CN106088632B - 一种基于机器视觉的砌墙机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于机器视觉的砌墙机，包括：底板、驱动机构、传送机构和砌砖机构，所述的底板下端面上对称设置有驱动机构，所述的底板上端面上设置有传送机构和砌砖机构，驱动机构用于将本发明运送到具体施工现场，传送机构用于运送放置在传送带上的砖块到达砌砖机构，砌砖机构用于利用CCD相机拍取图像处理得出砌墙具体位置，然后砌砖机构释放混凝土，并通过升降电机带动夹板在混凝土上放置砖块。本发明解决了现有砌墙装置仍然需要人工操作、工作效率低等难题，实现了自动填充混凝土、自动砌墙的功能，具有自动化程度高、效率高，砌墙质量好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑机械设备技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的砌墙机。
背景技术
在建筑领域，砌墙是必不可少的一项基本施工工作，随着我国劳动力资源的日益短缺，高劳动强度、高风险的建筑工人越来越短缺，企业在建筑领域的人力成本也日益提高，且新生代的劳动者普遍不愿从事建筑工作，而砌墙作为一项对技术和体力要求都特别高的建筑工作，越来越面临巨大的人力缺口；且随着建筑方法的改进，混凝土框架完成后，现在往往采用较大的墙砖砌墙，随着墙体的升高，工人体力消耗越来越大。
近年来也出现了一些半自动或自动砌墙机，它们主要是利用机械装置将砖块运送到砌砖位置，由人工操作机械装置放置砖块完成砌墙，仍然需要人工操作，工作效率较低，而随着机器视觉技术的发展，使得基于机器视觉原理的砌墙机成为了一种可能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于机器视觉的砌墙机，解决了现有砌墙装置仍然需要人工操作、工作效率低等难题，实现了自动填充混凝土、自动砌墙的功能，具有自动化程度高、效率高，砌墙质量好等优点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种基于机器视觉的砌墙机，包括：底板、驱动机构、传送机构和砌砖机构，所述的底板下端面上对称设置有驱动机构，所述的底板上端面上设置有传送机构和砌砖机构；
所述的驱动机构包括车轮、驱动电机座和驱动电机，所述的驱动电机座通过螺钉与底板相连接，所述的驱动电机通过螺钉与驱动电机座相连，所述的驱动电机机轴与车轮之间通过焊接相连，所述的驱动机构用于将本发明运送到具体施工现场。
所述的传送机构包括传送支架、传送旋转轴、传送带、电磁铁固定架和推拉式电磁铁，所述的传送支架通过螺钉与底板相连接，所述的传送旋转轴与传送支架之间通过轴承配合连接，所述的传送带与传送旋转轴配合连接用于带动传送带上放置的砖块运动，所述的电磁铁固定架与支撑板之间通过螺钉相连接，所述的电磁铁固定架与推拉式电磁铁通过螺钉连接；所述的传送机构用于运送放置在传送带上的砖块到达砌砖机构。
所述的砌砖机构包括料箱、搅拌电机、气泵、电磁阀、平衡块、进给齿条、支撑板、夹板、限位压力传感器、L型连接板、连杆、T型连接杆、开夹电机、开夹齿轮、升降齿条、升降支撑座、升降电机、下料管、CCD相机、无影光源、导管、进给支撑座、进给电机、挡板、支撑块、旋转搅拌臂、升降齿轮、角度调整压力传感器、角度调整板、进给齿轮；
所述的料箱、气泵、电磁阀、支撑块均通过螺钉固定在底板上端，所述的料箱用于存储砌砖用料混凝土，所述的搅拌电机通过电机架与支撑块相连接，所述的搅拌电机通过联轴器与旋转搅拌臂连接，所述的旋转搅拌臂通过轴承固定在料箱两侧面上，所述的旋转搅拌臂用于对料箱中混凝土的搅拌，防止混凝土凝固，所述的料箱通过输料管与气泵相连接，所述的气泵通过输料管与电磁阀相连接，所述的电磁阀用于控制混凝土在输料管中的通断，所述的电磁阀通过导管与下料管相连接，所述的下料管用于在放置砖块之前将混凝土输送在需要砌砖的位置，辅助砖块间的连接，所述的支撑板通过传送支架固定在底板上端，所述的进给支撑座通过螺钉与支撑板上端面相连接，所述的进给支撑座用于支撑进给齿条，所述的进给电机通过电机座固定在支撑板上端，所述的进给电机机轴与进给齿轮过盈配合连接，所述的进给齿轮与进给齿条之间通过齿轮齿条配合连接，所述的进给电机通过轴承与进给支撑座相连接，所述的进给齿条与进给支撑座通过燕尾槽配合相连接，所述的进给齿条与平衡块之间通过焊接相连，所述的平衡块用于调节进给齿条的平衡，所述的升降支撑座与进给齿条之间通过焊接相连，所述的进给电机旋转通过进给齿轮带动进给齿条前后直线运动，进而带动与进给齿条焊接相连的升降支撑座的前后运动，所述的升降电机通过电机座固定在升降支撑座侧面，所述的升降电机机轴通过轴承与升降支撑座相连接，所述的升降齿条与升降支撑座通过燕尾槽配合相连接，所述的升降齿条与升降齿轮之间通过齿轮齿条配合连接，所述的升降电机与升降齿轮之间通过过盈配合相连接，所述的升降电机带动升降齿轮旋转，通过升降齿轮与升降齿条齿轮齿条传动带动升降齿条竖直方向上运动，所述的挡板通过螺钉固定在传送支架之间，所述的挡板用于阻挡传送带上的运动的砖块，为后续抓取砖块确定位置，所述的挡板上设置有限位压力传感器用于检测有砖块到来；
所述的升降齿条与T型连接杆通过焊接相连，所述的T型连接杆下端与连杆通过焊接相连，所述的升降齿条用于带动T型连接杆和连杆竖直方向运动，所述的连杆与L型连接板之间通过间隙配合连接，所述的连杆上两端对称设置有齿，所述的开夹电机通过电机套与L型连接板相连接，所述的开夹电机与开夹齿轮通过焊接相连接，所述的开夹齿轮与连杆通过齿轮齿条配合连接，所述的开夹电机带动开夹齿轮旋转，通过开夹齿轮与连杆齿轮齿条传动带动L型连接板运动，进而带动夹板夹取砖块，所述的L型连接板与夹板之间通过焊接相连，所述的夹板上对称设置有限位压力传感器，所述的限位压力传感器用于检测夹取砖块的松紧，所述的T型连接杆上端与无影光源上端相连接，所述的CCD相机通过螺钉固定在无影光源下端，所述的无影光源用于给CCD相机补光，所述的CCD相机用于采集需要放置砖块的位置图像，所述的推拉式电磁铁下端与角度调整板通过焊接相连，所述的推拉式电磁铁用于带动角度调整板运动，所述的角度调整板用于调整传送带上砖块的位置，所述的角度调整板前端面上对称设置有角度调整压力传感器，所述的角度调整压力传感器用于检测砖块对角度调整板的压力，从而确保砖块与角度调整板下端保持水平；工人将砖块放置在传送带上，砖块随着传送带运动，砖块运动到砌砖机构中的角度调整板位置处被阻挡调整方向，当两个角度调整压力传感器均检测到预设压力值后表示砖块位置与角度调整板下端平行，这时推拉式电磁铁带动角度调整板上升，砖块接着随传送带运动，挡板上设置的限位压力传感器检测到有砖块到后，挡板将砖块阻挡在固定位置，接着开夹电机带动开夹齿轮旋转，通过开夹齿轮与连杆齿轮齿条传动带动L型连接板运动，进而带动夹板夹取砖块，限位压力传感器检测到夹取砖块后，然后升降电机带动升降齿轮旋转，通过升降齿轮与升降齿条齿轮齿条传动带动升降齿条竖直向上运动，升降齿条带动T型连接杆和连杆竖直向上运动，从而带动砖块上升，接着进给电机通过进给齿轮带动进给齿条向前运动，进而带动升降齿条向前运动，CCD相机采集需要放置砖块的位置图像，处理后得出需要放置砖块位置，然后升降电机带动下料管向下运动并经电磁阀控制下料管释放混凝土，然后升降电机带动夹板放置砖块。
作为本设计的一种具体实施方式，所述的夹板上设置有防滑柱。
工作时，首先在需要砌墙的地方由工人先砌好一层墙；然后利用驱动机构将本发明运送到施工现场，在料箱中倒入混凝土，旋转搅拌臂对料箱中混凝土进行搅拌，然后工人将砖块放置在传送带上，砖块随着传送带运动，砖块运动到砌砖机构中的角度调整板位置处被阻挡调整方向，当两个角度调整压力传感器均检测到预设压力值后表示砖块位置与角度调整板下端平行，这时推拉式电磁铁带动角度调整板上升，砖块接着随传送带运动，挡板上设置的限位压力传感器检测到有砖块到后，挡板将砖块阻挡在固定位置，接着开夹电机带动开夹齿轮旋转，通过开夹齿轮与连杆齿轮齿条传动带动L型连接板运动，进而带动夹板夹取砖块，限位压力传感器检测到夹取砖块后，然后升降电机带动升降齿轮旋转，通过升降齿轮与升降齿条齿轮齿条传动带动升降齿条竖直向上运动，升降齿条带动T型连接杆和连杆竖直向上运动，从而带动砖块上升，接着进给电机通过进给齿轮带动进给齿条向前运动，进而带动升降齿条向前运动，CCD相机采集需要放置砖块的位置图像，处理后得出需要放置砖块位置，然后升降电机带动下料管向下运动并经电磁阀控制下料管释放混凝土，然后升降电机带动夹板放置砖块，实现了自动填充混凝土、自动砌墙的功能。
本发明的有益效果在于：一种基于机器视觉的砌墙机，相比现有技术，解决了现有砌墙装置仍然需要人工操作、工作效率低等难题，实现了自动填充混凝土、自动砌墙的功能，具有自动化程度高、效率高，砌墙质量好等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图一；
图2是本发明图1的I向局部放大图；
图3是本发明的立体结构示意图二；
图4是本发明图3的II向局部放大图；
图5是本发明的立体结构示意图三。
具体实施例
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1至图5所示，一种基于机器视觉的砌墙机，包括：底板1、驱动机构、传送机构和砌砖机构，所述的底板1下端面上对称设置有驱动机构，所述的底板1上端面上设置有传送机构和砌砖机构；
所述的驱动机构包括车轮201、驱动电机座202和驱动电机203，所述的驱动电机座202通过螺钉与底板1相连接，所述的驱动电机203通过螺钉与驱动电机座202相连，所述的驱动电机203机轴与车轮201之间通过焊接相连，所述的驱动机构用于将本发明运送到具体施工现场。
所述的传送机构包括传送支架301、传送旋转轴302、传送带303、电磁铁固定架304和推拉式电磁铁305，所述的传送支架301通过螺钉与底板1相连接，所述的传送旋转轴302与传送支架301之间通过轴承配合连接，所述的传送带303与传送旋转轴302配合连接用于带动传送带上放置的砖块运动，所述的电磁铁固定架304与支撑板407之间通过螺钉相连接，所述的电磁铁固定架304与推拉式电磁铁305通过螺钉连接；所述的传送机构用于运送放置在传送带303上的砖块到达砌砖机构。
所述的砌砖机构包括料箱401、搅拌电机402、气泵403、电磁阀404、平衡块405、进给齿条406、支撑板407、夹板408、限位压力传感器409、L型连接板410、连杆411、T型连接杆412、开夹电机413、开夹齿轮414、升降齿条415、升降支撑座416、升降电机417、下料管418、CCD相机419、无影光源420、导管421、进给支撑座422、进给电机423、挡板424、支撑块425、旋转搅拌臂426、升降齿轮427、角度调整压力传感器428、角度调整板429、进给齿轮430；
所述的料箱401、气泵403、电磁阀404、支撑块425均通过螺钉固定在底板1上端，所述的料箱401用于存储砌砖用料混凝土，所述的搅拌电机402通过电机架与支撑块425相连接，所述的搅拌电机402通过联轴器与旋转搅拌臂426相连接，所述的旋转搅拌臂426通过轴承固定在料箱401两侧面上，所述的旋转搅拌臂426用于对料箱401中混凝土的搅拌，防止混凝土凝固，所述的料箱401通过输料管与气泵403相连接，所述的气泵403通过输料管与电磁阀404相连接，所述的电磁阀404用于控制混凝土在输料管中的通断，所述的电磁阀404通过导管421与下料管418相连接，所述的下料管418用于在放置砖块之前将混凝土输送在需要砌砖的位置，辅助砖块间的连接，所述的支撑板407通过传送支架301固定在底板1上端，所述的进给支撑座422通过螺钉与支撑板407上端面相连接，所述的进给支撑座422用于支撑进给齿条406，所述的进给电机423通过电机座固定在支撑板407上端，所述的进给电机423机轴与进给齿轮430过盈配合连接，所述的进给齿轮430与进给齿条406之间通过齿轮齿条配合连接，所述的进给电机423通过轴承与进给支撑座422相连接，所述的进给齿条406与进给支撑座422通过燕尾槽配合相连接，所述的进给齿条406与平衡块405之间通过焊接相连，所述的平衡块405用于调节进给齿条406的平衡，所述的升降支撑座416与进给齿条406之间通过焊接相连，所述的进给电机423旋转通过进给齿轮430带动进给齿条406前后直线运动，进而带动与进给齿条406焊接相连的升降支撑座416的前后运动，所述的升降电机417通过电机座固定在升降支撑座416侧面，所述的升降电机417机轴通过轴承与升降支撑座416相连接，所述的升降齿条415与升降支撑座416通过燕尾槽配合相连接，所述的升降齿条415与升降齿轮427之间通过齿轮齿条配合连接，所述的升降电机417与升降齿轮427之间通过过盈配合相连接，所述的升降电机417带动升降齿轮427旋转，通过升降齿轮427与升降齿条415齿轮齿条传动带动升降齿条415竖直方向上运动，所述的挡板424通过螺钉固定在传送支架301之间，所述的挡板424用于阻挡传送带303上的运动的砖块，为后续抓取砖块确定位置，所述的挡板424上设置有限位压力传感器用于检测有砖块到来；
所述的升降齿条415与T型连接杆412通过焊接相连，所述的T型连接杆412下端与连杆411通过焊接相连，所述的升降齿条415用于带动T型连接杆412和连杆411竖直方向运动，所述的连杆411与L型连接板410之间通过间隙配合连接，所述的连杆411上两端对称设置有齿，所述的开夹电机413通过电机套与L型连接板410相连接，所述的开夹电机413与开夹齿轮414通过焊接相连接，所述的开夹齿轮414与连杆411通过齿轮齿条配合连接，所述的开夹电机413带动开夹齿轮414旋转，通过开夹齿轮414与连杆411齿轮齿条传动带动L型连接板410运动，进而带动夹板408夹取砖块，所述的L型连接板410与夹板408之间通过焊接相连，所述的夹板408上对称设置有限位压力传感器409，所述的限位压力传感器409用于检测夹取砖块的松紧，所述的T型连接杆412上端与无影光源420上端相连接，所述的CCD相机419通过螺钉固定在无影光源420下端，所述的无影光源420用于给CCD相机419补光，所述的CCD相机419用于采集需要放置砖块的位置图像，所述的推拉式电磁铁305下端与角度调整板429通过焊接相连，所述的推拉式电磁铁305用于带动角度调整板429运动，所述的角度调整板429用于调整传送带303上砖块的位置，所述的角度调整板429前端面上对称设置有角度调整压力传感器428，所述的角度调整压力传感器428用于检测砖块对角度调整板429的压力，从而确保砖块与角度调整板429下端保持水平；工人将砖块放置在传送带303上，砖块随着传送带303运动，砖块运动到砌砖机构中的角度调整板429位置处被阻挡调整方向，当两个角度调整压力传感器428均检测到预设压力值后表示砖块位置与角度调整板429下端平行，这时推拉式电磁铁305带动角度调整板429上升，砖块接着随传送带303运动，挡板424上设置的限位压力传感器检测到有砖块到后，挡板424将砖块阻挡在固定位置，接着开夹电机413带动开夹齿轮414旋转，通过开夹齿轮414与连杆411齿轮齿条传动带动L型连接板410运动，进而带动夹板408夹取砖块，限位压力传感器409检测到夹取砖块后，然后升降电机417带动升降齿轮427旋转，通过升降齿轮427与升降齿条415齿轮齿条传动带动升降齿条415竖直向上运动，升降齿条415带动T型连接杆412和连杆411竖直向上运动，从而带动砖块上升，接着进给电机423通过进给齿轮430带动进给齿条406向前运动，进而带动升降齿条415向前运动，CCD相机419采集需要放置砖块的位置图像，处理后得出需要放置砖块位置，然后升降电机417带动下料管418向下运动并经电磁阀404控制下料管418释放混凝土，然后升降电机417带动夹板408放置砖块。
作为本设计的一种具体实施方式，所述的夹板408上设置有防滑柱。
工作时，首先在需要砌墙的地方由工人先砌好一层墙；然后利用驱动机构将本发明运送到施工现场，在料箱401中倒入混凝土，旋转搅拌臂426对料箱401中混凝土进行搅拌，然后工人将砖块放置在传送带303上，砖块随着传送带303运动，砖块运动到砌砖机构中的角度调整板429位置处被阻挡调整方向，当两个角度调整压力传感器428均检测到预设压力值后表示砖块位置与角度调整板429下端平行，这时推拉式电磁铁305带动角度调整板429上升，砖块接着随传送带303运动，挡板424上设置的限位压力传感器检测到有砖块到后，挡板424将砖块阻挡在固定位置，接着开夹电机413带动开夹齿轮414旋转，通过开夹齿轮414与连杆411齿轮齿条传动带动L型连接板410运动，进而带动夹板408夹取砖块，限位压力传感器409检测到夹取砖块后，然后升降电机417带动升降齿轮427旋转，通过升降齿轮427与升降齿条415齿轮齿条传动带动升降齿条415竖直向上运动，升降齿条415带动T型连接杆412和连杆411竖直向上运动，从而带动砖块上升，接着进给电机423通过进给齿轮430带动进给齿条406向前运动，进而带动升降齿条415向前运动，CCD相机419采集需要放置砖块的位置图像，处理后得出需要放置砖块位置，然后升降电机417带动下料管418向下运动并经电磁阀404控制下料管418释放混凝土，然后升降电机417带动夹板408放置砖块，实现了自动填充混凝土、自动砌墙的功能，解决了现有砌墙装置仍然需要人工操作、工作效率低等难题，实现了自动填充混凝土、自动砌墙的功能，具有自动化程度高、效率高，砌墙质量好等优点。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种基于机器视觉的砌墙机，其特征在于：包括底板(1)、驱动机构、传送机构和砌砖机构，所述的底板(1)下端面上对称设置有驱动机构，所述的底板(1)上端面上设置有传送机构和砌砖机构；
所述的驱动机构包括车轮(201)、驱动电机座(202)和驱动电机(203)，所述的驱动电机座(202)通过螺钉与底板(1)相连接，所述的驱动电机(203)通过螺钉与驱动电机座(202)相连，所述的驱动电机(203)机轴与车轮(201)之间通过焊接相连；
所述的传送机构包括传送支架(301)、传送旋转轴(302)、传送带(303)、电磁铁固定架(304)和推拉式电磁铁(305)，所述的传送支架(301)通过螺钉与底板(1)相连接，所述的传送旋转轴(302)与传送支架(301)之间通过轴承配合连接，所述的传送带(303)与传送旋转轴(302)配合连接；所述的电磁铁固定架(304)与支撑板(407)之间通过螺钉相连接，所述的电磁铁固定架(304)与推拉式电磁铁(305)通过螺钉连接；
所述的砌砖机构包括料箱(401)、搅拌电机(402)、气泵(403)、电磁阀(404)、平衡块(405)、进给齿条(406)、支撑板(407)、夹板(408)、限位压力传感器(409)、L型连接板(410)、连杆(411)、T型连接杆(412)、开夹电机(413)、开夹齿轮(414)、升降齿条(415)、升降支撑座(416)、升降电机(417)、下料管(418)、CCD相机(419)、无影光源(420)、导管(421)、进给支撑座(422)、进给电机(423)、挡板(424)、支撑块(425)、旋转搅拌臂(426)、升降齿轮(427)、角度调整压力传感器(428)、角度调整板(429)、进给齿轮(430)，
所述的料箱(401)、气泵(403)、电磁阀(404)、支撑块(425)均通过螺钉固定在底板(1)上端，所述的搅拌电机(402)通过电机架与支撑块(425)相连接，所述的搅拌电机(402)通过联轴器与旋转搅拌臂(426)相连接，所述的旋转搅拌臂(426)通过轴承固定在料箱(401)两侧面上，所述的料箱(401)通过输料管与气泵(403)相连接，所述的气泵(403)通过输料管与电磁阀(404)相连接，所述的电磁阀(404)通过导管(421)与下料管(418)相连接，所述的支撑板(407)通过传送支架(301)固定在底板(1)上端，所述的进给支撑座(422)通过螺钉与支撑板(407)上端面相连接，所述的进给电机(423)通过电机座固定在支撑板(407)上端，所述的进给电机(423)机轴与进给齿轮(430)过盈配合连接，所述的进给齿轮(430)与进给齿条(406)之间通过齿轮齿条配合连接，所述的进给电机(423)通过轴承与进给支撑座(422)相连接，所述的进给齿条(406)与进给支撑座(422)通过燕尾槽配合相连接，所述的进给齿条(406)与平衡块(405)之间通过焊接相连，所述的升降支撑座(416)与进给齿条(406)之间通过焊接相连，所述的升降电机(417)通过电机座固定在升降支撑座(416)侧面，所述的升降电机(417)机轴通过轴承与升降支撑座(416)相连接，所述的升降齿条(415)与升降支撑座(416)通过燕尾槽配合相连接，所述的升降齿条(415)与升降齿轮(427)之间通过齿轮齿条配合连接，所述的升降电机(417)与升降齿轮(427)之间通过过盈配合相连接，所述的挡板(424)通过螺钉固定在传送支架(301)之间，
所述的升降齿条(415)与T型连接杆(412)通过焊接相连，所述的T型连接杆(412)下端与连杆(411)通过焊接相连，所述的连杆(411)与L型连接板(410)之间通过间隙配合连接，所述的连杆(411)上两端对称设置有齿，所述的开夹电机(413)通过电机套与L型连接板(410)相连接，所述的开夹电机(413)与开夹齿轮(414)通过焊接相连接，所述的开夹齿轮(414)与连杆(411)通过齿轮齿条配合连接，所述的L型连接板(410)与夹板(408)之间通过焊接相连，所述的夹板(408)上对称设置有限位压力传感器(409)，所述的T型连接杆(412)上端与无影光源(420)上端相连接，所述的CCD相机(419)通过螺钉固定在无影光源(420)下端，所述的推拉式电磁铁(305)下端与角度调整板(429)通过焊接相连，所述的角度调整板(429)前端面上对称设置有角度调整压力传感器(428)。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的砌墙机，其特征在于：所述的夹板(408)上设置有防滑柱。
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| CN201610458301.8A CN106088632B (zh) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | 一种基于机器视觉的砌墙机 |
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