CN105523385B - 一种自动化码砖装置 - Google Patents

Abstract

一种自动化码砖装置，属于运输或贮存装置技术领域，它包括机械部分、液压部分和电控部分，所述机械部分包括可移动基座和层砖吊运码垛装置，所述可移动基座包括主体框架及安装于主体框架顶部的水平吊运轨道，所述主体框架的内部空间沿着由吊运轨道左端到右端的方向依次划分为托板收集区、上料区、层砖摆放姿态调整区和层砖码垛区。本发明解决了建筑砖块的自动化码垛问题，不仅提高了建筑砖块码垛作业的工作效率，而且降低了操作者劳动强度和建筑施工成本。

Description

一种自动化码砖装置

技术领域

本发明涉及一种自动化码砖装置，属于运输或贮存装置技术领域。

背景技术

在我国城市化进程中，建筑业得到迅猛发展，但是受传统施工方法影响，我国建筑行业仍属于劳动密集型产业，在建筑施工过程中，还需要大量繁重的体力劳动。例如针对建筑砖块的码垛问题，为了保证砖垛的稳定性，需将建筑砖块按照附图1所示的排列方式码垛，即：在同一砖层中包括不同摆放姿态的A组砖块和B组砖块，相邻砖层的A组砖块和B组砖块交替摆放。目前，建筑砖块的码垛作业一般由人工操作完成，不仅存在操作者劳动强度大、工作效率低的缺陷，而且随着社会的进步，劳动力价值不断提升，由此带来了建筑施工成本越来越高的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术之弊端，提供一种自动化码砖装置，以提高建筑砖块码垛作业的工作效率、降低操作者劳动强度和建筑施工成本。

本发明上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种自动化码砖装置，包括机械部分、液压部分和电控部分，所述机械部分包括可移动基座和层砖吊运码垛装置，所述可移动基座包括主体框架及安装于主体框架顶部的水平吊运轨道，所述主体框架的内部空间沿着由吊运轨道左端到右端的方向依次划分为托板收集区、上料区、层砖摆放姿态调整区和层砖码垛区；所述层砖吊运码垛装置包括通过桁架滚轮配装在吊运轨道上的吊运桁架、桁架滚轮驱动机构，以及从左到右依次安装在吊运桁架上的托板吊运吊具、层砖换位转运吊具和层砖码垛吊运吊具，所述层砖码垛吊运吊具包括层砖吊架、砖夹升降电机、第一传动组件、第一链轮、第一链条、夹取机构以及竖直布置的第一导柱和第一导套，所述砖夹升降电机固定在吊运桁架上并通过第一传动组件驱动第一链轮运转；所述第一链条配装在第一链轮上并与层砖吊架相连；所述第一导柱固定在层砖吊架顶部；所述第一导套套装在第一导柱上并与吊运桁架固定连接；所述夹取机构安装在层砖吊架的底部并随吊运桁架的左右移动在层砖摆放姿态调整区与层砖码垛区之间切换；所述电控部分包括PLC、放砖夹升降变频器、放砖夹打开继电器、放砖夹闭合继电器以及与PLC的输入端口相连的编码器、放砖夹上限位开关、放砖夹中限减速开关、放砖夹中限位开关和放砖夹下限位开关，所述编码器安装在第一链轮的轮轴上；所述放砖夹上限位开关安装在吊运桁架上并与层砖吊架上的上限触发块相对应；所述放砖夹中限减速开关、放砖夹中限位开关和放砖夹下限位开关自上而下依次布置在吊运桁架上并与第一导柱上的下限触发块相对应；所述放砖夹升降变频器的输入端接PLC的输出端，放砖夹升降变频器的输出端控制砖夹升降电机；所述放砖夹打开继电器和放砖夹闭合继电器的控制线圈接PLC的输出端，二者的常开触点控制夹取机构的液压电磁阀。

上述自动化码砖装置，所述主体框架的层砖摆放姿态调整区内设置有层砖摆放姿态调整装置，所述层砖摆放姿态调整装置包括可旋转底座、工作台、工作台旋转电机和底座旋转电机；所述可旋转底座安装在可移动基座上，由底座旋转电机驱动运转；所述工作台安装在可旋转底座上并分割为第一工作台和第二工作台组成，所述第一工作台设置正方形结构并由工作台旋转电机驱动运转，在第一工作台的台面下方设有与可旋转底座固定连接的滚轮轨道，所述第二工作台设置矩形结构的台面，在第二工作台下面设有与滚轮轨道配合的平移滚轮，在第一工作台和第二工作台之间设置推杆，所述推杆的两端分别与第一工作台、第二工作台铰接装配；所述电控部分还包括旋转变频器、工作台旋转继电器、底座旋转继电器以及与PLC的输入端口相连的底座正转到位开关、底座反转到位开关、工作台正转到位开关和工作台反转到位开关，所述旋转变频器的输入端接PLC的输出端，旋转变频器的输出端分别经工作台旋转继电器和底座旋转继电器的常开触点与工作台旋转电机和底座旋转电机连接，所述工作台旋转继电器和底座旋转继电器的控制线圈接PLC的输出端；所述底座正转到位开关和底座反转到位开关安装在可移动基座上并与可旋转底座上的底座限位块相对应；所述工作台正转到位开关和工作台反转到位开关安装在可旋转底座上并与第一工作台上的工作台限位块相对应。

上述自动化码砖装置，所述主体框架的上料区设置有上料装置，所述上料装置包括上料车、上料轨道、上料油缸、底架、托板支架和托板位置调整机构；所述上料车由上料油缸驱动沿上料轨道往复运动；所述上料油缸、上料轨道、托板支架和托板位置调整机构均安装在底架上；所述底架固定在自动化码砖装置的可移动基座上；所述托板支架为可升降结构；所述托板位置调整机构布置在托板支架的外侧。

上述自动化码砖装置，所述托板吊运吊具包括托板升降机构、托板吊架导向机构、托板吊架和吊钩；所述托板升降机构包括板夹升降电机、第二传动组件、第二链轮和第二链条，所述板夹升降电机设置在层砖吊运码垛装置的吊运桁架上，板夹升降电机的输出端通过第二传动组件驱动第二链轮运转，所述第二链条与第二链轮配装，第二链条与托板吊架相连；所述托板吊架导向机构包括竖直布置的第二导柱和第二导套，所述第二导柱固定在托板吊架顶端，所述第二导套固定在层砖吊运码垛装置的吊运桁架上，第二导柱穿入第二导套内；所述托板吊架为矩形框架结构，在其底面设置吊钩，托板吊运吊具随吊运桁架的左右移动在上料区与托板收集区之间切换。

上述自动化码砖装置，所述层砖换位转运吊具与层砖码垛吊运吊具的结构相同，层砖换位转运吊具随吊运桁架的左右移动在上料区与层砖摆放姿态调整区之间切换。

上述自动化码砖装置，所述夹取机构包括一组液压缸、夹板和导向元件，所述液压缸数量不少于八组，在层砖吊架矩形框架的每一侧边均匀布置两组，液压缸的伸缩臂与布置在层砖吊架矩形框架周边的夹板连接，所述导向元件数量不少于四组，连接在层砖吊架与夹板之间。

上述自动化码砖装置，所述可移动基座还设有行走轮和行走驱动机构；所述行走轮布置在主体框架的底部，包括驱动轮和转向轮，所述驱动轮通过左右对称布置的半轴、差速器与行走驱动机构连接，所述转向轮通过双杆油缸控制其转向动作；所述行走驱动机构采用行走电机，通过链传动或者齿轮传动方式驱动差速器、半轴及驱动轮运转。

上述自动化码砖装置，所述上料装置在底架后端设置万向轮。

上述自动化码砖装置，所述托板吊运吊具中的板夹升降电机、层砖换位转运吊具中的砖夹升降电机、层砖摆放姿态调整装置中的工作台旋转电机、底座旋转电机及可移动基座行走驱动机构的行走电机均为刹车电机，每台刹车电机的制动器由与PLC相连的制动接触器来控制。

上述自动化码砖装置，液压部分包括层砖码垛吊运吊具液压回路、层砖换位转运吊具液压回路和控制部分液压回路，所述层砖码垛吊运吊具液压回路中设有蓄能器，在控制部分液压回路中设有顺序阀，使举料油缸先于上料油缸工作。

本发明的有益效果主要体现在以下方面：

本发明上料装置中的上料车可搭载多层码放砖块的托板，由上料油缸驱动沿上料轨道往复运动，实现了自动化码砖装置的自动上料过程，上料装置中托板支架用于支撑运送至上料区的托板，托板支架具有升降功能，当搭载多层托板的上料车运动至上料区时，首先托板支架将搭载在上料车上的托板举升至一定高度，使其与上料车脱离，在空载的上料车退至上料轨道后端时，托板支架回落至初始位置，然后上料装置中托板位置调整机构驱动托板左右移动，实现砖块位置的调整。

本发明的层砖吊运码垛装置将托板吊运吊具、层砖换位转运吊具、层砖码垛吊运吊具均安装在吊运桁架上，形成一体式吊运桁架结构，通过桁架滚轮驱动机构和桁架滚轮的配合，使吊运桁架在自动化码砖装置基座顶部吊运轨道上左右运动，实现托板吊运吊具、层砖换位转运吊具、层砖码垛吊运吊具在自动化码砖装置的托板收集区、上料区、层砖摆放姿态调整区和层砖码垛区之间的位置切换，从而达到建筑砖块自动化码垛的目的。

本发明将层砖换位转运吊具和层砖码垛吊运吊具设计为相同结构，在层砖换位转运吊具和层砖码垛吊运吊具中，升降机构通过链条带动吊架上下运动，同时通过导向机构中导柱与导套的配合，保证了动作的稳定性；夹取机构选用液压控制方式，配合导向元件的导向作用，使夹板运动更加平稳。

本发明将层砖摆放姿态调整装置中的工作台设计为分体结构，使工作台包括第一工作台和第二工作台两部分，并在第一工作台和第二工作台之间设置铰接装配的推杆，当工作台旋转电机驱动第一工作台旋转时，通过推杆推动第二工作台，使第二工作台底面的平移滚轮沿滚轮轨道运动，带动第二工作台向远离第一工作台的方向水平移动，为第一工作台避让旋转空间；在第一工作台旋转90度时，推杆拉动第二工作台复位，此时第一工作台与第二工作台上的砖块呈相互垂直的摆放姿态，然后，由底座旋转电机驱动旋转底座旋转，工作台上的层砖随之旋转180度，完成层砖摆放姿态的调整。

本发明设置可移动基座，通过驱动轮、转向轮的配合，可满足不同施工现场的使用需求，具有良好的通用性能。

本发明将托板吊运吊具中的板夹升降电机、层砖换位转运吊具中的砖夹升降电机、层砖摆放姿态调整装置中的工作台旋转电机、底座旋转电机及可移动基座行走驱动机构的行走电机均设计为刹车电机，所有电机由PLC进行自动控制，充分保证了各运动部件可靠的锁止性能，从而提高了该自动化码砖装置的安全性能。

综上所述，本发明解决了建筑砖块的自动化码垛问题，不仅提高了建筑砖块码垛作业的工作效率，而且降低了操作者劳动强度和建筑施工成本。

附图说明

图1是砖垛示意图；

图2是本发明总体结构示意图；

图3是可移动基座结构示意图；

图4是图3中C-C剖面结构示意图；

图5是上料装置的主视图；

图6是上料装置的侧视图；

图7是层砖吊运码垛装置示意图；

图8是图7中M-M剖面结构示意图；

图9托板调运吊具结构示意图；

图10是层砖码垛吊运吊具结构示意图；

图11是层砖码垛吊运吊具中夹取装置结构示意图（俯视）；

图12是层砖摆放姿态调整装置主视图；

图13是层砖摆放姿态调整装置侧视图；

图14是电控部分的电原理图（层砖码垛吊运吊具和层砖摆放姿态调整装置）；

图15、图16是本发明所述自动化码砖装置工作过程示意图；

图17是本发明的液压部分的示意图。

图中各标号清单为：1、可移动基座，1-1、主体框架，1-2、行走轮，1-2-1、驱动轮，1-2-2、转向轮，1-3、行走驱动机构，1-4、吊运轨道，1-5、双杆油缸，1-6、差速器，1-7、半轴，1-8、托板收集架，2、上料装置，2-1、上料车，2-2、上料轨道，2-3、上料油缸，2-4、托板支架，2-5、托板位置调整机构，2-6、底架，2-7、万向轮，3、层砖吊运码垛装置，3-1、吊运桁架，3-2、托板吊运吊具，3-2-1、板夹升降电机，3-2-2、第二传动组件，3-2-3、第二链轮，3-2-4、第二链条，3-2-5、第二导柱，3-2-6、第二导套，3-2-7、托板吊架，3-2-8、吊钩，3-3、层砖换位转运吊具， 3-4、层砖码垛吊运吊具，3-4-1、下限触发块，3-4-2、第一传动组件，3-4-3、第一链轮，3-4-4、第一链条，3-4-5、第一导柱，3-4-6、第一导套，3-4-7、层砖吊架，3-4-8、夹取机构，3-4-8-1、液压缸，3-4-8-2、夹板，3-4-8-3、导向元件，3-4-9、上限触发块，3-5、桁架滚轮驱动机构，3-6、桁架滚轮，3-6-1、主动滚轮，4、层砖摆放姿态调整装置，4-1、工作台，4-1-1、第一工作台，4-1-2、第二工作台，4-2、工作台限位块，4-3、可旋转底座，4-4、底座限位块，4-5、推杆，4-6、平移滚轮，4-7、滚轮轨道，5、建筑砖块，6、托板； 7、层砖码垛吊运吊具液压回路，7-1、蓄能器，8、层砖换位转运吊具液压回路，9、控制部分液压回路，9-1、顺序阀，9-2、举料油缸；BM，编码器，PLC、可编程序控制器，M1、砖夹升降电机，M2、工作台旋转电机，M3、底座旋转电机，BP1、放砖夹升降变频器，BP2、旋转变频器，Jc、砖夹升降电机制动接触器，J1、工作台旋转继电器，J2、底座旋转继电器，J3、放砖夹打开继电器，J4、放砖夹闭合继电器，Kfs、放砖夹上限位开关，Kfz、放砖夹中限位开关，Kfzj、放砖夹中限减速开关，Kfx、放砖夹下限位开关，Kdz、底座正转到位开关，Kdf、底座反转到位开关，Ktz、工作台正转到位开关，Ktf、工作台反转到位开关；

Ⅰ、托板收集区，Ⅱ、上料区，Ⅲ、层砖摆放姿态调整区，Ⅳ、层砖码垛区。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

需要特别说明的是：本发明实施例中所提到的“前”、“后”、“左”、“右”等方位词与附图中标识的前、后、左、右方向一致。

参看图 2、图3，本发明所述自动化码砖装置包括可移动基座1、上料装置2、层砖吊运码垛装置3和层砖摆放姿态调整装置4；所述可移动基座1包括主体框架1-1和吊运轨道1-4，所述主体框架1-1的内部空间布局划分为托板收集区Ⅰ、上料区Ⅱ、层砖摆放姿态调整区Ⅲ和层砖码垛区Ⅳ，所述吊运轨道1-4布置在主体框架1-1的顶部；所述上料装置2位于上料区Ⅱ；所述层砖吊运码垛装置3与吊运轨道1-4配装，层砖吊运码垛装置3沿吊运轨道1-4在可移动基座1顶部左右移动；所述层砖摆放姿态调整装置4位于层砖摆放姿态调整区Ⅲ。

参看图4，本发明的可移动基座1还设有行走轮1-2和行走驱动机构1-3；所述行走轮1-2布置在主体框架1-1的底部，包括驱动轮1-2-1和转向轮1-2-2，所述驱动轮1-2-1通过左右对称布置的半轴1-7、差速器1-6与行走驱动机构1-3连接，所述转向轮1-2-2通过双杆油缸1-5控制其转向动作；所述行走驱动机构1-3采用行走电机，通过链传动或者齿轮传动方式驱动差速器1-6、半轴1-7及驱动轮1-2-1运转。

参看图5、图6，在本发明所述自动化码砖装置中，所述上料装置2用于将码放砖块的多层托板6由主体框架1-1外部运送至上料区Ⅱ，它包括上料车2-1、上料轨道2-2、上料油缸2-3、底架2-6、托板支架2-4和托板位置调整机构2-5；所述上料车2-1由上料油缸2-3驱动沿上料轨道2-2往复运动；所述上料油缸2-3、上料轨道2-2、托板支架2-4和托板位置调整机构2-5均安装在底架2-6上；所述底架2-6固定在自动化码砖装置的可移动基座1上，在底架2-6的后端设置万向轮2-7，通过万向轮2-7使上料装置2随可移动基座1移动，满足不同施工现场的要求；所述托板支架2-4为可升降结构，用于支撑并调整托板6的上下位置；所述托板位置调整机构2-5用于实现托板6左右位置的调整；托板位置调整机构2-5布置在托板支架2-4的外侧。

参看图 7、图8，在本发明所述自动化码砖装置中，所述层砖吊运码垛装置3包括吊运桁架3-1、托板吊运吊具3-2、层砖换位转运吊具3-3、层砖码垛吊运吊具3-4、桁架滚轮驱动机构3-5和桁架滚轮3-6；所述桁架滚轮3-6数量不少于四组，均布在吊运桁架3-1的底部前后两侧边框上，其中一组为与桁架滚轮驱动机构3-5配装的主动滚轮3-6-1；所述托板吊运吊具3-2、层砖换位转运吊具3-3、层砖码垛吊运吊具3-4及桁架滚轮驱动机构3-5均安装在吊运桁架3-1上；所述吊运桁架3-1通过桁架滚轮3-6在自动化码砖装置可移动基座1顶部吊运轨道1-4上左右运动，带动托板吊运吊具3-2在托板收集区Ⅰ和上料区Ⅱ之间位置切换，层砖换位转运吊具3-3在上料区Ⅱ和层砖摆放姿态调整区Ⅲ之间位置切换，层砖码垛吊运吊具3-4在层砖摆放姿态调整区Ⅲ和层砖码垛区Ⅳ之间位置切换。

参看图9，在本发明所述自动化码砖装置中，所述托板吊运吊具3-2包括托板升降机构、托板吊架导向机构、托板吊架3-2-7和吊钩3-2-8；所述托板升降机构包括板夹升降电机3-2-1、第二传动组件3-2-2、第二链轮3-2-3和第二链条3-2-4，所述板夹升降电机3-2-1设置在层砖吊运码垛装置3的吊运桁架3-1上，板夹升降电机3-2-1的输出端通过第二传动组件3-2-2驱动第二链轮3-2-3运转，所述第二链条3-2-4与第二链轮3-2-3配装，第二链条3-2-4与托板吊架3-2-7相连；所述托板吊架导向机构包括竖直布置的第二导柱3-2-5和第二导套3-2-6，所述第二导柱3-2-5固定在托板吊架3-2-7顶端，所述第二导套3-2-6固定在层砖吊运码垛装置3的吊运桁架3-1上，第二导柱3-2-5穿入第二导套3-2-6内；所述托板吊架3-2-7为矩形框架结构，在其底面设置吊钩3-2-8。

参看图7、图10，在本发明所述自动化码砖装置中，所述层砖换位转运吊具3-3和层砖码垛吊运吊具3-4的组成结构相同，均包括层砖升降机构、层砖吊架导向机构构、层砖吊架3-4-7和夹取机构3-4-8；所述层砖升降机构包括砖夹升降电机M1、第一传动组件3-4-2、第一链轮3-4-3和第一链条3-4-4，所述砖夹升降电机M1设置在层砖吊运码垛装置3的吊运桁架3-1上，砖夹升降电机M1的输出端通过第一传动组件3-4-2驱动第一链轮3-4-3运转，所述第一链条3-4-4与第一链轮3-4-3配装，第一链条3-4-4与层砖吊架3-4-7相连；所述层砖吊架导向机构构包括竖直布置的第一导柱3-4-5和第一导套3-4-6，所述第一导柱3-4-5固定在层砖吊架3-4-7顶端，所述第一导套3-4-6固定在层砖吊运码垛装置3的吊运桁架3-1上，第一导柱3-4-5穿入第一导套3-4-6内；所述层砖吊架3-4-7为矩形框架结构，在其底面设置夹取机构3-4-8。

参看图11，在本发明所述自动化码砖装置中，所述夹取机构3-4-8包括一组液压缸3-4-8-1、夹板3-4-8-2和导向元件3-4-8-3，所述液压缸3-4-8-1数量不少于八组，在层砖吊架3-4-7矩形框架的每一侧边均匀布置两组，液压缸3-4-8-1的伸缩臂与布置在层砖吊架3-4-7矩形框架周边的夹板3-4-8-2连接，所述导向元件3-4-8-3数量不少于四组，连接在层砖吊架3-4-7与夹板3-4-8-2之间。

参看图12、图13，在本发明所述自动化码砖装置中，所述层砖摆放姿态调整装置4包括可旋转底座4-3、工作台4-1、工作台旋转电机M2和底座旋转电机M3；所述可旋转底座4-3安装在可移动基座1上，由底座旋转电机M3驱动运转；所述工作台4-1安装在旋转底座4-3上，由第一工作台4-1-1和第二工作台4-1-2组成，所述第一工作台4-1-1设置正方形结构的台面，第一工作台4-1-1由工作台旋转电机M2驱动运转，在第一工作台4-1台面下方设有滚轮轨道4-7，所述第二工作台4-1-2设置矩形结构的台面，在第二工作台4-1-2下面设有与滚轮轨道4-7配合的平移滚轮4-6，在第一工作台4-1-1和第二工作台4-1-2之间设置推杆4-5，推杆4-5的两端分别与第一工作台4-1-1、第二工作台4-1-2铰接装配。

参看图10、图12、图13、图14，本发明的电控部分包括PLC、放砖夹升降变频器BP1、旋转变频器BP2、工作台旋转继电器J1、底座旋转继电器J2、放砖夹打开继电器J3、放砖夹闭合继电器J4、编码器BM、放砖夹上限位开关Kfs、放砖夹中限减速开关Kfzj、放砖夹中限位开关Kfz、放砖夹下限位开关Kfx、底座正转到位开关Kdz、底座反转到位开关Kdf、工作台正转到位开关Ktz和工作台反转到位开关Ktf。在层砖码垛吊运吊具3-4的控制过程中，PLC根据放砖夹上限位开关Kfs和放砖夹下限位开关Kfx检测层砖吊架3-4-7是否运行到两个极限高度，当层砖吊架3-4-7到达任一极限高度时都使砖夹升降电机M1停止运行，以保护整个装置的安全。层砖码垛吊运吊具3-4在层砖摆放姿态调整区Ⅲ内且层砖吊架3-4-7下降时，PLC根据放砖夹中限减速开关Kfzj和放砖夹中限位开关Kfz检测层砖吊架3-4-7的高度，当放砖夹中限减速开关Kfzj被触发时，说明层砖吊架3-4-7已接近工作台4-1上的层砖，PLC控制砖夹升降电机M1减速运行，当放砖夹中限位开关Kfz被触发时，PLC控制放砖夹闭合继电器J4动作，使夹取机构3-4-8夹紧层砖。层砖码垛吊运吊具3-4在层砖码垛区层Ⅳ内时，PLC根据编码器BM的输出信号计算出每次放砖后的砖垛高度，并实时计算层砖吊架3-4-7的高度，然后根据计算结果控制层砖吊架3-4-7的放砖时刻及每次放砖后的上升高度，防止因层砖吊架3-4-7上升过高而造成能量和时间的浪费。PLC通过放砖夹升降变频器BP1控制砖夹升降电机M1运行。在层砖摆放姿态调整装置4的控制过程中，PLC根据底座正转到位开关Kdz和底座反转到位开关Kdf检测可旋转底座4-3是否旋转到位，根据工作台正转到位开关Ktz和工作台反转到位开关Ktf检测第一工作台4-1-1是否旋转到位，并根据它们的输出信号控制工作台旋转电机M2和底座旋转电机M3的停止时间。由于可旋转底座4-3和第一工作台4-1-1的旋转不是同时进行的，所以工作台旋转电机M2和底座旋转电机M3采用同一台旋转变频器BP2来控制，两台电机的切换由工作台旋转继电器J1和底座旋转继电器J2来控制，这样就降低了设备的制造成本。在图14中，砖夹升降电机制动接触器Jc的触点用于控制砖夹升降电机M1的制动器。

参看图15、图16、图17，本发明所述自动化码砖装置的工作过程为：

一、上料：上料油缸2-3伸缩臂回缩，驱动上料车2-1沿上料轨道2-2运动，在上料车2-1将多层满载建筑砖块5的托板6运送至上料区Ⅱ的托板支架2-4上方后，液压回路（9）中设有顺序阀（9-1），使举料油缸（9-2）先于上料油缸（2-3）工作，由托板支架2-4将搭载在上料车2-1上的托板6举升至一定高度，使其与上料车2-1脱离，上料油缸2-3伸缩臂伸展，上料车2-1退出上料区Ⅱ.

二、托板位置调整：托板支架2-4回落至初始位置，托板位置调整机构2-5对最下层的托板6的左右位置进行调整，使托板6处于层砖换位转运吊具3-3工作位置的正下方。

三、层砖换位吊运：层砖换位转运吊具3-3动作，将最上层的建筑砖块5夹起，层砖吊运码垛装置3的吊运桁架3-1向右运动，带动层砖换位转运吊具3-3将建筑砖块5吊运至层砖摆放姿态调整区Ⅲ，此时，托板吊运吊具3-2位于上料区Ⅱ，层砖码垛吊运吊具3-4位于层砖码垛区Ⅳ。

四、托板吊运：在层砖换位转运吊具3-3将建筑砖块5放置于层砖摆放姿态调整4的工作台上时，位于上料区Ⅱ的托板吊运吊具3-2动作，将最上层空置的托板6吊起，层砖吊运码垛装置3的吊运桁架3-1向左运动，带动托板吊运吊具3-2将托板6吊运至托板收集区Ⅰ，将托板6放置于托板收集架1-8上，此时，层砖换位转运吊具3-3位于上料区Ⅱ，层砖码垛吊运吊具3-4位于层砖摆放姿态调整区Ⅲ。

五、层砖摆放姿态调整：在层砖吊运码垛装置3的吊运桁架3-1向左运动的同时，层砖摆放姿态调整装置4动作，由工作台旋转电机M2驱动第一工作台4-1-1旋转，通过推杆4-5推动第二工作台4-1-2，使第二工作台4-1-2底面的平移滚轮4-6沿滚轮轨道4-7运动，带动第二工作台4-1-2向远离第一工作台4-1-1的方向水平移动，为第一工作台4-1-1避让旋转空间；在第一工作台4-1-1旋转90度时，推杆4-5拉动第二工作台4-1-2复位，此时第一工作台4-1-1与第二工作台4-1-2上的建筑砖块5呈相互垂直的摆放姿态，然后，由底座旋转电机M3驱动可旋转底座4-3旋转，工作台上的层砖随之旋转180度，完成层砖摆放姿态的调整。

六、层砖码垛：在托板吊运吊具3-2将托板6放置于托板收集架1-8上的同时，层砖码垛吊运吊具3-4动作，将层砖摆放姿态调整装置4上的层砖吊起；层砖吊运码垛装置3的吊运桁架3-1向右运动，带动层砖码垛吊运吊具3-4至层砖码垛区Ⅳ，将建筑砖块5码放在砖垛上，在吊起过程中，蓄能器保压，使夹紧过程夹紧力稳定。

七、重复上述步骤三至六的工作过程，直到上料区Ⅱ中的层砖及托板全部转运完毕，再重复步骤一、步骤二的工作过程，进入下一个工作循环。

Claims (8)

1.一种自动化码砖装置，其特征是，所述自动化码砖装置包括机械部分、液压部分和电控部分，所述机械部分包括可移动基座(1)和层砖吊运码垛装置(3)，所述可移动基座(1)包括主体框架(1-1)及安装于主体框架(1-1)顶部的水平吊运轨道(1-4)，所述主体框架(1-1)的内部空间沿着由吊运轨道(1-4)左端到右端的方向依次划分为托板收集区(Ⅰ)、上料区(Ⅱ)、层砖摆放姿态调整区(Ⅲ)和层砖码垛区(Ⅳ)；所述层砖吊运码垛装置(3)包括通过桁架滚轮(3-6)配装在吊运轨道(1-4)上的吊运桁架(3-1)、桁架滚轮驱动机构(3-5)，以及从左到右依次安装在吊运桁架(3-1)上的托板吊运吊具(3-2)、层砖换位转运吊具(3-3)和层砖码垛吊运吊具(3-4)，所述层砖码垛吊运吊具(3-4)包括层砖吊架(3-4-7)、砖夹升降电机(M1)、第一传动组件(3-4-2)、第一链轮(3-4-3)、第一链条(3-4-4)、夹取机构(3-4-8)以及竖直布置的第一导柱(3-4-5)和第一导套(3-4-6)，所述砖夹升降电机(M1)固定在吊运桁架(3-1)上并通过第一传动组件(3-4-2)驱动第一链轮(3-4-3)运转；所述第一链条(3-4-4)配装在第一链轮(3-4-3)上并与层砖吊架(3-4-7)相连；所述第一导柱(3-4-5)固定在层砖吊架(3-4-7)顶部；所述第一导套(3-4-6)套装在第一导柱(3-4-5)上并与吊运桁架(3-1)固定连接；所述夹取机构(3-4-8)安装在层砖吊架(3-4-7)的底部并随吊运桁架(3-1)的左右移动在层砖摆放姿态调整区(Ⅲ)与层砖码垛区(Ⅳ)之间切换；所述电控部分包括PLC、放砖夹升降变频器(BP1)、放砖夹打开继电器(J3)、放砖夹闭合继电器(J4)以及与PLC的输入端口相连的编码器(BM)、放砖夹上限位开关(Kfs)、放砖夹中限减速开关(Kfzj)、放砖夹中限位开关(Kfz)和放砖夹下限位开关(Kfx)，所述编码器(BM)安装在第一链轮(3-4-3)的轮轴上；所述放砖夹上限位开关(Kfs)安装在吊运桁架(3-1)上并与层砖吊架(3-4-7)上的上限触发块(3-4-9)相对应；所述放砖夹中限减速开关(Kfzj)、放砖夹中限位开关(Kfz)和放砖夹下限位开关(Kfx)自上而下依次布置在吊运桁架(3-1)上并与第一导柱(3-4-5)上的下限触发块(3-4-1)相对应；所述放砖夹升降变频器(BP1)的输入端接PLC的输出端，放砖夹升降变频器(BP1)的输出端控制砖夹升降电机(M1)；所述放砖夹打开继电器(J3)和放砖夹闭合继电器(J4)的控制线圈接PLC的输出端，二者的常开触点控制夹取机构(3-4-8)的液压电磁阀；

所述主体框架(1-1)的层砖摆放姿态调整区(Ⅲ)内设置有层砖摆放姿态调整装置(4)，所述层砖摆放姿态调整装置(4)包括可旋转底座(4-3)、工作台(4-1)、工作台旋转电机(M2)和底座旋转电机(M3)；所述可旋转底座(4-3)安装在可移动基座(1)上，由底座旋转电机(M3)驱动运转；所述工作台(4-1)安装在可旋转底座(4-3)上并分割为第一工作台(4-1-1)和第二工作台(4-1-2)组成，所述第一工作台(4-1-1)设置正方形结构并由工作台旋转电机(M2)驱动运转，在第一工作台(4-1-1)的台面下方设有与可旋转底座(4-3)固定连接的滚轮轨道(4-7)，所述第二工作台(4-1-2)设置矩形结构的台面，在第二工作台(4-1-2)下面设有与滚轮轨道(4-7)配合的平移滚轮(4-6)，在第一工作台(4-1-1)和第二工作台(4-1-2)之间设置推杆(4-5)，所述推杆(4-5)的两端分别与第一工作台(4-1-1)、第二工作台(4-1-2)铰接装配；所述电控部分还包括旋转变频器(BP2)、工作台旋转继电器(J1)、底座旋转继电器(J2)以及与PLC的输入端口相连的底座正转到位开关(Kdz)、底座反转到位开关(Kdf)、工作台正转到位开关(Ktz)和工作台反转到位开关(Ktf)，所述旋转变频器(BP2)的输入端接PLC的输出端，旋转变频器(BP2)的输出端分别经工作台旋转继电器(J1)和底座旋转继电器(J2)的常开触点与工作台旋转电机(M2)和底座旋转电机(M3)连接，所述工作台旋转继电器(J1)和底座旋转继电器(J2)的控制线圈接PLC的输出端；所述底座正转到位开关(Kdz)和底座反转到位开关(Kdf)安装在可移动基座(1)上并与可旋转底座(4-3)上的底座限位块(4-4)相对应；所述工作台正转到位开关(Ktz)和工作台反转到位开关(Ktf)安装在可旋转底座(4-3)上并与第一工作台(4-1-1)上的工作台限位块(4-2)相对应；

在层砖吊运码垛装置(3)的吊运桁架(3-1)向左运动的同时，层砖摆放姿态调整装置(4)动作，由工作台旋转电机M2驱动第一工作台(4-1-1)旋转，通过推杆(4-5)推动第二工作台(4-1-2)，使第二工作台(4-1-2)底面的平移滚轮(4-6)沿滚轮轨道(4-7)运动，带动第二工作台(4-1-2)向远离第一工作台(4-1-1)的方向水平移动；在第一工作台(4-1-1)旋转90度时，推杆(4-5)拉动第二工作台(4-1-2)复位，此时第一工作台(4-1-1)与第二工作台(4-1-2)上的建筑砖块(5)呈相互垂直的摆放姿态，然后，由底座旋转电机M3驱动可旋转底座(4-3)旋转，工作台上的层砖随之旋转180度，完成层砖摆放姿态的调整；

所述主体框架(1-1)的上料区(Ⅱ)设置有上料装置(2)，所述上料装置(2)包括上料车(2-1)、上料轨道(2-2)、上料油缸(2-3)、底架(2-6)、托板支架(2-4)和托板位置调整机构(2-5)；所述上料车(2-1)由上料油缸(2-3)驱动沿上料轨道(2-2)往复运动；所述上料油缸(2-3)、上料轨道(2-2)、托板支架(2-4)和托板位置调整机构(2-5)均安装在底架(2-6)上；所述底架(2-6)固定在自动化码砖装置的可移动基座(1)上；所述托板支架(2-4)为可升降结构；所述托板位置调整机构(2-5)布置在托板支架(2-4)的外侧；

上料时，上料油缸(2-3)伸缩臂回缩，驱动上料车(2-1)沿上料轨道(2-2)运动，在上料车(2-1)将多层满载建筑砖块(5)的托板(6)运送至上料区Ⅱ的托板支架(2-4)上方后，由托板支架(2-4)将搭载在上料车(2-1)上的托板(6)举升至一定高度，使其与上料车(2-1)脱离，上料油缸(2-3)伸缩臂伸展，上料车(2-1)退出上料区(Ⅱ)；

托板支架(2-4)回落至初始位置，托板位置调整机构(2-5)对最下层的托板(6)的左右位置进行调整，使托板(6)处于层砖换位转运吊具(3-3)工作位置的正下方。

2.根据权利要求1所述的自动化码砖装置，其特征是，所述托板吊运吊具(3-2)包括托板升降机构、托板吊架导向机构、托板吊架(3-2-7)和吊钩(3-2-8)；所述托板升降机构包括板夹升降电机(3-2-1)、第二传动组件(3-2-2)、第二链轮(3-2-3)和第二链条(3-2-4)，所述板夹升降电机(3-2-1)设置在层砖吊运码垛装置(3)的吊运桁架(3-1)上，板夹升降电机(3-2-1)的输出端通过第二传动组件(3-2-2)驱动第二链轮(3-2-3)运转，所述第二链条(3-2-4)与第二链轮(3-2-3)配装，第二链条(3-2-4)与托板吊架(3-2-7)相连；所述托板吊架导向机构包括竖直布置的第二导柱(3-2-5)和第二导套(3-2-6)，所述第二导柱(3-2-5)固定在托板吊架(3-2-7)顶端，所述第二导套(3-2-6)固定在层砖吊运码垛装置(3)的吊运桁架(3-1)上，第二导柱(3-2-5)穿入第二导套(3-2-6)内；所述托板吊架(3-2-7)为矩形框架结构，在其底面设置吊钩(3-2-8)，托板吊运吊具(3-2)随吊运桁架(3-1)的左右移动在上料区(Ⅱ)与托板收集区(Ⅰ)之间切换。

3.根据权利要求2所述的自动化码砖装置，其特征是，所述层砖换位转运吊具(3-3)与层砖码垛吊运吊具(3-4)的结构相同，层砖换位转运吊具(3-3)随吊运桁架(3-1)的左右移动在上料区(Ⅱ)与层砖摆放姿态调整区(Ⅲ)之间切换。

4.根据权利要求3所述的自动化码砖装置，其特征是，所述夹取机构(3-4-8)包括一组液压缸(3-4-8-1)、夹板(3-4-8-2)和导向元件(3-4-8-3)，所述液压缸(3-4-8-1)数量不少于八组，在层砖吊架(3-4-7)矩形框架的每一侧边均匀布置两组，液压缸(3-4-8-1)的伸缩臂与布置在层砖吊架(3-4-7)矩形框架周边的夹板(3-4-8-2)连接，所述导向元件(3-4-8-3)数量不少于四组，连接在层砖吊架(3-4-7)与夹板(3-4-8-2)之间。

5.根据权利要求4所述的自动化码砖装置，其特征是，所述可移动基座(1)还设有行走轮(1-2)和行走驱动机构(1-3)；所述行走轮(1-2)布置在主体框架(1-1)的底部，包括驱动轮(1-2-1)和转向轮(1-2-2)，所述驱动轮(1-2-1)通过左右对称布置的半轴(1-7)、差速器(1-6)与行走驱动机构(1-3)连接，所述转向轮(1-2-2)通过双杆油缸(1-5)控制其转向动作；所述行走驱动机构1-3采用行走电机，通过链传动或者齿轮传动方式驱动差速器(1-6)、半轴(1-7)及驱动轮(1-2-1)运转。

6.根据权利要求5所述的自动化码砖装置，其特征是，所述上料装置(2)在底架(2-6)后端设置万向轮(2-7)。

7.根据权利要求6所述的自动化码砖装置，其特征是，所述托板吊运吊具(3-2)中的板夹升降电机(3-2-1)、层砖换位转运吊具(3-3)中的砖夹升降电机(M1)、层砖摆放姿态调整装置(4)中的工作台旋转电机(M2)、底座旋转电机(M3)及可移动基座(1)行走驱动机构(1-3)的行走电机均为刹车电机，每台刹车电机的制动器由与PLC相连的制动接触器来控制。

8.根据权利要求7所述的自动化码砖装置，其特征是，液压部分包括层砖码垛吊运吊具液压回路(7)、层砖换位转运吊具液压回路(8)和控制部分液压回路(9)，所述层砖码垛吊运吊具液压回路(7)中设有蓄能器(7-1)，在控制部分液压回路(9)中设有顺序阀(9-1)，使举料油缸(9-2)先于上料油缸(2-3)工作。