CN107083845A - 一种自动砌墙方法及自动砌墙系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动砌墙方法，包括网模成型、墙砖输送、墙砖挂网、墙砖上浆、墙体砌筑五个步骤，本发明还公开了一种自动砌墙系统，包括：挂浆网成型机构，用于将钢丝网截断成型成挂浆网；输送机，按输送方向先后设置挂网位、上浆位、第二上浆位及墙砖位；挂网机构，设置于输送机的挂网位上方，用于将挂浆网自动安装至墙砖的上方；翻转机构，设置在输送机的上浆位与第二上浆位之间，用于将墙砖翻转90度；给浆机构，设置在输送机的上浆位与第二上浆位的上方，用于在墙砖上方注入或涂抹砂浆；砌砖机器人，用于抓取墙砖位的墙砖并砌筑成墙体。本发明可实现自动上浆及墙体砌筑，自动化程度高，且可提高墙砖之间的连接强度。

Description

一种自动砌墙方法及自动砌墙系统

技术领域

本发明涉及建筑自动化技术领域，具体涉及一种自动砌墙方法及自动砌墙系统。

背景技术

现有的砌墙主要是通过建筑工人进行手工砌筑。人工砌墙存在劳动强度大、质量不稳定、施工费用高、工作环境恶劣等问题。

一种砌砖机器人的结构设计（期刊《机电产品开发与创新》第20卷第2期）公开了一种自动砌砖机器人，通过机械结构实现自动送砖、定位、夹砖、摆放、压实、运动和整体前进等动作，但是无法实现自动上浆步骤，还需要人工手动在砖块上上浆。

可实现自动砌墙的建筑机器人设计（期刊《机器人技术》2011年第08期）公开了一种能够实现自动砌墙的建筑机器人方案，由机械手实现搬运并垒墙，由升降云梯来送砖，电机带动注射机构把水泥打到垒砖处，机器人整体步进移动，模拟人的垒墙动作。该过程将砖砌好后，通过水泥注射在砖块的上表面或间隙处，无法注射至砖块侧面，使砖块之间连接不紧密，且水泥注射不均匀，墙体的强度不高。

专利号为2014103816134的发明专利“一种砌墙机器人”公开了一种带喷浆机和滚筒的砌墙机器人，控制手爪抓取砖块，传送带启动继续喷浆、抹浆和翻转动作。该过程侧面喷浆机对砖块进行喷浆后，浆液在翻转过程中会滑落，导致少浆液，浆液不均匀，使得在砌筑过程中砖块之间连接不紧密。

发明内容

本发明的目的在于提供用于一种自动砌墙方法及自动砌墙系统，实现墙砖的自动上浆及墙体砌筑。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动砌墙方法，包括以下步骤：

S1.网模成型，钢丝网截断成型为适合墙砖的挂浆网；

S2.墙砖输送，墙砖直立状态放入输送机，输送至挂网位；

S3.墙砖挂网，步骤S1成型的挂浆网输送至挂网位，将挂浆网自动安装至直立状态墙砖的上方，挂浆网与墙砖之间形成容置腔；

S4.墙砖上浆，墙砖输送至上浆位，自动往容置腔内注入砂浆，然后墙砖翻转90度使墙砖呈水平放置状态，注入砂浆的挂浆网一面翻转至侧边后进入第二上浆位，往墙砖的水平面上方涂抹砂浆；

S5.墙体砌筑，抹好砂浆的墙砖传输至墙砖位，将带智能砌砖夹具的砌砖机器人放置在建筑物待砌墙的预定位置，根据预定位置与墙砖位的位置关系，产生相应的位置数据，程序控制砌砖机器人的夹具夹取墙砖，并按顺序从下往上逐层砌筑。

其中，步骤S5墙体砌筑的过程，包括以下步骤：

(1).根据待砌墙体的位置，确定砌砖机器人的行走路线及每个工作位置的坐标；

(2).砌砖机器人熟悉路线后从一端第一个工作位置开始第一层砌筑，完成后行走至第二个位置砌筑，如此至最后一个工作位置砌筑；

(3).砌砖机器人完成第一层砌筑后，从最后一个工作位置开始进行第二层砖砌筑，从最后一个位置行走直至第一个工作位置，完成第二层砖砌筑；如此循环，直至将墙体砌筑完成。

优选地，步骤S5中墙体砌筑过程中，砌完每一层的第一块墙砖后，从第二块墙砖开始，砌砖机器人将刚砌好的墙砖向相邻的墙砖的方向推紧，逐块墙砖紧实，直至完成整层连续墙砖的砌筑。

优选地，步骤S4中在墙砖上浆前对砂浆进行搅拌，将墙砖面矫正后进行上浆，上浆后将散落在上浆位和第二上浆位的砂浆回收。

本发明还公开了一种自动砌墙系统，包括：一挂浆网成型机构，用于将钢丝网截断成型成挂浆网；一输送机，按输送方向先后设置挂网位、上浆位、第二上浆位及墙砖位，用于输送墙砖至各个工位；一挂网机构，设置于输送机的挂网位上方，用于将挂浆网自动安装至墙砖的上方；一翻转机构，设置在输送机的上浆位与第二上浆位之间，用于将墙砖翻转90度；一给浆机构，设置在输送机的上浆位与第二上浆位的上方，用于在墙砖上方注入或涂抹砂浆；一砌砖机器人，其设置有智能砌砖夹具，用于抓取墙砖位的墙砖并砌筑成墙体。

进一步地，还包括墙砖矫正机构，设置在输送机上。还包括一砂浆回收机构，安装在在输送机的上浆位及第二上浆位上方。

优选地，所述的给浆机构上设置有砂浆搅拌叶轮。

其中，所述的砌砖机器人包括依次相连接的旋转式移动底盘、升降臂、机械臂和智能砌砖夹具；所述的机械臂以升降臂为轴通过旋转式移动底盘实现圆周运动；所述的机械臂可在升降臂上上下移动，所述的智能砌砖夹具设置在机械臂上。优选地，所述的砌砖机器人还包括一升降平台，升降平台设置在升降臂与旋转式移动底盘之间，砌砖机器人上方设置超声波传感器，超声波传感器测定砌砖机器人上升的距离，控制升降平台的升降。

采用上述技术方案后，本发明具有如下效果：本发明可实现自动上浆及墙体砌筑，自动化程度高。本发明通过在墙砖侧边上浆位增设钢丝挂浆网，可以用于固定侧边的浆液，防止浆液掉落，同时挂浆网起到加强筋的作用，可提高墙砖之间的连接强度。

附图说明

图1是本发明方法的流程示意图。

图2是本发明砌墙路线。

图3是本发明系统的结构示意图。

主要组件符号说明：

1：挂浆网成型机构，2：输送机，21：挂网位，22：上浆位，23：第二上浆位，24：墙砖位，3：挂网机构，4：翻转机构，5：给浆机构，6：砌砖机器人，61：旋转式移动底盘，62：升降臂，63：机械臂，64：智能砌砖夹具，65：升降平台，7：墙砖矫正机构，8：砂浆回收机构。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示，本发明公开了一种自动砌墙方法，包括以下步骤：

S1.网模成型，钢丝网截断成型为适合墙砖的挂浆网。采用钢丝网作为挂浆网起到固定砂浆和加强筋的双重作用。

S2.墙砖输送，墙砖直立状态放入输送机，输送至挂网位。

S3.墙砖挂网，步骤S1成型的挂浆网输送至挂网位，将挂浆网自动安装至直立状态墙砖的上方，挂浆网与墙砖之间形成容置腔。

S4.墙砖上浆，墙砖输送至上浆位，在墙砖上浆前对砂浆进行搅拌，将墙砖面矫正后，自动往容置腔内注入砂浆，然后墙砖翻转90度使墙砖呈水平放置状态，注入砂浆的挂浆网一面翻转至侧边后进入第二上浆位，进入第二上浆位后，将墙砖面矫正，对砂浆进行搅拌后，往墙砖的水平面上方涂抹砂浆。上浆后将散落在上浆位和第二上浆位的砂浆回收。

S5.墙体砌筑，抹好砂浆的墙砖传输至墙砖位，将带智能砌砖夹具的砌砖机器人放置在建筑物待砌墙的预定位置，根据预定位置与墙砖位的位置关系，产生相应的位置数据，程序控制砌砖机器人的夹具夹取墙砖，并按顺序从下往上逐层砌筑。砌筑过程如下：

(1).根据待砌墙体的位置，确定砌砖机器人的行走路线及每个工作位置的坐标。

(2).砌砖机器人熟悉路线后从一端第一个工作位置开始第一层砌筑，完成后行走至第二个位置砌筑，如此至最后一个工作位置砌筑；墙体砌筑过程中，砌完每一层的第一块墙砖后，从第二块墙砖开始，砌砖机器人将刚砌好的墙砖向相邻的墙砖的方向推紧，逐块墙砖紧实，直至完成整层连续墙砖的砌筑。

(3).砌砖机器人完成第一层砌筑后，从最后一个工作位置开始进行第二层砖砌筑，从最后一个工作位置行走直至第一个工作位置，完成第二层砖砌筑；如此循环，直至将墙体砌筑完成。即自动砌墙的路线如图2所示。

本发明还公开了一种自动砌墙系统，采用上述砌墙方法进行自动砌墙操作。如图3所示，该砌墙系统包括：挂浆网成型机构1、输送机2、挂网机构3、翻转机构4、给浆机构5、砌砖机器人6，必要时还包括墙砖矫正机构7、砂浆回收机构8。以下进行详细说明。

挂浆网成型机构1，用于将钢丝网截断成型成挂浆网。挂浆网成型机构1前端连接一钢丝网筒，钢丝网筒输出钢丝网，经挂浆网成型机构1截断成型为适合勾挂在墙砖侧面上的挂浆网。

输送机2，按输送方向先后设置挂网位21、上浆位22、第二上浆位23及墙砖位24，用于输送墙砖至各个工位。

挂网机构3，设置于输送机2的挂网位21上方，用于将挂浆网自动安装至墙砖的上方。挂网机构3上设置磁性吸盘或手爪，将挂浆网吸附或抓取至墙砖上方。

翻转机构4，设置在输送机2的上浆位22与第二上浆位23之间，用于将墙砖翻转90度。

给浆机构5，设置在输送机2的上浆位22与第二上浆位23的上方，用于在墙砖上方注入或涂抹砂浆。给浆机构5上设置有砂浆搅拌叶轮。

砌砖机器人6，其设置有智能砌砖夹具64，用于抓取墙砖位的墙砖并砌筑成墙体。

墙砖矫正机构7，设置在输送机2上。

砂浆回收机构8，安装在在输送机2的上浆位22及第二上浆位23上方。

砌砖机器人6包括依次相连接的旋转式移动底盘61、升降臂62、机械臂63和智能砌砖夹具64。机械臂63以升降臂62为轴通过旋转式移动底盘61实现圆周运动。机械臂63可在升降臂62上上下移动，智能砌砖夹具64设置在机械臂63上。砌砖机器人6还包括一升降平台65，升降平台65设置在升降臂62与旋转式移动底盘61之间，砌砖机器人6上方设置超声波传感器，超声波传感器测定砌砖机器人6上升的距离，控制升降平台65的升降。

结合图3所示，本发明系统的工作流程如下：

1、工人将墙砖以直立状态放入输送机2，输送至挂网位21（图中墙砖A状态)，挂网机构3将挂浆网成型机构1输出的挂浆网吸附或抓取至挂网位21，然后安装至直立状态的墙砖上方，挂浆网与墙砖之间形成容置腔（图中墙砖B状态）。

2、墙砖输送至上浆位22，在墙砖上浆前砂浆搅拌叶轮对砂浆进行搅拌，通过墙砖矫正机构7将墙砖面矫正后，给浆机构5自动往容置腔内注入砂浆（图中墙砖C状态）。然后墙砖经过翻转机构4，翻转90度至墙砖呈水平放置状态，注入砂浆的挂浆网一面翻转至侧边后进入第二上浆位23，进入第二上浆位23后，通过墙砖矫正机构7将墙砖面矫正后，对砂浆进行搅拌后，给浆机构5往墙砖的水平面上方涂抹砂浆（图中墙砖D状态）。上浆后砂浆回收机构8将散落在上浆位22和第二上浆位23的砂浆回收。

3、抹好砂浆的墙砖传输至墙砖位24(图中墙砖E状态），砌砖机器人6放置在建筑物待砌墙的预定位置，程序控制砌砖机器人6的智能砌砖夹具64夹取墙砖，并按本发明砌墙方法从下往上逐层砌筑。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动砌墙方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.网模成型，钢丝网截断成型为适合墙砖的挂浆网；

S2.墙砖输送，墙砖直立状态放入输送机，输送至挂网位；

S3.墙砖挂网，步骤S1成型的挂浆网输送至挂网位，将挂浆网自动安装至直立状态墙砖的上方，挂浆网与墙砖之间形成容置腔；

S4.墙砖上浆，墙砖输送至上浆位，自动往容置腔内注入砂浆，然后墙砖翻转90度使墙砖呈水平放置状态，注入砂浆的挂浆网一面翻转至侧边后进入第二上浆位，往墙砖的水平面上方涂抹砂浆；

S5.墙体砌筑，抹好砂浆的墙砖传输至墙砖位，将带智能砌砖夹具的砌砖机器人放置在建筑物待砌墙的预定位置，根据预定位置与墙砖位的位置关系，产生相应的位置数据，程序控制砌砖机器人的夹具夹取墙砖，并按顺序从下往上逐层砌筑。

2.如权利要求1所述的自动砌墙方法，其特征在于：步骤S5墙体砌筑的过程，包括以下步骤：

(1).根据待砌墙体的位置，确定砌砖机器人的行走路线及每个工作位置的坐标；

(2).砌砖机器人熟悉路线后从一端第一个工作位置开始第一层砌筑，完成后行走至第二个位置砌筑，如此至最后一个工作位置砌筑；

(3).砌砖机器人完成第一层砌筑后，从最后一个工作位置开始进行第二层砖砌筑，从最后一个工作位置行走直至第一个工作位置，完成第二层砖砌筑；如此循环，直至将墙体砌筑完成。

3.如权利要求1所述的自动砌墙方法，其特征在于：步骤S5中墙体砌筑过程中，砌完每一层的第一块墙砖后，从第二块墙砖开始，砌砖机器人将刚砌好的墙砖向相邻的墙砖的方向推紧，逐块墙砖紧实，直至完成整层连续墙砖的砌筑。

4.如权利要求1所述的自动砌墙方法，其特征在于：步骤S4中在墙砖上浆前对砂浆进行搅拌，将墙砖面矫正后进行上浆，上浆后将散落在上浆位和第二上浆位的砂浆回收。

5.一种自动砌墙系统，其特征在于，包括：

一挂浆网成型机构，用于将钢丝网截断成型成挂浆网；

一输送机，按输送方向先后设置挂网位、上浆位、第二上浆位及墙砖位，用于输送墙砖至各个工位；

一挂网机构，设置于输送机的挂网位上方，用于将挂浆网自动安装至墙砖的上方；

一翻转机构，设置在输送机的上浆位与第二上浆位之间，用于将墙砖翻转90度；

一给浆机构，设置在输送机的上浆位与第二上浆位的上方，用于在墙砖上方注入或涂抹砂浆；

一砌砖机器人，其设置有智能砌砖夹具，用于抓取墙砖位的墙砖并砌筑成墙体。

6.如权利要求5所述的自动砌墙系统，其特征在于：还包括墙砖矫正机构，设置在输送机上。

7.如权利要求5所述的自动砌墙系统，其特征在于：还包括一砂浆回收机构，安装在输送机的上浆位及第二上浆位上方。

8.如权利要求5所述的自动砌墙系统，其特征在于：所述的给浆机构上设置有砂浆搅拌叶轮。

9.如权利要求5～8任一项所述的自动砌墙系统，其特征在于：所述的砌砖机器人包括依次相连接的旋转式移动底盘、升降臂、机械臂和智能砌砖夹具；所述的机械臂以升降臂为轴通过旋转式移动底盘实现圆周运动；所述的机械臂可在升降臂上上下移动，所述的智能砌砖夹具设置在机械臂上。

10.如权利要求9所述的自动砌墙系统，其特征在于：所述的砌砖机器人还包括一升降平台，升降平台设置在升降臂与旋转式移动底盘之间，砌砖机器人上方设置超声波传感器，超声波传感器测定砌砖机器人上升的距离，控制升降平台的升降。