CN101614071B - 智能铺砖机 - Google Patents

Abstract

本发明为智能铺砖机，属于机械电子一体化的智能机械。目前，建筑物地面砖铺设均为手工铺设，手工铺设存在质量差、效率低、劳动成本高等诸多缺陷。本发明采用了全新的生产工艺，采用了全新的智能铺砖机。该机在探测装置及特别编制的计算机应用软件的程序控制下，快速精准地完成地面砖铺设作业，其效率是手工操作的十数倍。不但大幅提高了铺设质量，而且加快了工程进度、降低了劳动成本。该项技术、产品的推广与应用，将有效提升建筑装修业的现代化及产业化生产水平。将为企业、社会创造良好的经济及社会效应。

Description

智能铺砖机

技术领域

本发明属于机械电子领域的一种智能机械，涉及一种建筑装修应用的智能铺砖机。

技术背景

现行建筑装修的地面砖铺设均为手工铺设，手工铺设存在很多缺陷；地砖间隙不均、高低不平、地砖与其下粘接层的粘接率低，而且地砖铺设进度非常缓慢，严重制约了该行业的健康发展。采用新工艺、采用智能铺砖机，完全克服了手工操作的诸多缺陷，不但提高了铺砖质量，而且大大提高了生产效率，降低了劳动生产成本；从而有效推动了该行业的产业化生产、及建筑机械的信息化水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种克服手工操作诸多缺陷、能提高铺砖质量及效率、降低劳动成本的智能铺砖机。

本发明的技术方案是：包括主机结构架、垫层铺设装置、地砖铺设装置、自动探测装置、三维定位行走升降装置，计算机程序处理装置；所述垫层铺设装置包括驱动杆、两个滑动机械臂、两个滑动槽、滚筒搅拌机构、振动铺料机构，所述驱动杆由固定在所述主机结构架上的电机驱动，所述两个滑动机械臂与驱动杆连接为一体，所述两个滑动槽与主机结构架固定连接，所述滑动机械臂在滑动槽中运行，所述滚筒搅拌机构固定在所述滑动机械臂上，所述振动辅料机构置于滚筒搅拌机构之下，与所述滑动机械臂、滚筒搅拌机构同步工作；所述地砖铺设装置包括驱动机构、滑动机械臂及滑动槽机构、连接架部件、四个伸缩杆、四个电动吸盘、振捣器、地砖储备框，所述滑动机械臂及滑动槽机构由四个滑动机械臂以及固定在所述主机结构架上的四个滑动槽构成，所述地砖铺设装置的滑动机械臂由所述驱动机构的驱动杆驱动，并与地砖铺设装置的滑动槽配合，所述连接架部件锁定所述四个伸缩杆，并与所述四个滑动机械臂连接为一体，所述四个伸缩杆的下端分别套装一个有一定张力的压力弹簧，所述四个电动吸盘固定在所述伸缩杆的下端，将所述弹簧包含其中，所述振捣器由振动电机、振动盘构成，所述振捣器通过振动盘与所述四个伸缩杆活动连接，连接位置在所述电动吸盘之上，所述地砖储备框固定在所述主机结构架的内侧，位于所述垫层铺设装置与地砖铺设装置之间；所述自动探测装置设置在所述主机结构架四角外侧上端等高的位置上，所述三维定位行走升降装置设置在该机底部，所述自动探测装置采集的数据信息经所述计算机程序处理装置处理、发出定位动作指令，由所述三维定位行走升降装置完成行走、升降动作。

所述三维定位行走装置的上平面还设有一个微调装置。

所述滚筒搅拌机构由电机、变速介轮、滚筒搅拌器构成，所述滚筒搅拌器由滚筒及螺旋搅拌推进部件构成。

所述压力弹簧的下端略低于所述伸缩杆的下端。

所述振动电机固定在所述振动盘的中心位置上。

所述振动盘通过其上下的压力弹簧锁定在所述伸缩杆上，所述振动盘下面的弹簧与所述电动吸盘上部紧密连接，所述振动盘在上下压力弹簧的压力下留有一定的上下振动空间。

所述振动盘的下平面镶嵌一硬质地橡塑板。

智能铺砖机还包括计算机显示屏装置，该装置通过多个显示框实时显示智能铺砖机的三维空阀状态及相关的作业信息。

采用智能铺砖机，不但大幅提高了铺砖质量，而且大大提高了生产效率，降低了劳动生产成本；从而有效推动了该行业的产业化生产、及建筑机械的信息化水平。

附图说明

图1为智能铺砖机的立体透视图。

具体实施方式

以下结合智能铺砖机附图对本发明作进一步说明。

图1所示部件E，是智能铺砖机的计算机程序控制装置。所采用的软件是根据地砖铺设的工艺要求及机械作业特点编制的，该机的全部作业程序是由计算机控制的。

图1所示部件F，是智能铺砖机的探测装置。该装置设置在主机结构架四角外侧上端、等高的位置上，是对场地周边设置的三维坐标标识进行探测、获取该机三维空间状态信息的装置，该装置将获取的信息反馈到计算机。是该机实现三维定位的重要装置。

图1所示部件D-1，是智能铺砖机的三维定位行走升降装置。该装置由行走、升降机械及计算机控制下的驱动机构构成。该装置进行三维定位，是探测装置对场地周边设置的三维坐标标识进行探测，将所探测到的该机实时三维空间状态信息、经由计算机处理、向定位机械发出相关动作指令完成的。在该装置的上层设有定位微调装置。

图1所示部件C，是智能铺砖机的主机结构架装置。该结构架将分散的、功能不同的各种装置集成为一个结构合理、操作方便、可以应用的有机整体。是智能铺砖机完成地砖铺设作业的立体结构平台。

图1所示部件A-1，是智能铺砖机垫层铺设装置的驱动杆。该驱动杆是由固定在主机结构架上的电机驱动的，是驱动垫层铺设装置进行往复运动、完成垫层铺设作业的部件。

图1所示部件A-2，是智能铺砖机垫层铺设装置的滑动机械臂。两滑动机械臂与驱动杆连接为一体，是垫层铺设作业的基础与平台。

图1所示部件A-3，是智能铺砖机垫层铺设装置的滑动槽。两滑动槽与主机结构架固定连接，用以保障滑动机械臂在滑动槽中平稳运行。

图1所示部件A-4，是智能铺砖机垫层铺设装置的滚筒搅拌机构。该机构固定在滑动机械臂上，是以滑动机械臂为平台作业的；该机构由电机、变速介轮、滚筒搅拌器构成；滚筒搅拌器由滚筒、及螺旋搅拌推进部件构成。该机构作业是在垫层铺设装置的滑动机械臂向外伸展的过程中进行的，在滑动机械臂开始外展的同时滚筒搅拌机构启动，掺合物经由另外的机械、即管道泵不断地注入滚筒搅拌器，掺合物在滚筒搅拌器的搅拌、推进下被均匀地从滚筒排出，这一排料过成、即是机械臂向外伸展的行程。掺合物的供给量是由垫层的需求量决定的，供给量由管道泵控制，供给量应略大于需求量。其中所说的掺合物是指水泥、砂料、水按一定比列配制的混合物。

图1所示部件A-5，是智能铺砖机垫层铺设装置的振动铺料机构。该机构由振捣器、料斗构成。该机构与滑动机械臂、滚筒搅拌机构同步工作。在机械臂开始外展的瞬间，滚筒搅拌器、振捣器开始工作，此时的料斗下端呈前倾档位；当掺合物不断经管道泵注入滚筒搅拌器、滚筒搅拌器不断将掺合物均匀地排至料斗、料斗在振捣器振动下将掺合物从狭长的料斗出口均匀地排出、料斗出口的刮板将排出的掺合物刮平；当机械臂伸展到终点时，掺合物随即停止注料，振捣器、滚筒搅拌器停止工作，铺料作业初步完成，机械臂向外伸展的全过程、既是铺料的全过程。当机械臂开始回收时，料斗下端呈后倾档位，料斗下端的刮板将基本铺好的掺合物细化、整理，即成图中所示的垫层，使其满足铺设地砖的需要。至此，机械臂的一个往复运动，完成了垫层铺设的全部作业。以上的垫层铺设全部作业是在计算机程序控制下完成的。

图1所示部件B-1，是智能铺砖机地砖铺设装置的驱动机构。该机构由电机、滑动槽、及驱动杆构成。电机及滑动槽固定在主机结构架上，滑动杆在电机驱动下、在滑动槽中平稳运行。

图1所示部件B-2，是智能铺砖机地砖铺设装置的滑动机械臂机构。该机构是由四个滑动机械臂及固定在主机结构架上的四个滑动槽构成，该机构的四个滑动机械臂分别与四个滑动槽精密配合。四个滑动机械臂是由驱动杆驱动的，是地砖铺设作业的运行机构。

图1所示部件B-3，是智能铺砖机地砖铺设装置的连接架部件。是地砖铺设装置中锁定四个垂直伸缩杆、并与四个滑动机械臂连接为一体的结构部件，由此形成一个稳定的、立体结构的地砖铺设作业平台。

图1所示部件B-4，是智能铺砖机地砖铺设装置的伸缩杆部件。四个伸缩杆的下端分别装有一块厚度相同、直径与杆径相同的硬质地橡塑板；四个伸缩杆的下端在伸缩过程中要始终保持同一水平高度。四个伸缩杆的下端分别套装一个有一定张力的压力弹簧，使弹簧下端略低于伸缩杆下端、有一定的垂直距离、并有一定的张力，弹簧上端锁定在伸缩杆上。

图1所示部件B-5，是智能铺砖机地砖铺设装置的电动吸盘部件。四个电动吸盘固定在伸缩杆的下端，将四个伸缩杆下端预置的弹簧包含在吸盘中。在吸盘吸取了其下的地砖时，伸缩杆下端的垂直剖面状态是：地砖与吸盘、地砖与压力弹簧是紧密接触的，地砖与伸缩杆下端存在一定的垂直距离。

图1所示部件B-6，是智能铺砖机地砖铺设装置的振捣器部件。该部件由振动电机、振动盘构成。振动电机固定在振动盘的中心位置上，振动盘的下平面镶嵌一硬质地橡塑板。振捣器是通过振动盘与四个伸缩杆活动连接的，其位置在吸盘之上，振动盘通过其上下的压力弹簧锁定在伸缩杆上，振动盘下面的弹簧与吸盘上部紧密连接；振动盘在上下压力弹簧的压力下有一定的振动空间，振动盘的下平面始终保持水平状态，并与吸盘吸取的地砖保持紧密接触。

图1所示部件B-7，是智能铺砖机的地砖储备框。该框固定在结构架内侧，在垫层装置之上、地砖铺设装置之下的一定位置上。该框可根据铺设地砖的规格调整其大小。该框既是地砖的储备框，又是地砖的定位框。

图1所示部件G，是智能铺砖机的计算机显示屏幕。该显示屏有多个显示框，可实时显示各主要作业环节的工作状态及相关数据信息，使工作人员对该机工作状态一目了然，做到心中有数。

地砖铺设的全过程是：地砖铺设装置停在结构架内的始发位置上，首先伸缩杆启动，伸缩杆下伸；当伸缩杆下端的电动吸盘触及到地砖储备框的地砖时，吸盘启动、并吸取地砖，伸缩杆携地砖小幅上提；随即，地砖铺设装置中的驱动电机启动，在驱动杆驱动下、伸缩杆携地砖与机械臂同步外展，当机械臂外展到规定的终点时，地砖所处空间位置、既是地砖要铺设位置的正上方；这时，驱动电机停机，伸缩杆启动、向下伸出，吸盘吸取的地砖同步下降，当地砖接触到其下已铺好的垫层时，伸缩杆下伸的速度迅速减缓；此刻，振捣器开始振动，地砖在振捣器的振动下，在伸缩杆缓慢下伸过程中、伸缩杆下端的压力弹簧的压力逐渐加大，同时，作用于地砖上的压力也同步加大，地砖在振动下不断下沉，当四个伸缩杆向下伸展的刚性压力克服了弹簧的弹性张力时，四个伸缩杆下端的硬质地橡塑板便触及地砖，此刻，振动器、伸缩杆停止工作，地砖准确地到达了要铺设的位置、即图中所示的垫层之上的位置。这时，伸缩杆、滑动机械臂复位，整个地砖铺设作业完成。地砖铺设装置的全部铺设作业是通过精密加工的机械、在计算机程序控制下完成的。

Claims (8)

1.一种智能铺砖机，其特征在于：包括主机结构架、垫层铺设装置、地砖铺设装置、自动探测装置、三维定位行走升降装置，计算机程序处理装置；所述垫层铺设装置包括驱动杆、两个滑动机械臂、两个滑动槽、滚筒搅拌机构、振动铺料机构，所述驱动杆由固定在所述主机结构架上的电机驱动，所述两个滑动机械臂与驱动杆连接为一体，所述两个滑动槽与主机结构架固定连接，所述滑动机械臂在滑动槽中运行，所述滚筒搅拌机构固定在所述滑动机械臂上，所述振动辅料机构置于滚筒搅拌机构之下，与所述滑动机械臂、滚筒搅拌机构同步工作；所述地砖铺设装置包括驱动机构、滑动机械臂及滑动槽机构、连接架部件、四个伸缩杆、四个电动吸盘、振捣器、地砖储备框，所述滑动机械臂及滑动槽机构由四个滑动机械臂以及固定在所述主机结构架上的四个滑动槽构成，所述地砖铺设装置的滑动机械臂由所述驱动机构的驱动杆驱动，并与地砖铺设装置的滑动槽配合，所述连接架部件锁定所述四个伸缩杆，并与所述四个滑动机械臂连接为一体，所述四个伸缩杆的下端分别套装一个有一定张力的压力弹簧，所述四个电动吸盘固定在所述伸缩杆的下端，将所述弹簧包含其中，所述振捣器由振动电机、振动盘构成，所述振捣器通过振动盘与所述四个伸缩杆活动连接，连接位置在所述电动吸盘之上，所述地砖储备框固定在所述主机结构架的内侧，位于所述垫层铺设装置与地砖铺设装置之间；所述自动探测装置设置在所述主机结构架四角外侧上端等高的位置上，所述三维定位行走升降装置设置在该机底部，所述自动探测装置采集的数据信息经所述计算机程序处理装置处理、发出定位动作指令，由所述三维定位行走升降装置完成行走、升降动作。

2.根据权利要求1所述的智能铺砖机，其特征在于：在所述三维定位行走装置的上平面还设有一个微调装置。

3.根据权利要求1所述的智能铺砖机，其特征在于：所述滚筒搅拌机构由电机、变速介轮、滚筒搅拌器构成，所述滚筒搅拌器由滚筒及螺旋搅拌推进部件构成。

4.根据权利要求1所述的智能铺砖机，其特征在于：所述压力弹簧的下端略低于所述伸缩杆的下端。

5.根据权利要求1所述的智能铺砖机，其特征在于：所述振动电机固定在所述振动盘的中心位置上。

6.根据权利要求5所述的智能铺砖机，其特征在于：所述振动盘通过其上下的压力弹簧锁定在所述伸缩杆上，所述振动盘下面的弹簧与所述电动吸盘上部紧密连接，所述振动盘在上下压力弹簧的压力下留有一定的上下振动空间。

7.根据权利要求1所述的智能铺砖机，其特征在于：所述振动盘的下平面镶嵌一硬质地橡塑板。

8.根据权利要求1-7任一所述的智能铺砖机，其特征在于：还包括计算机显示屏装置，该装置通过多个显示框实时显示智能铺砖机的三维空间状态及相关的作业信息。

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