CN100507186C - 全自动瓷砖粘贴机 - Google Patents

Abstract

本发明属建筑机械范围，特别涉及一种能够自动粘贴建筑物内外墙体表面瓷砖的自动瓷砖粘贴机。整个结构由两部分组成，瓷砖粘贴模块和定位控制模块。定位控制模块是一套能够完成对若干个瓷砖粘贴模块定位、驱动、移位控制的结构单元。瓷砖粘贴模块并立卡装在定位控制模块的水平定位导轨上，在定位控制模块提供的转矩驱动下执行粘贴瓷砖工艺过程。本发明解决了现有的建筑物内外墙瓷砖粘贴施工方法中存在的劳动强度大、施工效率低、施工质量不稳定以及施工成本高的问题。

Description

全自动瓷砖粘贴机

技术领域

本发明属建筑机械范围，特别涉及一种能够自动粘贴建筑物内外墙体表面瓷砖的自动瓷砖粘贴机。

背景技术

在劳动力成本日渐提高，施工周期日渐缩短的今天，建筑墙体表面瓷砖的粘贴工艺却一直十分落后，在一定程度上影响了施工进度，提高了施工成本。建筑企业非常希望找到一种更好的方法来改变这种落后的现状。目前，国内外在建筑内外墙瓷砖的粘贴方法上还是以手工粘贴为主要手段，虽然国内有一些瓷砖粘贴机的专利(专利号：CN03269657.4)，但真正投入使用的几乎没有，而且究其原理，也都是作为辅助器具，最终还是靠工人手持粘贴，没有真正达到自动粘贴的效果。本发明可实现瓷砖真正的全自动粘贴。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在建筑物的内外墙体部位进行自动粘贴瓷砖的自动瓷砖粘贴机，其特征在于：所述自动瓷砖粘贴机由定位控制模块和N个(N：5～10)瓷砖粘贴模块组成。瓷砖粘贴模块并立卡装在定位控制模块的水平定位导轨上。定位控制模块对瓷砖粘贴模块执行定位、驱动、移位控制等操作；瓷砖粘贴模块在定位控制模块提供的转矩驱动下执行粘贴瓷砖工艺过程。

所述的定位控制模块中，左右两侧定位滑块分别卡装在相应的竖直定位导轨，电动机安装在左侧定位滑块上，电动机输出轴与蜗轮蜗杆机构中的蜗杆通过联轴器连接，将扭矩传递给蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮安装在主传动轴上，主传动轴安装在两侧的两个定位滑块上，变速齿轮系的输入齿轮即不完全齿轮安装在主传动轴的右端位于右侧定位滑块内的部位，变速齿轮系的输出齿轮即三级变速小齿轮装在副传动轴上，副传动轴安装在两侧的定位滑块上。变速齿轮系的输入齿轮是不完全齿轮，与一级变速小齿轮啮合，一级变速小齿轮与二级变速大齿轮同轴，二级变速大齿轮与二级变速小齿轮啮合，二级变速小齿轮与三级变速大齿轮同轴，三级变速大齿轮与三级变速小齿轮啮合，三级变速小齿轮是变速齿轮系的输出齿轮。见于上述结构，定位控制模块在预定的时间点控制各个瓷砖粘贴模块。

所述的定位控制模块中，竖直定位导轨上齿条两侧有两个燕尾滑槽，水平定位导轨上有燕尾滑槽，定位滑块的底部有两个燕尾销。

所述的定位控制模块中，两个移位控制凸轮安装在主传动轴的两端，左右两侧的辅助定位块分别安装在相应的定位滑块上，移位控制销穿插在辅助定位块的矩形孔中，复位弹簧套在移位控制销上，控制移位控制销在辅助定位块内的行程；移位控制销末端的推杆嵌在移位控制凸轮的内槽里和构成凸轮控制机构，移位控制销的前端与移位控制棘轮咬合，控制移位控制棘轮的转动；移位控制棘轮与移位控制齿轮组中的定位齿轮共轴，移位控制齿轮组的定位、移位两个齿轮分别通过齿轮轴安装在定位滑块上，其中移位齿轮与竖直定位导轨的齿条啮合；微调螺杆置于定位滑块上，其顶部与移位控制齿轮组中的定位齿轮轴侧面接触；定位滑块的底部燕尾销与竖直定位导轨的燕尾滑槽相嵌合。鉴于上述结构，定位控制模块在预定的时间点对所有瓷砖粘贴模块进行移位。

所述瓷砖粘贴模块中，主控凸轮安装在主传动轴上，出砖摆杆的折弯处通过铰链和粘贴模块机架连接，出砖摆杆下端的出砖推杆嵌在主控凸轮的凹槽里，构成凸轮传动机构。出砖摆杆的上端通过连杆和出砖推板连接，出砖摆杆、出砖推板、出砖推板滑槽与粘贴模块机架通过铰链连接，构成曲柄滑块机构。上述结构每循环一次，从瓷砖斗里推出一块瓷砖。

所述瓷砖粘贴模块中，粘贴模块机架的底部有两个燕尾销，瓷砖斗和砂浆斗固接在粘贴模块机架的顶部，砂浆控制阀通过两端的转轴，安装在砂浆斗的底部，控制砂浆斗的开合状态。

所述瓷砖粘贴模块中，贴砖摆杆下端通过铰链连和粘贴模块机架接，贴砖摆杆中部的贴砖推杆嵌在主控凸轮上的凹槽里，构成凸轮传动机构；贴砖摆杆上端和承砖盘的背部通过铰链连接，承砖盘的前端通过转轴和承砖盘滑杆铰接，承砖盘滑杆在承砖盘滑槽里滑动，这样贴砖摆杆、承砖盘、承砖盘滑杆、承砖盘滑槽和粘贴模块机架组成了五连杆结构。上述结构把推出的瓷砖粘贴在墙上。

所述瓷砖粘贴模块中，振动凸轮安装在副传动轴上，牵引软轴的芯轴一端通过滚轮嵌合在振动凸轮的凹槽里和振动凸轮构成凸轮牵引机构，牵引软轴的套管两端分别固定在粘贴模块机架和承砖盘上，振动锤的根部通过铰链与承砖盘的背面连接并装有扭转弹簧，振动锤的腰部和牵引软轴的芯轴连接，其头部悬空。上述结构形成敲击振动，将粘贴在墙上的瓷砖粘贴紧实。

本发明的有益效果是：提高了施工效率和施工质量，使粘贴质量更稳定均匀，避免了手工粘贴的随机误差；同时在保持非常高的自动化程度的前提下，本发明结构相对比较简单，由机械结构完成动作，避免了电子控制系统，提高了稳定性，同时降低了成本，提高了经济效益。本发明实现了背景技术中要求解决现有的建筑内外墙瓷砖粘贴施工方法中存在的劳动强度大、施工效率低、施工质量不稳定以及施工成本高的问题。

附图说明

图1是整体装配示意图。

图2是定位控制模块总体结构图。

图3A是竖直定位导轨的主视图。

图3B是竖直定位导轨的左视图。

图4A是定位滑块的主视图。

图4B是定位滑块的C向视图。

图5是左侧驱动控制结构图。

图6是右侧驱动控制结构图。

图7是变速齿轮系的细部图。

图8是移位控制结构示意图。

图9是瓷砖粘贴模块剖面图。

图10是瓷砖粘贴模块机架示意图。

图11A是瓷砖粘贴模块各运动部件主视图。

图11B是瓷砖粘贴模块各运动部件左视图。

图12是瓷砖粘贴模块在定位控制模块上的安装示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种自动瓷砖粘贴机。在图1所示的自动瓷砖粘贴机整体装配示意图中，由定位控制模块和5～10个瓷砖粘贴模块16组成。瓷砖粘贴模块16并立卡装在定位控制模块的水平定位导轨5上。定位控制模块对瓷砖粘贴模块16执行定位、驱动、移位控制等操作。瓷砖粘贴模块16在定位控制模块提供的转矩驱动下执行粘贴瓷砖工艺过程。整个机构可以在建筑物的内外墙体表面进行全自动的瓷砖粘贴工作。

在图2中给出定位控制模块由以下零件组成：竖直定位导轨1、定位滑块2、电动机3、涡轮蜗杆机构4、水平定位导轨5、副传动轴6、主传动轴7、变速齿轮系8、移位控制齿轮组9、移位控制凸轮10、辅助定位块11、复位弹簧12、移位控制销13、移位控制棘轮14、微调螺杆15。

根据功能，定位控制模块可分为驱动和移位两个系统。在图5所示的左侧驱动控制结构中，电动机3安装在左侧定位滑块2上，电动机输出轴与蜗轮蜗杆机构4中的蜗杆通过联轴器连接，将扭矩传递给蜗杆。蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮安装在主传动轴7上。主传动轴7安装在左右两侧的两个定位滑块2上。在图6所示的右侧驱动控制结构和图7所示变速齿轮系8中，在主传动轴7的右端位于右侧定位滑块2内的部位，安装一个不完全齿轮17。不完全齿轮17作为输入齿轮与一级变速小齿轮18、二级变速大齿轮19、二级变速小齿轮20、三级变速大齿轮21、三级变速小齿轮22组成变速齿轮系8。变速齿轮系8的输出齿轮即三级变速小齿轮22安装在副传动轴6上，副传动轴6安装在两侧的定位滑块2。以上机构构成了驱动系统控制各个瓷砖粘贴模块16。

两个移位控制凸轮10安装在主传动轴7的两端。如图5、图6以及图8所示，左右两侧的辅助定位块11分别安装在相应的定位滑块2上，移位控制销13穿插在辅助定位块11的矩形孔中，复位弹簧12套在移位控制销13上，控制移位控制销13在辅助定位块11内的行程，移位控制销13通过末端的推杆与移位控制凸轮10的内槽构成凸轮控制机构。移位控制销13的前端与移位控制棘轮14咬合，控制移位控制棘轮14的转动。移位控制棘轮14与移位控制齿轮组9中的定位齿轮共轴，移位控制齿轮组9的定位、移位两个齿轮分别通过齿轮轴安装在定位滑块2上，其中移位齿轮与竖直定位导轨1啮合，同时定位滑块2通过图4所示的底部的燕尾销与图3所示的竖直定位导轨1的燕尾滑槽相嵌合。以上机构构成了移位系统，在预定的时间点对瓷砖粘贴模块16进行移位。

在图9、图10、图11A和图11B中，瓷砖粘贴模块16主要由以下零部件组成：粘贴模块机架23、主控凸轮24、出砖摆杆25、贴砖摆杆26、砂浆控制阀27、承砖盘28、牵引软轴29、振动凸轮30、振动锤31、出砖推杆32、贴砖推杆33、承砖盘滑杆34、承砖盘滑槽35、出砖推板36、出砖推盘滑槽37、瓷砖斗38和砂浆斗39。

瓷砖粘贴模块16具有推出瓷砖、涂抹砂浆、瓷砖贴墙和振动贴实四个功能，分别由以下四组机构完成。

粘贴模块机架23、出砖摆杆25、出砖推板36、出砖推板滑槽37通过铰链链接，构成凸轮传动机构；主控凸轮24安装在主传动轴7上，主控凸轮24上的凹槽与出砖摆杆25上的出砖推杆32构成凸轮传动机构。上述机构每次循环，从瓷砖斗里推出一块瓷砖。

砂浆控制阀27安装在砂浆斗39的底部，控制砂浆斗的开合。每次瓷砖被推出砖斗38的同时，砂浆控制阀27转动，打开砂浆斗39，随着瓷砖的移动，砂浆涂抹在被贴瓷砖的背面。

粘贴模块机架23、贴砖摆杆26、承砖盘28、承砖盘滑杆34、承砖盘滑槽35通过铰链链接构成五连杆机构。贴砖摆杆26上安装的贴砖推杆33与主控凸轮24构成凸轮传动机构。上述机构把涂过砂浆的瓷砖粘贴在墙上。

振动凸轮30安装在副传动轴6上，牵引软轴29的芯轴一端通过滚轮嵌合在振动凸轮组30的凹槽里和振动凸轮30构成凸轮控制机构，另一端连接在振动锤31的腰部；牵引软轴29的套管两端分别固定在粘贴模块机架23和承砖盘28上；振动锤31的根部通过铰链与承砖盘28的底面连接，并装有扭转弹簧，振动锤31的腰部和牵引软轴29的芯轴连接，其头部悬空。上述机构形成敲击振动，将靠贴在墙上的瓷砖粘贴紧实。

在图12中，瓷砖粘贴模块16通过粘贴模块机架23底座上的两个燕尾销和水平定位导轨5的燕尾滑槽相嵌合，使瓷砖粘贴模块16卡装在定位控制模块的两个水平定位导轨5上，并且通过主动轴7和副动轴6把电动机3输出的转矩传递给每个瓷砖粘贴模块16。

本发明的实施方案的动作过程：左侧定位滑块2上安装的电动机3，通过联轴器将转矩传递给蜗轮蜗杆机构4，蜗轮蜗杆机构4将转速降低到原来的1/50，然后将转矩传递给主传动轴7。主传动轴7将转矩分别传递给三组机构：一方面主传动轴7带动各瓷砖粘贴模块16上的主控凸轮24转动，另一方面带动右侧定位滑块2内的不完全齿轮17同步转动，同时，带动在主传动轴7两端安装的移位控制凸轮10同步转动。

传递到各瓷砖粘贴模块16上主控凸轮24的转矩使主控凸轮24的转动(图9中主控凸轮24的转向为顺时针)，主控凸轮24带动出砖推杆32和贴砖推杆33分别在凸轮槽内滑动。由于出砖推杆32领先贴砖推杆33一定的相位，出砖推杆32首先经过主控凸轮24的推程角，从而带动出砖摆杆25摆动，出砖摆杆25通过连杆，带动出砖推板36在出砖滑槽37里滑移。随着出砖推板36在出砖滑槽37中的滑移，瓷砖斗38中的最下边那块瓷砖被推出瓷砖斗38。同时瓷砖的前部推动砂浆控制阀27的触头，使砂浆控制阀27绕轴转动，把砂浆斗39下方的漏浆缝打开，砂浆从该缝漏出，而此时瓷砖正好在缝隙的下边，砂浆漏到瓷砖的背面，随着主控凸轮24的转动，瓷砖不断前移，在瓷砖背面摊铺一层砂浆。随着瓷砖的离开，砂浆控制阀27在重力的作用下绕轴回转，漏浆缝合上。而在此过程中的贴砖推杆33一直处于主控凸轮24的近休止角位置，所以承砖盘28一直保持在原来的位置，被推出的瓷砖最后落入承砖盘28里。然后随着主控凸轮24继续转动，贴砖推杆33进入主控凸轮24的推程角，从而带动贴砖摆杆26摆动，贴砖摆杆26通过连杆推动承砖盘28移动，在承砖盘28中瓷砖和其自身的重力的作用，承砖盘28并不会绕其前端与承砖盘滑杆34之间的转轴转动，而是带着承砖盘滑杆34一起向墙体滑动。当承砖盘28的前端顶上墙体以后，在贴砖摆杆26的推动下，承砖盘28绕其与承砖盘滑杆34之间的转轴转动并竖起，将瓷砖贴在墙体上，完成贴砖。随后，贴砖推杆33进入主控凸轮24的远休止角，使得贴砖机构状态暂时保持不变。

与此同时，主传动轴7右端安装的不完全齿轮17与一级变速小齿轮18进入啮合，主传动轴7的转矩通过变速齿轮系8传递给副传动轴6，副传动轴6的转速是主传动轴7的48倍，副传动轴6将转矩传递给各个瓷砖粘贴模块上的振动凸轮组30。振动凸轮组30转动，通过其内槽对牵引软轴29的芯轴脉冲性的拉紧或松开。牵引软轴29的芯轴另一端连接在振动锤31的腰部，随着芯轴的拉紧，振动锤31的头部被拉起，同时将根部的扭转弹簧扭紧，当芯轴松弛以后，振动锤31在扭转弹簧的复位力矩的驱动下，迅速复位，对承砖盘28的背面形成敲击振动。在不完全齿轮17走过75度的啮合角的过程中，振动锤31能够对瓷砖完成十次敲击，从而将瓷砖粘贴紧实。

在不完全齿轮17离开啮合之后，各瓷砖粘贴模块16上的贴砖推杆33随之进入主控凸轮24的回程角，从而带动承砖盘28离开墙体复位，瓷砖离开承砖盘28，被粘贴在墙体上。这样就完成了一行瓷砖的粘贴过程了。

在各瓷砖粘贴模块复位的过程中，主传动轴7两端安装的移位控制凸轮10也进入推程角。如图8所示，移位控制凸轮10带动移位控制销13尾部的推杆移动，移位控制销13随之向复位弹簧12压缩的方向移动。当移位控制销13尾部的推杆滑动到移位控制凸轮10的凸顶时，移位控制销13的前端也离开移位控制棘轮14，移位控制棘轮14变成自由轮，同轴的移位控制齿轮组9中的定位齿轮就可自由转动，与定位齿轮啮合的移位齿轮也就可以自由转动。两侧两个定位滑块2和安装其上的各零件在重力的作用下开始下移，两侧定位滑块2上的移位控制齿轮组9与两侧竖直定位导轨1上的齿条啮合而滚动，同时带动移位控制棘轮14转动。移位控制凸轮10的特点是推程角、远休止角、回程角都非常小，所以很快就又回到了近休止角，移位控制销13在复位弹簧12的驱动下，很快复位。当移位控制棘轮14转过180°以后，重新和移位控制销13咬合，移位结束。移位控制齿轮组9的移位齿轮圆周长度为瓷砖粘贴高度2倍，保证了每次下移的行程为一个瓷砖的粘贴高度。瓷砖粘贴模块被重新定位，准备下一个循环。如此循环，即可连续自动对墙体表面进行瓷砖粘贴。

其中一些结构需要零件尺寸和安装尺寸的保证，才能保证整个粘贴机按照要求正确的进行粘贴工作。1.承砖盘28的规格就需要和被粘贴的瓷砖的规格相适应。2.移位控制齿轮组9中的定位齿轮和移位齿轮完全相同，并且其圆周长度要保证是瓷砖粘贴高度的2倍，这样才能保证每转180度，刚好移位一个瓷砖的高度。3.各瓷砖粘贴模块16上的主控凸轮24、不完全齿轮17、移位控制凸轮10在主传动轴7上的安装角度要保证在贴砖推杆33进入主控凸轮24的远休止角之后，也就是瓷砖被粘帖在墙体上之后，不完全齿轮17才进入啮合，将转矩传递给副转动轴6，带动各振动凸轮30转动，牵引振动锤31对瓷砖进行敲击振动，将瓷砖贴实。在贴砖推杆33进入主控凸轮24的回程角以后，也就是承砖盘28离开瓷砖以后，主传动轴7两侧安装的移位控制凸轮10才能带动移位控制销13尾部的推杆进入升程，使整个机构进行移位。为了使下移速度不过大，可以调节微调螺杆15，调节移位控制齿轮组9之间的摩擦力，从而保证移位控制销13复位之后，移位控制棘轮14的另一侧棘齿才到达，有效地控制下移行程。

本发明的工作原理是，整个结构可分成两部分组成，瓷砖粘贴模块和定位控制模块。定位控制模块是一套能够完成对若干个瓷砖粘贴模块定位、驱动、移位控制的结构单元。瓷砖粘贴模块是一个在从定位控制模块传递来的转矩驱动下能够完成瓷砖粘贴过程的结构单元。使用时，首先将定位控制模块安装到需要粘贴瓷砖的墙体部位，然后将若干个瓷砖粘贴模块卡装到定位控制模块上，装填好瓷砖和砂浆，接通电源，整个结构就能够自动在设定好的墙体部位连续进行瓷砖粘贴。

Claims (6)

1.一种自动瓷砖粘贴机，其特征在于：所述自动瓷砖粘贴机由定位控制模块和5～10个瓷砖粘贴模块(16)组成，瓷砖粘贴模块(16)并立卡装在定位控制模块的水平定位导轨(5)上，定位控制模块的左右两侧定位滑块(2)分别卡装在相应的竖直定位导轨(1)，电动机(3)安装在左侧定位滑块(2)上，电动机(3)的输出轴与涡轮蜗杆机构(4)中的蜗杆通过联轴器连接，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮安装在主传动轴(7)上，主传动轴(7)安装在两侧的两个定位滑块(2)上，变速齿轮系(8)的输入齿轮即不完全齿轮(17)安装在主传动轴(7)的右端位于右侧定位滑块(2)内的部位，变速齿轮系(8)的输出齿轮即三级变速小齿轮(22)装在副传动轴(6)上，副传动轴(6)安装在两侧的定位滑块(2)，两个移位控制凸轮(10)安装在主传动轴(7)的两端，左右两侧的辅助定位块(11)分别安装在相应的定位滑块(2)上，移位控制销(13)穿插在辅助定位块(11)的矩形孔中，复位弹簧(12)套在移位控制销(13)上，移位控制销(13)末端的推杆嵌在移位控制凸轮(10)的内槽里构成凸轮控制机构，移位控制销(13)的前端与移位控制棘轮(14)咬合，移位控制棘轮(14)与移位控制齿轮组(9)中定位齿轮共轴，移位控制齿轮组(9)的定位、移位两个齿轮分别通过齿轮轴安装在定位滑块(2)上，其中移位齿轮与竖直定位导轨(1)的齿条啮合，定位滑块(2)的底部燕尾销与竖直定位导轨(1)的燕尾滑槽相嵌合；

瓷砖粘贴模块(16)的主控凸轮(24)安装在主传动轴(7)上，出砖摆杆(25)的折弯处通过铰链和粘贴模块机架(23)连接，出砖摆杆(25)下端的出砖推杆(32)嵌在主控凸轮(24)的凹槽里构成凸轮传动机构，出砖摆杆(25)的上端通过连杆和出砖推板(36)连接，出砖摆杆(25)、出砖推板(36)、出砖推板滑槽(37)与粘贴模块机架(23)通过铰链连接，构成曲柄滑块机构，瓷砖斗(38)和砂浆斗(39)固接在粘贴模块机架(23)的顶部，砂浆控制阀(27)通过两端的转轴，安装在砂浆斗(39)的底部，贴砖摆杆(26)下端通过铰链和粘贴模块机架(23)连接，贴砖摆杆(26)中部的贴砖推杆(33)嵌在主控凸轮(24)上的凹槽里，构成凸轮传动机构，贴砖摆杆(26)上端和承砖盘(28)的背部通过铰链连接，承砖盘(28)的前端通过转轴和承砖盘滑杆(34)铰接，承砖盘滑杆(34)在承砖盘滑槽(35)里，贴砖摆杆(26)、承砖盘(28)、承砖盘滑杆(34)、承砖盘滑槽(35)和粘贴模块机架(23)组成了五连杆结构，振动凸轮(30)安装在副传动轴(6)上，牵引软轴(29)的芯轴一端通过滚轮嵌合在振动凸轮组(30)的凹槽里和振动凸轮(30)构成凸轮牵引机构，牵引软轴(29)的套管两端分别固定在粘贴模块机架(23)和承砖盘(28)上，振动锤(31)的根部通过铰链与承砖盘(28)的背面连接并装有扭转弹簧，振动锤(31)的腰部和牵引软轴(29)的芯轴连接，其头部悬空。

2.根据权利要求1所述的自动瓷砖粘贴机，其特征在于：所述的变速齿轮系(8)，其输入齿轮即不完全齿轮(17)与一级变速小齿轮(18)啮合，一级变速小齿轮(18)与二级变速大齿轮(19)同轴，二级变速大齿轮(19)与二级变速小齿轮(20)啮合，二级变速小齿轮(20)与三级变速大齿轮(21)同轴，三级变速大齿轮(21)与三级变速小齿轮(22)即变速齿轮系(8)的输出齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的自动瓷砖粘贴机，其特征在于：所述的竖直定位导轨(1)的齿条两侧有两个燕尾滑槽。

4.根据权利要求1所述的自动瓷砖粘贴机，其特征在于：所述的水平定位导轨(5)上有燕尾滑槽。

5.根据权利要求1所述的自动瓷砖粘贴机，其特征在于：所述的定位滑块(2)的底部有两个燕尾销。

6.根据权利要求1所述的自动瓷砖粘贴机，其特征在于：所述的粘贴模块机架(23)的底部有两个燕尾销。

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