱动电机，驱动电机输出端固定连接有转轴A，转轴A上滑动连接有转轴B，转轴B一端通过转向器连接有两个转动辊。[0017] 通过采用上述技术方案，驱动电机与转轴A、转轴B配合带动转动辊转动，转动辊与混凝土面接触后可带动成车体进行移动。[0018] 作为本申请文件技术方案的一种可选方案，转动辊上呈环形等间距的固定连接有多个防滑板。[0019] 通过采用上述技术方案，防滑板与混凝土面接触能够增加转动辊的防滑性，使得转动辊在混凝土面上进行稳定的滚动。[0020] 作为本申请文件技术方案的一种可选方案，调节架呈T字型结构，两个转动辊外端部与调节架转动连接，且转轴B设于调节架内。[0021] 通过采用上述技术方案，导向孔A在带动连轴A位移时，连轴A带动调节架同步移动，使得调节杆带动转动辊、转轴B运动，转轴B与转轴A上滑动。[0022] 作为本申请文件技术方案的一种可选方案，支撑机构包括与车体滑动连接的支撑架，支撑架上转动连接有呈空腔结构的支撑辊，且支撑辊上开设有多个通孔。[0023] 通过采用上述技术方案，上侧的导向孔B与连轴B配合可带动同轴排列的两组支撑机构下降，同时下侧的导向孔B与连轴B配合可带动另一同轴排列的两组支撑机构上升，使得车体的行进方向发生90度转变。[0024] 支撑辊为空腔结构，可降低自身的重量，减轻行进阻力，同时通孔与混凝土面接触增加防滑性。[0025] 作为本申请文件技术方案的一种可选方案，支撑架位于支撑辊的内部固定连接有两个刮板，刮板与支撑辊摩擦接触。[0026] 通过采用上述技术方案，刮板与支撑辊的内壁接触，可防止支撑辊在混凝土上转动时其内部粘附混凝土。[0027] 一种上述的混凝土平板振捣机器人的使用方法，包括以下步骤：[0028] S1、将本装置放置于浇筑完成后的混凝土面上，驱动电机带动转轴A、转轴B转动，转动辊与混凝土接触并转动，并与X轴上的两个支撑辊配合带动车体及振捣机构在X轴方向进行移动，振捣电机转动使得振捣平板产生振动并对混凝土面进行振捣；[0029] S2、电动推杆收缩带动调节框平移，导向孔A与连轴A配合带动转动辊上升至脱离混凝土面，同时固定框与转向杆配合带调节架及转动辊进行90度的转动，随后导向孔A与连轴A配合带动转动辊下降至与混凝土面接触；[0030] S3、调节框在平移时，上侧的导向孔B与连轴B配合带动Y轴上的两组支撑机构下降，使得所有的支撑辊位移同一高度，随后下侧的导向孔B与连轴B配合带动X轴上的两组支撑机构上升，此时转动辊与Y轴上的两个支撑辊配合带动车体及振捣机构在Y轴方向进行移动；[0031] S4、转向电机通过蜗杆与蜗轮配合带动振捣机构进行方向调节，使得振捣平板与转动辊移动的路径重合。[0032] 3.有益效果[0033] 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：[0034] 1.本申请通过调节框移动时带动驱动机构进行90度方位的转变，调节框同时带动Y轴上的两组支撑机构下降以及X轴上的两组支撑机构上升，使得车体在位移至混凝土边缘时，可使行进方向进行90度调节，使得车体可带动振捣机构位于混凝土的边缘进行移动并振捣，增加了工作范围，避免了后续的额外振捣工作。[0035] 2.本申请通过支撑辊呈空腔设计并开设有通孔，实现降低自身的重量，减轻行进阻力，增加防滑性，同时其内部设有的刮板可防止混凝土粘附在支撑辊的内部，提升了实用性。[0036] 3.本申请通过转向机构在带动振捣机构转动时，T型板与导向环配合使得振捣机构在转动时可离开与混凝土面的接触，方便了振捣机构的转向，同时避免了对振捣完成的混凝土面造成印记划痕。附图说明[0037] 图1为本申请一较佳实施例公开的一种混凝土平板振捣机器人及方法的整体结构示意图；[0038] 图2为本申请一较佳实施例公开的一种混凝土平板振捣机器人及方法的转向机构结构示意图；[0039] 图3为本申请一较佳实施例公开的一种混凝土平板振捣机器人及方法的振捣机构结构示意图；[0040] 图4为本申请一较佳实施例公开的一种混凝土平板振捣机器人及方法的车体结构解剖示意图；[0041] 图5为本申请一较佳实施例公开的一种混凝土平板振捣机器人及方法的驱动机构、调节架、转动杆结构示意图；[0042] 图6为本申请一较佳实施例公开的一种混凝土平板振捣机器人及方法的调节架结构解剖示意图；[0043] 图7为本申请一较佳实施例公开的一种混凝土平板振捣机器人及方法的调节框与Y轴两组支撑机构结构示意图；[0044] 图8为本申请一较佳实施例公开的一种混凝土平板振捣机器人及方法的调节框与X轴两组支撑机构结构示意图；[0045] 图9为本申请一较佳实施例公开的一种混凝土平板振捣机器人及方法的支撑机构结构解剖示意图；[0046] 图中标号说明：1、车体；2、转向机构；201、转向电机；202、蜗杆；203、蜗轮；204、转向轴；3、振捣机构；301、振捣平板；302、振捣电机；303、减震杆；304、T型板；4、导向环；5、调节框；501、导向孔A；502、导向孔B；6、电动推杆；7、驱动机构；701、驱动电机；702、转轴A；703、转轴B；704、转动辊；705、防滑板；8、调节架；9、连轴A；10、转向杆；11、固定框；12、支撑机构；1201、支撑架；1202、支撑辊；1203、通孔；13、连轴B；14、刮板。具体实施方式[0047] 以下结合说明书附图对本申请作进一步详细说明。[0048] 参照图1与图4，车体1安装有转向机构2，转向机构2上连接有振捣机构3，转向机构2可带动振捣机构3围绕车体1进行方位调节，振捣机构3可对混凝土面进行振捣工作，车体1内滑动连接有调节框5，车体1内固定安装有电动推杆6，调节框5与车体1内安装的电动推杆6配合实现平移，车体1内安装有驱动机构7，调节框5上连接有多组支撑机构12，呈轴向排列的两组支撑机构12对车体1提供平衡支撑，驱动机构7带动车体1移动，车体1带动振捣机构3进行移动振捣。[0049] 支撑机构12分布在车体1内侧的四周，Y轴上的两组支撑机构12高度高于X轴上的两组支撑机构12的高度，移动框5在移动时可实现同轴的两组支撑机构12进行时上升或下降，使得更换车体1的行进方向。[0050] 参照图2，转向机构2包括转向电机201、蜗杆202、蜗轮203及转向轴204，转向机构2包括与车体1安装连接的转向电机201，转向电机201输出端固定连接有蜗杆202，蜗杆202一侧啮合连接有蜗轮203，蜗轮203上固定连接有与车体1转动连接的转向轴204；[0051] 转向电机201带动蜗杆202转动，蜗杆202与蜗轮203配合带动转向轴204转动，从而实现带动振捣机构3转动，[0052] 参照图3，振捣机构3包括振捣平板301、振捣电机302、减震杆303及T型板304，振捣机构3安装于转向机构2上，振捣机构3包括振捣平板301，振捣平板301上固定安装有振捣电机302，振捣平板301上固定连接有两个减震杆303，两个减震杆303端部之间固定连接有T型板304，T型板304一端与转向轴204滑动连接；[0053] 振捣电机302运转时将振动传递到振捣平板301上，实现对混凝土面的振捣，减震杆303为两个相互滑动的连杆，且两个连杆内连接有减震阻尼器，通过减震杆303的配合可降低振动传递到T型杆304上。[0054] 参照图1与图2，转向轴204与T型板304端部之间为滑动连接，车体1上固定连接导向环4，T型板304与导向环4滑动接触；[0055] 导向环4由4个呈环形排列的弧形楔块组成，转向轴204在带动T型板304转动时，T型板204与导向环4接触，使得T型板304在导向环4上滑动，从而带动振捣平板301脱离与混凝土面的接触，使得在便于振捣机构3转动的同时避免对振捣抹平后的混凝土面造成印记。[0056] 参照图5与图6，驱动机构7由驱动电机701、转轴A702、转轴B703、转动辊704组成，驱动机构7上连接有调节架8，调节架8上转动连接有连轴A9，调节架8上固定连接有转向杆10，转向杆10与调节框5内固定连接的固定框11滑动配合，呈轴向排列的两组支撑机构12之间固定连接有多个连轴B13，连轴B13与调节框5上开设的导向孔B502滚动接触。驱动机构7包括与车体1固定安装的驱动电机701，驱动电机701输出端固定连接有转轴A702，转轴A702上滑动连接有转轴B703，转轴B703一端通过调节机构连接有两个转动辊704；[0057] 调节架8的下部与转动辊704转动连接，调节架8的上部设于转轴B703外，调节架8上转动连接有连轴A9，连轴A9与调节框5上开设的导向孔A501滚动接触，调节框5在向左侧平移过程中，导向孔A501左侧的斜面与连轴A9配合先带动转轴B703、转动辊704向上升起，使得转动辊704脱离混凝土面，导向孔A501中部的平面与连轴A9配合使得转动辊704悬空一定时间，随后导向孔A501右侧的斜面连轴A9配合使得转动辊704下降至与混凝土面接触，在转动辊704悬空的时间内，固定框11跟随调节框5移动并与转向杆10配合带动转动辊704进行90度的方位调整，使得调节框5在向左移动一次的过程中，转动辊704实现上升并调整方位，转轴B703一端通过调节机构连接有两个转动辊704，调节机构内部设置有锥齿轮组，转轴B703的一端与两个转动辊704相邻一端均固定连接有相互配合的锥齿轮，用于将驱动电机701输出轴的水平旋转运动转换为两个转动辊的竖直旋转运动，确保两个转动辊704能够带动装置在混凝土面进行移动。[0058] 转动辊704上呈环形等间距的固定连接有多个防滑板705，调节架8呈T字型结构，两个转动辊704外端部与调节架8转动连接，且转轴B703设于调节架8内，通过防滑板705与混凝土面接触可增加转动辊704的防滑性，使得能够在混凝土面进行稳定的移动。[0059] 参照图7与图8，调节框5在向左侧动时，上侧导向孔B502的左侧斜面与连轴B13配合带动Y轴上的两组支撑组件12下降，下侧导向孔B502的平面与连轴B13配合使得X轴上的两组支撑组件12不动，当四组支撑组件12齐平时，上侧导向孔B502的平面与连轴B13配合使得Y轴的两组支撑组件12与地面接触对车体1提供支撑，下侧导向孔B502的斜面与连轴B13配合使得X轴上的两组支撑组件12上升，从而使得调节框5在向左平移一次的过程中，Y轴上的支撑组件12下降，X轴上的支撑组件12上升，使得车体1的行进方向更换。[0060] 参照图5与图7，连轴A9与连轴B13均由连杆及连杆上转动连接的限位滚轮组成，限位滚轮与导向孔A501、导向孔B502配合较少摩擦阻力，便于调节框5的移动。[0061] 参照图9，支撑机构12包括支撑架1201、支撑辊1202，支撑辊1202为空腔结构，支撑机构12包括与车体1滑动连接的支撑架1201，支撑架1201上转动连接有呈空腔结构的支撑辊1202，且支撑辊1202上开设有多个通孔1203，且支撑辊1202上开设有多个通孔1203，支撑辊1202可大大的降低自身的重量，从而降低车体1在行进过程中的阻力，同时通孔1203与混凝土面接触增加稳定性。[0062] 支撑架1201位于支撑辊1202的内部固定连接有两个刮板14，刮板14与支撑辊1202摩擦接触，，支撑辊1202在转动行进过程中，刮板14可将进入支撑辊1202内的混凝土刮除，防止混凝土粘附在支撑辊1202内。[0063] 车体1内安装有控制模块，控制模块与转向电机201、振捣电机302、电动推杆6、驱动电机701均线性连接，工作人员可通过外部的控制设备控制本装置的移动及转向。[0064] 本申请实施例一种混凝土平板振捣机器人及方法的实施原理为：将本装置放置于浇筑完成的混凝土面上，X轴上的两个支撑辊1202对车体1提供支撑，驱动电机701与转轴A702、转轴B703配合带动转动辊704转动，转动辊704带动车体1进行移动，振捣电机302工作通过振捣平板301对混凝土面进行振捣抹平工作。当车体1移动至混凝土边缘时，电动推杆6带动调节框5向左侧移动，导向孔A501与连轴A9配合带动转动辊704先上升后下降，传动辊704在悬空过程中，固定框11与转向杆10配合带动调节架8、转动辊704进行90度的转动，与此同时，上下两侧的导向孔B502与连轴B13配合先带动Y轴上的支撑机构12下降，后带动X轴上的支撑机构12上升，使得车体1在原位上进行90度的行进方向调整，再通过转向电机201带动蜗杆202转动，蜗杆202与蜗轮203配合带动转向轴204转动，同时T型板304与导向环4配合，使得振捣机构3在转动过程中脱离与混凝土面的接触，当振捣机构3转动至与转动辊704行进路径方向重合时，车体1移动带动振捣机构3在混凝土边缘处进行振捣工作。

专利地区：江苏

专利申请日期：2022-11-25

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN115749288B