发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种全自动智能泥墙机,旨在解决目前建筑行业墙体泥墙工程中,仍然采用人工作业的方式,存在机械化程度低、工人劳动强度大、施工工期长、施工费用大、施工质量受人为因素影响等问题。
本发明实施例是这样实现的,一种全自动智能泥墙机,所述全自动智能泥墙机包括:
行走车轮组,由四只车轮、驱动电机、减速器、轴编码器及连接件组成,实现所述全自动智能泥墙机的行走功能,轴编码器作为检测元器件,实现所述全自动智能泥墙机的水平行走距离检测,作为所述全自动智能泥墙机在被泥墙平面内的水平移动参数;
调平油缸,两只调平油缸分别安装于两只对角车轮的上方,用于所述全自动智能泥墙机与地面的垂直度调整;
底盘,所述全自动智能泥墙机的所有零部件的载体;
螺旋给料机构,由供料电机、给料螺杆、料斗、料斗平板、料斗油缸底板、料斗推移缸、料斗滑移托架、直线位移传感器组成,供料电机、给料螺杆安装在料斗内,在泥墙过程中实现供料给料的作用,料斗滑移托架嵌入在工作平台内部,在料斗滑移托架的推动下可沿着工作平台内部向外或者向里滑动,以保证被泥抹墙体的厚度,直线位移传感器用来检测料斗推移缸推移料斗的距离,进而保证被泥抹墙体的厚度,料斗平板将给料螺杆送来的料均匀而光滑地泥抹在墙体上,并保证了泥抹的压力;
砂浆输送机构,由砂浆喷嘴、可伸缩输浆软管、软管托架、混凝土输送泵组成,用于实现混凝土通过输浆软管、砂浆喷嘴直接给料斗供料,实现了供料自动化;
工作平台,螺旋给料机构和平台移动机构的载体,与平台移动机构的两个步进电机连接,在该步进电机的带动下,工作平台可沿着齿条作上下往复运动,完成工作平台的第一级上下工作移动;
齿条,有右齿条和左齿条2根,与左右工作液压缸活塞杆上端的齿条连接板固定在一起,并安装在直线导轨前侧,齿条后侧是与直线导轨滑动配合的燕尾槽,当工作平台上的平台电机及齿轮轴旋转时,工作平台带动螺旋给料机构及平台移动机构上下移动,实现工作平台的第一级上下工作移动;
平台移动机构,由平台电机及齿轮轴组成,工作平台左右各安装一套,和工作平台运动齿条配合,工作平台带动螺旋给料机构实现工作平台的第一级上下工作移动;
工作液压缸,两支工作液压缸垂直固定在底盘上,工作液压缸活塞杆上端左右各安装一块齿条连板,用于固定工作平台运动齿条,活塞杆上用移动时,带动连板、齿条及平台移动机构整体移动,从而使工作平台带动螺旋给料机构沿着安装在液压缸前侧面的直线导轨上下工作移动,实现工作平台的第二级上下工作移动;
直线导轨,两条直线导轨分别固定在左右工作液压缸的前侧面,与底盘连接在一起,从而与工作液压缸均固定不动,当工作液压缸活塞杆向上移动时,齿条后部的燕尾槽滑块与直线导轨相对运动,从而带动工作平台实现第二级上下工作移动;
支撑液压缸,两支直立的支撑液压缸固定在底盘后部上方,支撑液压缸活塞杆上方连接支撑板,用于泥墙时顶住屋顶,使所述全自动智能泥墙机稳定工作;
控制装置,由触摸屏、可编程控制器及其外围器件组成,用于实现所述全自动智能泥墙机的全自动控制,并可通过触摸屏由人设定要泥抹的厚度及路径,控制所述全自动智能泥墙机按照设定的厚度及规定的路径进行泥抹;
液压站,由液压油缸、油缸电机、电磁阀、速度同步阀组成,固定在底盘的上后方,用于提供各种液压油缸的动力,电磁阀用于油缸换向,速度同步阀用于保证左右两个工作液压缸同时上升或者下降移动,以防止工作平台歪斜;
双轴倾角传感器,固定在底盘上,用于检测所述全自动智能泥墙机底盘的水平度,来保证直线导轨与地面的垂直度,传感器的输出信号发送给控制装置的可编程控制器,经过PLC程序处理调整两条调平油缸的位移,来实现所述全自动智能泥墙机底盘的水平调整;
激光测距传感器,用于检测工作平台在上下方向上的直线位移。
进一步,通过可编程控制器、双轴倾角传感器、直线位移传感器、轴编码器,能够实现所述全自动智能泥墙机的泥抹墙皮的全自动控制,通过触摸屏设定的泥抹厚度,由可编程控制器控制料斗推移缸推动螺旋给料机构到达设定的深度值,该值由直线位移传感器检测反馈给检测系统参与闭环控制。
进一步,通过触摸屏规划或者设定泥抹的平面路径后,可编程控制器通过程序运算转换成可执行的代码,控制料斗平板及行走车轮组在按照设定的平面路径上泥抹,从而有效的避开了窗口、门口等特殊地方,提高了泥抹墙面的效率。
进一步,通过双轴倾角传感器检测底盘在水平面上X轴和Y轴倾角,作为可编程控制器的输入信号,由可编程控制器控制调平油缸的伸缩,从而保证料斗平板与地面垂直。
本发明的全自动智能泥墙机通过可编程控制器及执行机构和检测机构,可实现平面内任意泥抹墙面的路径及要泥抹的墙面厚度,通过双轴倾角传感器,保证了泥抹墙面的平面度,通过砂浆输送机构,实现了泥墙的自动供料,极大的改善了工人的操作环境,降低了工人的劳动强度,保证了泥抹的质量。
本发明填补了我国在建筑行业室内墙体泥墙中全自动泥墙方面的空白,能够应用在所有建筑行业的室内墙体泥墙工程中,科研成果将极大地带动科技进步和社会、经济的发展,极大地改善了工人的操作环境,降低了工人的劳动强度。
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。
图1示出了本发明提供的所述全自动智能泥墙机总体结构,该图为总体结构的主视图,展示了所述全自动智能泥墙机正面主视方向所能看到的全部零部件。在该图中尽最大可能体现了所述全自动智能泥墙机的总体结构,但仍有部分零部件被遮挡不能表达,未能表达部分见图2侧视图部分。
为了便于说明,仅仅示出了与本发明相关的部分。
图1表述的本发明的全自动智能泥墙机,所述全自动智能泥墙机包括:行走车轮1;调平油缸2;底盘3;车轮驱动机构4;直线导轨5;工作液压缸6;供料电机7;直线位移传感器8;给料螺杆9;料斗滑移托架10;料斗油缸底板11;前砂浆输送机构托架12;平台电机13;喷嘴14;料斗15;料斗平板16;料斗推移缸17;工作平台18;齿条19;平台移动齿轮轴20;液压站21;速度同步阀22;支撑液压缸23;激光测距传感器24;后砂浆输送机构托架25;倾斜可伸缩输浆软管26;水平可伸缩输浆软管27;齿条连接板28;支撑板29;控制装置30;车轮轴编码器31;砂浆输送泵32;双轴倾角传感器33。
所述行走车轮1,为所述行走车轮组零部件之一,由四只车轮及连接件组成,为所述行走车轮组零部件之一,安装在底盘3下方,行走方向与被铲墙体平行,实现所述全自动智能泥墙机的行走功能。
所述调平油缸2,由2支液压油缸组成,成对角安装于两只所述行走车轮1的上方,在所述双轴倾角传感器33的检测下,通过所述控制装置30的可编程控制器来控制所述调平油缸2的伸缩量,进而保证所述全自动智能泥墙机与地面的垂直度。
所述底盘3,为所述全自动智能泥墙机的所有零部件的载体,下部连接所述行走车轮组,上部与2支工作油缸及2支支撑油缸相连,所述液压站21、控制装置30均连接固定在所述底盘3上。
所述车轮驱动机构4,为所述行走车轮组零部件之一,由驱动电机、减速器组成,为所述行走车轮组的驱动部件。
所述直线导轨5,有左、右两条直线导轨,分别固定在左、右工作液压缸的前侧面,与所述底盘3连接在一起,从而与所述工作液压缸6一起固定不动,当所述工作液压缸6活塞杆向上移动时,所述齿条19后部的燕尾槽滑块与所述直线导轨5相对运动,从而带动所述工作平台18实现第二级上下工作移动。
所述工作液压缸6,有左、右两支工作液压缸,分别垂直固定在所述底盘3上,所述工作液压缸6活塞杆上端左右各安装一块齿条连接板28,用于固定所述齿条19,所述工作液压缸6的活塞杆向上用移动时,带动所述齿条连接板28、所述齿条19及所述平台移动机构整体移动,从而所述工作平台18带动所述螺旋给料机构沿着安装在所述工作液压缸6前侧面的所述直线导轨5上下工作移动,实现所述工作平台18的第二级上下工作移动。
所述供料电机7,为所述螺旋给料机构零部件之一,安装在所述料斗15之内,与所述给料螺杆9连接,为泥墙抹灰供料。
所述直线位移传感器8,为所述螺旋给料机构零部件之一,检测所述螺旋给料机构在所述料斗推移缸17的推动下的直线位移,并反馈给所述控制装置30,参与闭环控制。
所述给料螺杆9,为所述螺旋给料机构零部件之一,安装在所述料斗15之内,与所述给供料电机7连接,在所述供料电机7的旋转下,带动所述给料螺杆9旋转,通过所述给料螺杆9的螺旋叶片推动混凝土浆料为泥墙抹灰供料。
所述料斗滑移托架10,为所述螺旋给料机构零部件之一,固定在所述料斗15的左上侧,并与所述工作平台18的内滑槽配合,实现在所述料斗推移缸17的推动下的左右滑动。
所述料斗油缸底板11,为所述螺旋给料机构零部件之一,被固定在所述工作平台18上,用于支撑固定所述料斗推移缸17和所述直线位移传感器8。
所述前砂浆输送机构托架12,为所述砂浆输送机构零部件之一,固定在所述工作平台18前端上侧,用以支撑所述喷嘴14及所述水平可伸缩输浆软管27,保证所述砂浆输送机构能跟随所述工作平台18上下移动。
所述平台电机13,为所述平台移动机构零部件之一,与所述平台移动齿轮轴20配合,在所述平台电机13的旋转下,所述平台移动齿轮轴20在被固定的所述齿条19上移动下,带动所述工作平台18及所述螺旋给料机构实现第一级上下工作移动。
所述喷嘴14,为所述砂浆输送机构零部件之一,在所述前砂浆输送机构托架12的支撑下,与所述工作平台18同步上下,实现供料。
所述料斗15,为所述螺旋给料机构零部件之一,为所述螺旋给料机构的载体及容器,内部安装所述供料电机7及所述给料螺杆9,前端部分为砂浆容器,所述给料螺杆9推来的砂浆在泥墙之前存储在前端。
所述料斗平板16,为所述螺旋给料机构零部件之一,被固定在所述料斗15的最前端,为所述全自动智能泥墙机的抹墙工作装置,在所述料斗15的带动下往复运动,完成泥墙抹墙的动作,平板上被均匀开出了一定规则的圆孔,以便在所述给料螺杆9的推动下砂浆被泥在墙体上。
所述料斗推移缸17,为所述螺旋给料机构零部件之一,被固定在所述料斗油缸底板11上,并与所述料斗15连接,在所述控制装置30的控制下,推动所述料斗15一定的距离,实现泥抹厚度的控制。
所述工作平台18,为所述螺旋给料机构和平台移动机构的载体,与所述平台移动机构的两个步进电机固定连接,在该步进电机的带动下,所述工作平台18可沿着所述齿条19做上下往复运动,完成工作平台18的第一级上下工作移动,所述工作平台18的前端有滑动内槽,用于安装所述螺旋给料机构的料斗滑移托架10,使所述螺旋给料机构通过所述料斗滑移托架10前后滑动。
所述齿条19,有左、右齿条各一根,后部有与所述直线导轨5滑动配合的燕尾槽,与所述工作液压缸6的活塞杆上端的所述齿条连接板28固定在一起,在所述工作平台18上固定的所述平台移动机构的带动下,实现工作平台18的第一级上下工作移动。
所述平台移动齿轮轴20,为所述平台移动机构之一,与所述齿条19装配在一起,在所述平台电机13的带动下,带动所述工作平台18及所述螺旋给料机构实现第一级上、下工作移动。
所述液压站21,由液压油缸、油缸电机、电磁阀、速度同步阀22组成,固定在所述底盘3的上后方,用于提供各种液压油缸的动力。
所述速度同步阀22,为所述液压站21的零部件之一,用于保证左右所述两个工作液压缸同时上升或者下降移动,保证所述工作平台18的水平性,以防止所述工作平台18倾斜。
所述支撑液压缸23,左、右各一支,两支均固定在所述底盘3后部上方,用于泥墙时伸出活塞杆顶住屋顶,使所述全自动智能泥墙机稳定工作。
所述激光测距传感器24,安装在所述工作平台18的下方中间部位,激光发射头向下,并直接发射到所述底盘3的上面,检测的信号经由所述控制装置的可编程控制器A/D转换,得出所述工作平台18距离所述底盘3的上下距离,用于检测所述工作平台18在上下方向上的直线位移。
所述后砂浆输送机构托架25,为所述砂浆输送机构零部件之一,固定在所述工作平台18后端上侧,用以支撑所述喷嘴14及所述水平可伸缩输浆软管27及所述倾斜可伸缩输浆软管26,保证所述砂浆输送机构能跟随所述工作平台18上下移动。
所述倾斜可伸缩输浆软管26,为所述砂浆输送机构零部件之一,混凝土经由所述砂浆输送泵32通过所述倾斜可伸缩输浆软管26、所述水平可伸缩输浆软管27、所述喷嘴14为所述料斗15送料。
所述水平可伸缩输浆软管27,为所述砂浆输送机构零部件之一,通过所述前砂浆输送机构托架12及所述所述后砂浆输送机构托架25支撑在所述工作平台18上,长度可以伸缩,能跟随所述工作平台18上下移动,保证了所述砂浆输送机构的紧凑性。
所述齿条连接板28,左、右各一块,安装在所述左右工作液压缸的活塞杆上端,用于固定所述齿条19。
所述支撑板29,左、右各一支,均固定所述支撑液压缸23活塞杆顶部,保证所述支撑液压缸23伸出活塞杆与屋顶良好的接触,保证所述全自动智能泥墙机的工作稳定性。
所述控制装置30,由触摸屏、可编程控制器及其外围器件组成,用于实现所述全自动智能泥墙机的全自动控制,并可通过触摸屏由人设定要泥抹厚度及路径,控制该全自动智能墙体泥墙机按照设定的厚度及规定的路径进行泥抹。
所述车轮轴编码器31,为所述行走车轮组零部件之一,安装在所述行走车轮1后,用于检测行走车轮1的直线距离,实现所述全自动智能泥墙机在被铲墙体水平位置的判定。
所述砂浆输送泵32,为所述砂浆输送机构零部件之一,垒砌送料的动力零部件,将搅合好的混凝土经过所述混凝土进管为所述智能砌墙机砂浆。
所述双轴倾角传感器33,固定在所述底盘3上,用于所述底盘3的水平度,来保证所述直线导轨5与地面的垂直度,传感器的输出信号发送给所述控制装置30的可编程控制器,经过PLC程序处理调整两条所述调平油缸2的位移,来实现所述底盘3的水平调整,保证了所述全自动智能泥墙机的垂直度。
下面结合附图2及具体实施例对本发明作进一步描述。
如图2所示,为所述全自动智能泥墙机总体结构的侧视图,从侧面的视角展示了所述全自动智能泥墙机在侧视方向的零部件。尽管在图1中尽最大可能体现了所述全自动智能泥墙机的总体结构,但仍有部分零部件被遮挡不能表达,从图2能更全面描述和理解所述全自动智能泥墙机的结构。
图2表述了所述全自动智能泥墙机在侧视方向的零部件及位置关系,图2所示的零部件有:行走车轮1;调平油缸2;底盘3;右工作液压缸34;右直线导轨35;车轮驱动机构4;液压站21;工作平台18;右平台电机36;右平台移动齿轮轴37;右齿条38;右导轨连接板39;右齿条连接板40;料斗油缸底板11;料斗推移缸17;前砂浆输送机构托架12;喷嘴14;料斗15;左平台移动齿轮轴41;左平台电机42;料斗滑移托架10;左导轨连接板43;左齿条44;左齿条连接板45;左直线导轨46;左工作液压缸47零部件在侧视方向的位置和关系。
图2中所述大部分零部件的组成和功能在图1中已经介绍,在此不再赘述,下面仅介绍图2中在位置和结构上与图1不同的部分。
图2中,所述右工作液压缸34及所述左工作液压缸47为图1中所述的工作液压缸6,其与前侧通过图2所述右导轨连接板39、左导轨连接板43固定所述右直线导轨35及左直线导轨46,所述螺旋给料机构位于所述左工作液压缸47、右工作液压缸34的中间位置。
图2中,所述右直线导轨35及所述左直线导轨46为图1中所述的直线导轨5,其与图2所述右工作液压缸34及所述左工作液压缸47通过所述右导轨连接板39、左导轨连接板43固定连接。
图2中,所述右齿条38及所述左齿条44为图1中所述的齿条19,其与图2所述右齿条连接板40及所述左齿条连接板45与右工作液压缸34、左工作液压缸47的活塞杆连接。
图2中,所述右平台电机36、右平台移动齿轮轴37及左平台电机42、左平台移动齿轮轴41为所述全自动智能泥墙机的平台移动机构。
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。