CN108505422B - 一种自动化地砖铺装设备 - Google Patents

Abstract

一种自动化地砖铺装设备，它包括下端开放的壳体，所述壳体内设置有隔板，所述隔板上设置有电机以及与电机连接的减速机，所述减速机的输出轴与螺杆连接，所述螺杆穿过滑动座，所述滑动座活动设置于导轨上；所述滑动座上竖直设置有升降油缸，所述升降油缸的活塞杆与载物板连接，所述载物板下端设置有液压转盘和测距传感器，所述液压转盘下端设置有支座，所述支座内设置有伸缩气缸，所述伸缩气缸与地砖夹持装置连接；所述壳体内与滑动座下端均设置有摄像头。本发明的目的是提供一种自动化地砖铺装设备，结构简单，能够代替人工铺设地砖，降低工人劳动强度。

Description

一种自动化地砖铺装设备

技术领域

本发明属于地砖铺设领域，具体为一种自动化地砖铺装设备。

背景技术

为了美观、抗压防滑等，人行道、广场等区域的地面铺设有地砖，目前对于地砖的铺设多采用人工作业，这样不仅铺设速度慢、铺设效率低和占用了大量的劳动力，而且工人长期弯腰从事地砖铺设作业，容易造成腰椎颈椎等职业病，不利于施工人员的身心健康。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种自动化地砖铺装设备，结构简单，能够代替人工铺设地砖，降低工人劳动强度。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：它包括下端开放的壳体，所述壳体内设置有隔板，所述隔板上设置有伺服电机以及与伺服电机连接的减速机，所述减速机的输出轴与螺杆连接，所述螺杆穿过滑动座，所述螺杆两端设置有轴承，所述轴承设置于壳体内，所述滑动座活动设置于导轨上，所述导轨与螺杆平行；所述滑动座上竖直设置有升降油缸，所述升降油缸的活塞杆穿过滑动座与载物板连接，所述载物板下端设置有液压转盘和测距传感器，所述液压转盘下端设置有支座，所述支座内设置有伸缩气缸，所述伸缩气缸的活塞杆穿插并伸出支座侧端，所述伸缩气缸与地砖夹持装置连接，所述地砖夹持装置水平设置，所述地砖夹持装置包括伸缩杆和固定夹持板，所述伸缩杆和固定夹持板L形连接，所述伸缩杆侧端铰接有可水平摆动活动夹持板，所述活动夹持板与固定夹持板相对设置；所述壳体内与滑动座下端均设置有摄像头。

进一步的，所述壳体上设置有减速电机，所述减速电机的输出轴与旋转轴连接，所述旋转轴与螺杆平行设置，所述旋转轴两端设置有带座轴承，所述带座轴承分别设置于壳体两端，所述旋转轴上设置有锤击辊，所述锤击辊与旋转轴偏心设置。

进一步的，所述升降油缸的活塞杆铰接于载物板上端；所述滑动座下端设置有电动推杆，所述电动推杆下端设置万向节，所述万向节的球头设置于载物板内,所述载物板内设置有水平传感器。

进一步的，所述伸缩杆包括嵌套在一起的外管和内管，所述内管一端活动穿插并伸出外管，所述外管与固定夹持板固定连接，所述外管上可拆卸的设置有限位螺栓，所述内管上排列设置有用于限位螺栓穿过的通孔。

进一步的，所述内管上端设置有电动摆杆，所述电动摆杆一端设置有滑动轴，所述滑动轴伸入滑槽内，所述滑槽设置于活动夹持板上端，所述活动夹持板铰接在内管上。

进一步的，所述壳体上设置有避障传感器。

进一步的，所述活动夹持板和固定夹持板上均设置有防滑层。

本发明的有益效果：结构简单，利用伺服电机带动螺杆旋转使得滑动座往复移动,当滑动座移动至地砖暂存处时，地砖夹持装置将地砖夹取，然后滑动座移动至待铺设区域，升降油缸驱动地砖夹持装置下降，以使地砖放置于指定区域，然后地砖夹持装置松开，完成地砖铺设，从而取代人工，降低施工人员的劳动强度，提高铺设效率，且螺杆通过伺服电机驱动，相较于液压驱动等方式，具有更高的精度。

1、减速电机带动旋转轴旋转，与旋转轴偏心的锤击辊同步旋转，当锤击辊位于最低位置时可锤击已经铺设完成的地砖，通过不停的锤击达到将地砖振实的目的，确保铺设质量。

2、可调节内管伸出外管的长度，从而使得地砖夹持装置能够适用于多种规格的方形地砖。

3、升降油缸与电动推杆同步控制载物板的升降，确保当滑动座移动时载物板的稳定性，避免地砖从地砖夹持装置中掉落和方便地砖的铺设。

4、利用升降油缸与电动推杆将地砖倾斜放下，避免地砖垂直下落时因振动导致的地砖位置错误；地砖放下后，支座调整水平，然后利用固定夹持板和伸缩杆所形成的垂直夹角将地砖与其它地砖对齐；这样可避免因需预留夹持板工作空间，导致地砖之间留有缝隙，也可确保地砖铺设整齐。

附图说明

图1为本发明侧视结构示意图。

图2为俯视状态下旋转轴和螺杆安装示意图。

图3为地砖夹持装置结构示意图。

图4为本发明工作状态示意图。

图中所述文字标注表示为：1、壳体；2、隔板；3、伺服电机；4、减速机；5、螺杆；6、滑动座；7、导轨；8、升降油缸；9、载物板；10、液压转盘；11、测距传感器；12、支座；13、地砖夹持装置；14、伸缩杆；15、固定夹持板；16、活动夹持板；17、摄像头；18、减速电机；19、旋转轴；20、锤击辊；21、电动推杆；22、万向节；23、外管；24、内管；25、限位螺栓；26、通孔；27、电动摆杆；28、滑动轴；29、滑槽；30、避障传感器；31、防滑层；32、车载平台；33、地砖。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图4所示，本发明的具体结构为：它设置于车载平台32上，如常见的货车等，车载平台32上设置有用于控制本设备的控制装置，所述控制装置包括处理器、操纵按钮、显示屏和I/O设备等，它包括下端开放的壳体1，所述壳体1上端与车载平台上的移动装置连接，所述移动装置包括液压驱动的旋转底座、伸缩臂等，以方便不使用时，将壳体1收纳于车载平台内，地砖33铺设时，将壳体1放出；所述壳体1内设置有隔板2，所述隔板2上设置有伺服电机3以及与伺服电机3连接的减速机4，所述减速机4的输出轴通过皮带、链条等与螺杆5传动连接，所述螺杆5穿过滑动座6，所述滑动座6上设置有螺纹通孔，螺纹通孔内设置有与螺杆5外螺纹相适配的内螺纹，所述螺杆5两端设置有轴承，所述轴承设置于壳体1内，所述滑动座6活动设置于导轨7上，所述导轨7与螺杆5平行，当螺杆5被伺服电机3驱动旋转时，滑动座6可沿着导轨7往复移动；所述滑动座6上竖直设置有升降油缸8，所述升降油缸8的活塞杆穿过滑动座6与载物板9连接，所述载物板9下端设置有液压转盘10和测距传感器11，通过测距传感器11可测量载物板下端面距离地面的距离，所述液压转盘10下端设置有支座12，所述支座12内设置有伸缩气缸，通过液压转盘10可调整伸缩气缸的方向，以便于夹取和放下地砖33，所述伸缩气缸的活塞杆穿插并伸出支座12侧端，所述伸缩气缸与地砖夹持装置13连接，所述地砖夹持装置13水平设置，所述地砖夹持装置13包括伸缩杆14和固定夹持板15，所述伸缩杆14和固定夹持板15L形连接，所述伸缩杆14侧端铰接有可水平摆动活动夹持板16，所述活动夹持板16的长度小于固定夹持板15的长度，所述活动夹持板16与固定夹持板15相对设置；所述壳体1内与滑动座6下端均设置有用于监测地砖夹持装置13、滑动座6等工作状态的摄像头17；所述摄像头17、测距传感器等与控制装置连接并能够将所得数据传输到控制装置内的处理器中，处理器将所得数据分析后通过显示屏展示出来并可根据输入的指令自动控制伸缩气缸、伺服电机3、液压转盘10、活动夹持板16和升降油缸8等工作。

优选的，为了将铺设好的地砖33振实，所述壳体1上设置有减速电机18，所述减速电机18的输出轴与旋转轴19连接，所述旋转轴19与螺杆5平行设置；且沿铺设方向，旋转轴19位于螺杆5的后方，所述旋转轴19两端设置有带座轴承，所述带座轴承分别设置于壳体1两端，所述旋转轴19上设置有锤击辊20，所述锤击辊20与旋转轴19偏心设置，从而使得旋转轴19旋转时，锤击辊20周期性与地砖33接触，通过不停的敲打以达到振实的目的。

优选的，所述升降油缸8的活塞杆铰接于载物板9上端；所述滑动座6下端设置有电动推杆21，所述电动推杆21下端设置万向节22，所述万向节22的球头设置于载物板9内,所述载物板9内设置有水平传感器，水平传感器与控制装置连接，利用水平传感器可检测载物板9是否水平，然后分别驱动升降油缸8和电动推杆21分别工作。

优选的，所述伸缩杆14包括嵌套在一起的外管23和内管24，所述内管24一端活动穿插并伸出外管23，所述外管23与固定夹持板15固定连接，所述外管23上可拆卸的设置有限位螺栓25，所述内管24上排列设置有用于限位螺栓25穿过的通孔26；通过拆下限位螺栓25，调整内管24伸出外管23的长度，调整完成后，将限位螺栓25穿过通孔26，并锁紧，以完成伸缩杆14长度的调节，以满足多种规格的方形地砖。

优选的，所述内管24上端设置有电动摆杆27，所述内管24上端设置有驱动电动摆杆活动的驱动电机，所述驱动电机受控制装置控制，所述电动摆杆27一端设置有滑动轴28，所述滑动轴28伸入滑槽29内，所述滑槽29设置于活动夹持板16上端，所述活动夹持板16铰接在内管24上；在电动摆杆27的驱动下活动夹持板16可在水平方向90°摆动，当地砖夹持装置夹取地砖时，活动夹持板16与固定夹持板15平行，当处于放下状态时，活动夹持板16与固定夹持板15相垂直。

优选的，为了避免铺设时，突然出现障碍物，导致碰撞使得设备损坏，所述壳体1外侧于铺设方向前端设置有避障传感器30，所述避障传感器30可采用红外传感器或超声波传感器等，所述避障传感器30与控制装置连接。

优选的，为了夹持的稳定性，所述活动夹持板16和固定夹持板15上均设置有防滑层31，所述防滑层31材质为橡胶。

铺设准备工作：路面前期工程完成后，将设计数据导入控制装置内并通过三维激光仪等扫描现场实际情况，在控制装置内将设置数据与现场采集数据相结合，完成待铺设的程序设置；施工人员将待铺设的地砖运至指定地点或车载平台上，地砖铺设时利用人工或机械设备将单块地砖放置于地砖夹持装置能够夹取的地方；车载平台中的移动装置将本设备放出，使其位于待铺设区域的正上方。

地砖夹取：伺服电机带动螺杆转动，使得滑动座移动至地砖暂存处侧端，然后液压转盘转动使得地砖夹持装置朝向地砖，伸缩气缸驱动地砖夹持装置向地砖运动，地砖夹持装置中的外管与地砖接触的一侧上设置有碰触开关，当外管23与地砖接触后，碰触开关工作，使得伸缩气缸停止，然后电动摆杆工作，驱动活动夹持板向固定夹持板转动，利用活动夹持板和固定夹持板对地砖进行夹取；夹取过程中，摄像头实时监测地砖夹持装置工作，使得地砖位于活动夹持板和固定夹持板之间，避免出现空夹或者错位导致地砖夹持装置损坏。

地砖铺设：地砖夹取完成后，螺杆转动，使得地砖位于待铺设区域的上方，然后升降油缸与电动推杆共同推动支座水平下降，根据测距传感器实时监测的数据，当地砖与地面之间的距离一定时，电动推杆停止工作，升降油缸继续下降使得支座倾斜，此时地砖与已经铺好的地砖相邻一侧率先和地面接触，然后电动摆杆驱动活动夹持板打开，将地砖放下；地砖放下后，电动推杆工作，使得支座水平，伸缩气缸推动砖夹持装置向地砖运动并通过固定夹持板和伸缩杆之间的夹角将地砖与其它地砖对齐；当一行地砖铺设完成后，车载平台和车载平台上的移动装置带动设备前进，以完成其它区域的铺设。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自动化地砖铺装设备，其特征在于，它包括下端开放的壳体（1），所述壳体（1）内设置有隔板（2），所述隔板（2）上设置有伺服电机（3）以及与伺服电机（3）连接的减速机（4），所述减速机（4）的输出轴与螺杆（5）连接，所述螺杆（5）穿过滑动座（6），所述螺杆（5）两端设置有轴承，所述轴承设置于壳体（1）内，所述滑动座（6）活动设置于导轨（7）上，所述导轨（7）与螺杆（5）平行；所述滑动座（6）上竖直设置有升降油缸（8），所述升降油缸（8）的活塞杆穿过滑动座（6）与载物板（9）连接，所述载物板（9）下端设置有液压转盘（10）和测距传感器（11），所述液压转盘（10）下端设置有支座（12），所述支座（12）内设置有伸缩气缸，所述伸缩气缸的活塞杆穿插并伸出支座（12）侧端，所述伸缩气缸与地砖夹持装置（13）连接，所述地砖夹持装置（13）水平设置，所述地砖夹持装置（13）包括伸缩杆（14）和固定夹持板（15），所述伸缩杆（14）和固定夹持板（15）L形连接，所述伸缩杆（14）侧端铰接有可水平摆动活动夹持板（16），所述活动夹持板（16）与固定夹持板（15）相对设置；所述壳体（1）内与滑动座（6）下端均设置有摄像头（17）。

2.根据权利要求1所述的一种自动化地砖铺装设备，其特征在于，所述壳体（1）上设置有减速电机（18），所述减速电机（18）的输出轴与旋转轴（19）连接，所述旋转轴（19）与螺杆（5）平行设置，所述旋转轴（19）两端设置有带座轴承，所述带座轴承分别设置于壳体（1）两端，所述旋转轴（19）上设置有锤击辊（20），所述锤击辊（20）与旋转轴（19）偏心设置。

3.根据权利要求1所述的一种自动化地砖铺装设备，其特征在于，所述升降油缸（8）的活塞杆铰接于载物板（9）上端；所述滑动座（6）下端设置有电动推杆（21），所述电动推杆（21）下端设置万向节（22），所述万向节（22）的球头设置于载物板（9）内,所述载物板（9）内设置有水平传感器。

4.根据权利要求1所述的一种自动化地砖铺装设备，其特征在于，所述伸缩杆（14）包括嵌套在一起的外管（23）和内管（24），所述内管（24）一端活动穿插并伸出外管（23），所述外管（23）与固定夹持板（15）固定连接，所述外管（23）上可拆卸的设置有限位螺栓（25），所述内管（24）上排列设置有用于限位螺栓（25）穿过的通孔（26）。

5.根据权利要求4所述的一种自动化地砖铺装设备，其特征在于，所述内管（24）上端设置有电动摆杆（27），所述电动摆杆（27）一端设置有滑动轴（28），所述滑动轴（28）伸入滑槽（29）内，所述滑槽（29）设置于活动夹持板（16）上端，所述活动夹持板（16）铰接在内管（24）上。

6.根据权利要求1所述的一种自动化地砖铺装设备，其特征在于，所述壳体（1）上设置有避障传感器（30）。

7.根据权利要求1所述的一种自动化地砖铺装设备，其特征在于，所述活动夹持板（16）和固定夹持板（15）上均设置有防滑层（31）。

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