CN110043059B - 一种用于城市建筑的自动化堆砌设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种用于城市建筑的自动化堆砌设备及其工作方法，水泥搅拌装置用于将水泥、石灰以及黄砂按照预设比例混合均匀；主堆砌装置包括串联式电动夹具，副堆砌装置包括独立式电动夹具；翻斗装置用于铲取石灰水泥浆；储砖室的侧壁内置有矩形壁腔，壁腔内置有横向伸缩的电动夹板，递砖装置设置于储砖室的下方，用于调整储砖室的高度；储砖室的底部设置有井型凹槽，井型凹槽与井型分隔装置匹配；井型分隔装置设置于储砖室的内部，且其底部设置为升降台，用于调整储物格的高度；旋转底盘设置于储砖室的下方，用于调换主堆砌装置以及副堆砌装置的方位；通过主堆砌装置以及副堆砌装置便于实现不规则堆砌方案并对储砖室内的砖块智能布局提高堆砌效率。

Description

一种用于城市建筑的自动化堆砌设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及建筑设备领域，特别涉及一种用于城市建筑的自动化堆砌设备及其工作方法。

背景技术

传统的砌墙方式基本都是依靠人力来完成浩大的砌墙工作，在国内外，墙大部分是由人工堆砌来完成，由于红砖的体积小，所以要想完成砌墙工作需要大量的时间和财力等，从而人工工作效率低、工作量大。

目前也出现了一些堆砌机械来代替人工砌墙，但是这类型机械灵活性差，只能做到模拟人工操作，一块一块地堆砖，在堆砌效率上甚至不如人工；此外，这类型机械在堆砌时缺乏人工的堆砌手法，无法做到砖块与水泥的完美结合，且在堆砌时无法保证砖块与砖块之间是否对齐，这样砌出来的墙不够整齐。

发明内容

发明目的：为了克服堆砌机械灵活性差以及作业能力差的缺点，本发明实施例提供了一种用于城市建筑的自动化堆砌设备及其工作方法，能够有效解决上述涉及的问题。

技术方案：

一种用于城市建筑的自动化堆砌设备，包括堆砌机构、回收机构以及控制机构，所述堆砌机构包括水泥搅拌装置、吊架、主堆砌装置、副堆砌装置、翻斗装置、储砖室、递砖装置、井型分隔装置、旋转底盘、摄像装置以及移动装置，所述水泥搅拌装置设置于水泥搅拌室内，且包括水泥间、石灰间以及黄砂间，所述水泥搅拌装置用于将水泥、石灰以及黄砂按照预设比例混合均匀；

所述吊架设置于所述储砖室的上方，所述主堆砌装置以及所述副堆砌装置分别设置于所述吊架的前后两侧，所述主堆砌装置包括串联式电动夹具，所述串联式电动夹具包括第一曲伸臂以及多组固定相连的夹砖器，所述夹砖器用于夹取砖块，且其长度小于砖块的长度，所述第一曲伸臂用于摆动所述夹砖器，所述副堆砌装置包括独立式电动夹具，所述独立式电动夹具包括第一曲伸臂以及单组夹砖器；

所述翻斗装置设置于所述水泥搅拌室的上方，包括第二曲伸臂以及与所述第二曲伸臂相连的铲斗，所述铲斗的长度与固定相连的夹砖器长度相等，用于铲取石灰水泥浆，所述第二曲伸臂用于摆动所述铲斗；

所述储砖室的侧壁内置有矩形壁腔，所述壁腔内置有横向伸缩的电动夹板，所述电动夹板的厚度大于所述夹砖器的厚度，所述储砖室的底部设置有井型凹槽，所述井型凹槽与所述井型分隔装置匹配；

所述递砖装置设置于所述储砖室的下方，用于调整所述储砖室的高度；

所述井型分隔装置设置于所述储砖室的内部，且其内部划分为若干格长宽尺寸相同的矩形储物格，所述储物格上下连通，且其长度大于砖块的长度，其宽度大于砖块的宽度，所述井型分隔装置的底部设置为升降台，所述升降台位于所述储砖室的下方，且其与所述储物格相连，用于调整所述储物格的高度；

所述旋转底盘设置于所述储砖室的下方，用于调换所述主堆砌装置以及副堆砌装置的方位；

所述摄像装置用于获取所述堆砌设备周围环境；

所述移动装置设置于所述旋转底盘的下方，用于驱动所述堆砌设备移动；

所述回收机构设置于所述翻斗装置的上方且包括：

刮刀以及设置于所述刮刀下方的半球型容器；

横向滑轨以及内置于所述横向滑轨的电动滑块，所述刮刀与所述电动滑块相连，所述电动滑块用于带动所述刮刀沿砖缝水平移动，所述横向滑轨与所述刮刀呈45度角斜向外设置；

第三曲伸臂，与所述横向滑轨的背面相连，用于摆动所述横向滑轨；

所述控制机构包括：

处理模块，用于生成堆砌方案，所述堆砌方案包括建筑物的理想模型、砖块位置以及各部件的工作进程；

驱动模块，与所述处理模块连接，用于驱动各部件按照所述堆砌方案正常运行；

定位模块，与所述处理模块连接，用于获取堆砌设备的当前位置信息并将所述位置信息发送给所述处理模块；

导航模块，与所述处理模块连接，用于生成所述堆砌设备的导航路线并将所述导航路线发送给所述处理模块；

存储模块，与所述处理模块连接，用于接收并存储所述处理模块发送的堆砌方案并根据实时堆砌进度更新堆砌方案。

作为本发明的一种优选方式，所述吊架内预埋有输水导管，所述输水导管的输入端设置有柔性插口，所述输水导管的输出端设置有旋转喷洒器。

作为本发明的一种优选方式，所述堆砌机构还包括碎砖室，所述碎砖室设置于所述副堆砌装置所在一侧，且与所述储砖室相邻，所述碎砖室内存储有完好砖块二分之一长度的碎砖。

作为本发明的一种优选方式，所述堆砌机构还包括定型装置，所述定型装置通过旋转装置与所述吊架的侧面相连，且位于所述主堆砌装置所在一侧，所述定型装置呈L型，包括呈水平设置的伸缩杆以及竖直设置的定位尺。

作为本发明的一种优选方式，所述堆砌设备还包括拼接式水平垫板，所述水平垫板的底部设置有若干气动升降柱，所述气动升降柱用于维持水平垫板的水平状态。

一种用于城市建筑的自动化堆砌设备的工作方法，包括以下工作步骤：

设置施工位置，所述导航装置生成当前位置至施工位置的第一导航路线并将其发送给所述处理模块，所述处理模块向所述驱动模块输出第一移动信号，所述驱动模块驱动所述移动装置按照所述第一导航路线移动至所述施工位置；

将水泥、石灰以及黄砂按照预设比例添加进所述水泥搅拌室内，所述处理模块向所述驱动模块输出搅拌信号，所述驱动模块驱动所述水泥搅拌装置启动预设时间；

所述处理模块根据设计图纸生成堆砌方案，所述处理模块向所述驱动模块输出铲灰信号，所述驱动模块驱动所述第二曲伸臂带动所述铲斗铲取预设容量的石灰水泥浆并铺设于地基上；

所述处理模块向所述驱动模块输出收缩信号，所述驱动模块驱动所述电动夹板完全缩入所述壁腔内；

所述处理模块向所述驱动模块输出下降信号，所述驱动模块驱动所述升降台下降预设高度，所述预设高度等于一块砖块的高度；

所述处理模块向所述驱动模块输出第一取砖信号，所述驱动模块驱动主堆砌装置的第一曲伸臂带动所述夹砖器伸入所述储砖室内，再驱动所述夹砖器夹住砖块；

所述处理模块向所述驱动模块输出挤揉信号，所述驱动模块驱动所述第一曲伸臂带动所述夹砖器将砖块揉在所述石灰水泥浆上；

所述处理模块向所述驱动模块输出第一回收信号，所述驱动模块驱动所述第三曲伸臂带动所述横向滑轨移动至砖缝的正前方，且所述横向滑轨的一端与竖缝对齐；

所述处理模块向所述驱动模块输出滑动信号，所述驱动模块驱动所述电动滑块沿所述横向滑轨滑动；

所述处理模块向所述驱动模块输出第二回收信号，所述驱动模块驱动所述第三曲伸臂带动所述横向滑轨移动至已砌砖块的上方，将刮刀上或半球型容器内石灰水泥浆覆盖于已砌砖块上方；

所述处理模块向所述驱动模块输出第二移动信号，所述驱动模块驱动所述移动装置向预设方向平移预设距离，所述预设距离等于铲斗的长度。

作为本发明的一种优选方式，还包括；

在进行砌砖之前，将输水导管的柔性插口与水源相连，所述输水导管将水转移至所述储砖室内。

作为本发明的一种优选方式，还包括：

在使用丁砌法时，所述处理模块向所述驱动模块输出旋转信号，所述驱动模块驱动所述旋转底盘旋转180度；

所述处理模块向所述驱动模块输出第二取砖信号，所述驱动模块驱动副堆砌装置的第一曲伸臂带动所述夹砖器伸入碎砖室内，再驱动所述夹砖器夹住碎砖块；

所述处理模块向所述驱动模块输出挤揉信号，所述驱动模块驱动所述第一曲伸臂带动所述夹砖器将碎砖块揉在石灰水泥浆上。

作为本发明的一种优选方式，还包括：

当水平堆砌完毕向上堆砌时，所述处理模块向所述驱动模块输出定型信号，所述驱动模块驱动伸缩杆伸长，直至定位尺贴于已堆砌砖块的后侧；

当所述第一曲伸臂带动所述夹砖器将砖块靠近已堆砌墙体时，所述夹砖器夹取的砖块贴附于所述定位尺。

作为本发明的一种优选方式，还包括：

当作业地面不平整时，释放水平垫板，所述处理模块通过所述驱动模块调整各气动升降柱的升降高度，直至水平垫板的板面水平。

本发明实现以下有益效果：

1、储砖室内壁挖设壁腔，所述壁腔内置有横向伸缩的电动夹板，储砖室内置有井型分隔装置，所述井型分隔装置用于横向分隔砖块，所述电动夹板从壁腔内伸出时可配合所述井型分隔装置通过横向挤压的方式将砖块排列整齐，在堆砌时，井型分隔装置通过升降台下降预设高度，最上层的砖块脱离井型分隔装置，且各砖块之间的缝隙均等，便于后续在缝隙内填充水泥浆，达到智能布局的效果。

2、主堆砌装置采用串联式电动夹具，多组夹砖器固定相连，且与储砖室内的砖块对应，可一次性夹放多块砖块，由于砖块在储砖室内已排放整齐，可防止堆砌时砖块不平整。

3、水平垫板底部设置有若干气动升降柱，当地面不平整时，调整气动升降柱的高度，使得所述水平垫板与水平面平行，堆砌设备可在所述水平垫板上平移以改善作业环境。

4、在向上堆砌的过程中，调整伸缩杆的长度，使得定位尺贴附于已砌砖块的后侧面，夹砖器夹取的砖块不得越过所述定位尺，可保证墙面的平整。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明其中一个示例提供的堆砌设备的第一结构示意图。

图2为本发明其中一个示例提供的堆砌设备的第二结构示意图。

图3为本发明其中一个示例提供的储砖室结构示意图。

图4为本发明其中一个示例提供的井型分隔装置结构示意图。

图5为本发明其中一个示例提供的水泥搅拌装置结构示意图。

图6为本发明其中一个示例提供的翻斗装置结构示意图。

图7为本发明其中一个示例提供的主堆砌装置结构示意图。

图8为本发明其中一个示例提供的副堆砌装置结构示意图。

图9为本发明其中一个示例提供的回收机构结构示意图。

图10为本发明其中一个示例提供的输水导管的第一结构示意图。

图11为本发明其中一个示例提供的输水导管的第二结构示意图。

图12为本发明其中一个示例提供的定型装置工作示意图。

图13为本发明其中一个示例提供的水平垫板使用示意图。

图14为本发明其中一个示例提供的处理模块连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

如图1-14所示，本实施例提供一种用于城市建筑的自动化堆砌设备，包括堆砌机构、回收机构以及控制机构。

堆砌机构包括水泥搅拌装置1、吊架2、主堆砌装置、副堆砌装置、翻斗装置、储砖室3、递砖装置、井型分隔装置4、旋转底盘5、摄像装置6以及移动装置7，水泥搅拌装置1设置于水泥搅拌室内，且包括水泥间、石灰间以及黄砂间，水泥搅拌装置1用于将水泥、石灰以及黄砂按照预设比例混合均匀；吊架2设置于储砖室3的上方，主堆砌装置以及副堆砌装置分别设置于吊架2的前后两侧，主堆砌装置包括串联式电动夹具，串联式电动夹具包括第一曲伸臂8以及多组固定相连的夹砖器9，夹砖器9用于夹取砖块，且其长度小于砖块的长度，第一曲伸臂8用于摆动夹砖器9，副堆砌装置包括独立式电动夹具，独立式电动夹具包括第一曲伸臂8以及单组夹砖器9；翻斗装置设置于水泥搅拌室的上方，包括第二曲伸臂10以及与第二曲伸臂10相连的铲斗11，铲斗11的长度与固定相连的夹砖器9长度相等，用于铲取石灰水泥浆，第二曲伸臂10用于摆动铲斗11；储砖室3的侧壁内置有矩形壁腔，壁腔内置有横向伸缩的电动夹板13，电动夹板13的厚度大于夹砖器9的厚度，储砖室3的底部设置有井型凹槽14，井型凹槽14与井型分隔装置4匹配；递砖装置设置于储砖室3的下方，用于调整储砖室3的高度；井型分隔装置4设置于储砖室3的内部，且其内部划分为若干格长宽尺寸相同的矩形储物格，储物格上下连通，且其长度大于砖块的长度，其宽度大于砖块的宽度，井型分隔装置4的底部设置为升降台15，升降台15位于储砖室3的下方，且其与储物格相连，用于调整储物格的高度；旋转底盘5设置于储砖室3的下方，用于调换主堆砌装置以及副堆砌装置的方位；摄像装置6用于获取堆砌设备周围环境；移动装置7设置于旋转底盘5的下方，用于驱动堆砌设备移动；回收机构设置于翻斗装置的上方且包括：刮刀16以及设置于刮刀16下方的半球型容器17；横向滑轨18以及内置于横向滑轨18的电动滑块19，刮刀16与电动滑块19相连，电动滑块19用于带动刮刀16沿砖缝水平移动，横向滑轨18与刮刀16呈45度角斜向外设置；第三曲伸臂20，与横向滑轨18的背面相连，用于摆动横向滑轨18；控制机构包括：处理模块21，用于生成堆砌方案，堆砌方案包括建筑物的理想模型、砖块位置以及各部件的工作进程；驱动模块22，与处理模块21连接，用于驱动各部件按照堆砌方案正常运行；定位模块23，与处理模块21连接，用于获取堆砌设备的当前位置信息并将位置信息发送给处理模块21；导航模块24，与处理模块21连接，用于生成堆砌设备的导航路线并将导航路线发送给处理模块21；存储模块25，与处理模块21连接，用于接收并存储处理模块21发送的堆砌方案并根据实时堆砌进度更新堆砌方案。

吊架2内预埋有输水导管26，输水导管26的输入端设置有柔性插口27，输水导管26的输出端设置有旋转喷洒器28。

堆砌机构还包括碎砖室29，碎砖室29设置于副堆砌装置所在一侧，且与储砖室3相邻，碎砖室29内存储有完好砖块二分之一长度的碎砖。

堆砌机构还包括定型装置，定型装置通过旋转装置30与吊架2的侧面相连，且位于主堆砌装置所在一侧，定型装置呈L型，包括呈水平设置的伸缩杆31以及竖直设置的定位尺32。

堆砌设备还包括拼接式水平垫板33，水平垫板33的底部设置有若干气动升降柱34，气动升降柱34用于维持水平垫板33的水平状态。

具体地，本发明集制备石灰水泥浆与堆砌砖块于一体，主体包括相邻设置的水泥搅拌室以及储砖室3，在水泥搅拌室内，设置有独立的水泥间、石灰间以及黄砂间，水泥间、石灰间以及黄砂间均设立有独立的送料装置，送料装置包括电动阀门以及斜向下设置的送料管道，电控阀门与驱动模块22连接，各电动阀门分别与水泥间、石灰间以及黄砂间建立对应关系，例如，当需要向水泥搅拌室添加石灰时，处理模块21提取出与石灰间对应的电动阀门，并向驱动模块22输出开启信号，驱动模块22驱动该电动阀门开启，石灰沿送料管道进行水泥搅拌室内，在本实施例中，将预设比例设定为1：1：6，即1公斤水泥、1公斤石灰以及6公斤黄砂配制成石灰水泥浆。

水泥搅拌室顶部设置有开口，在其上方设置有翻斗装置，其中，铲斗11设置于两根第二曲伸臂10之间，铲斗11的长度小于水泥搅拌室的长度，第二曲伸臂10的长度大于水泥搅拌室的高度，铲斗11可360度旋转。

储砖室3的上方设置有吊架2，吊架2设置为钢架结构，吊架2分为前后两侧，在本实施例中，将靠近水泥搅拌室的一侧定义为前侧，将靠近储砖室3的一侧定义为后侧，主堆砌装置即设置于前侧，副堆砌装置即设置于后侧，主堆砌装置与副堆砌装置的区别之处在于夹砖器9的数量。

在主堆砌装置中，第一曲伸臂8设置于吊架2的左右两侧，在本实施例中，串联式电动夹具包括四组固定相连的夹砖器9，各夹砖器9通过驱动模块22同步实现夹放，且单次可夹取四块砖块，在副堆砌装置中，第一曲伸臂8设置于吊架2的左右两侧，独立式电动夹具仅包括一组夹砖器9，且单次仅可夹取一块砖块，其中，夹砖器9包括旋钮模块，旋钮模块与驱动模块22连接，用于带动夹砖器9水平转动，旋钮模块的工作方式设置为先正向旋转预设角度，再反向旋转两倍预设角度，最后正向旋转预设角度，在本实施例中，将预设角度设定为5度。

储砖室3内存放砖块，本实施例对储砖室3内的砖块进行智能布局，储砖室3的内壁向内凹进形成四组壁腔，在壁腔内设置可横向伸缩的电动夹板13，在初始状态时，电动夹板13处于伸长状态，此时，电动夹板13从壁腔内伸出且凸出于储砖室3的内壁，在堆砌时，电动夹板13处于收缩状态，此时，电动夹板13完全收入壁腔且电动夹板13的外侧面与储砖室3的内壁齐平。

储砖室3顶部设置于开口，主堆砌装置以及副堆砌装置从上述开口伸入，储砖室3底部设置有贯通的井型凹槽14，其中，井型凹槽14包括若干槽缝，储砖室3内部设置有与上述槽缝对应的井型分隔装置4，井型分隔装置4由若干竖板拼接形成，竖板可在凹槽内上下移动，储砖室3下方设置有升降台15，升降台15与竖板的底端相连，竖板通过升降台15在凹槽内上下移动，升降台15下方设置有可360度旋转的旋转底盘5，旋转底盘5用于对调主堆砌装置与副堆砌装置的作业位置。

摄像装置6设置于吊架2上，包括若干个监控摄像头，各监控摄像头分别与处理模块21连接。

回收机构用于回收砖缝之间多余的石灰水泥浆，第三曲伸臂20设置于吊架2上，横向滑轨18与第三曲伸臂20的另一端相连，电动滑块19内嵌于横向滑轨18，刮刀16与电动滑块19相连，且其下方设置有半球型容器17，电动滑块19带动刮刀16移动，在此过程中，刮刀16将砖缝间溢出的石灰水泥浆挂落，并掉落到其下方的半球型容器17中。

吊架2包括若干中空金属管，在金属管中预埋有若干输水导管26，输水导管26可延伸至吊架2的外部，并通过柔性插口27与水源相连，水经输水导管26流入并通过旋转喷洒器28均匀撒入井型分隔装置4中。

储砖室3的一侧设置为水泥搅拌室，其另一侧设置为碎砖室29，碎砖室29与副堆砌装置对应，其内存储有不同尺寸的碎砖，碎砖长度为储砖室3内砖块长度的二分之一、四分之三、四分之一、三分之一以及三分之二等。

定型装置设置于吊架2上，且位于主堆砌装置以及副堆砌装置的上方，伸缩杆31用于横向调整定位尺32的位置使其贴附于砖块的后侧，定位尺32用于矫正砖块的竖直走向。

气动升降柱34用于调整水平垫板33各个位置的高度使得水平垫板33与水平面平行，移动装置7可驱动堆砌设备在水平垫板33上移动。

实施例二

如图1-14所示，本实施例提供一种用于城市建筑的自动化堆砌设备的工作方法，包括以下工作步骤：

S101：设置施工位置，导航装置生成当前位置至施工位置的第一导航路线并将其发送给处理模块21，处理模块21向驱动模块22输出第一移动信号，驱动模块22驱动移动装置7按照第一导航路线移动至施工位置。

S102：将水泥、石灰以及黄砂按照预设比例添加进水泥搅拌室内，处理模块21向驱动模块22输出搅拌信号，驱动模块22驱动水泥搅拌装置1启动预设时间。

S103：处理模块21根据设计图纸生成堆砌方案，处理模块21向驱动模块22输出铲灰信号，驱动模块22驱动第二曲伸臂10带动铲斗11铲取预设容量的石灰水泥浆并铺设于地基上。

S104：处理模块21向驱动模块22输出收缩信号，驱动模块22驱动电动夹板13完全缩入壁腔内。

S105：处理模块21向驱动模块22输出下降信号，驱动模块22驱动升降台15下降预设高度，预设高度等于一块砖块的高度，当最上层砖块取用完毕后，升降台15再次下降预设高度。

S106：处理模块21向驱动模块22输出第一取砖信号，驱动模块22驱动主堆砌装置的第一曲伸臂8带动夹砖器9伸入储砖室3内，再驱动夹砖器9夹住砖块。

S107：处理模块21向驱动模块22输出挤揉信号，驱动模块驱动第一曲伸臂8带动夹砖器9将砖块揉在石灰水泥浆上。

S108：处理模块21向驱动模块22输出第一回收信号，驱动模块22驱动第三曲伸臂20带动横向滑轨18移动至砖缝的正前方，且横向滑轨18的一端与竖缝对齐。

S109：处理模块21向驱动模块22输出滑动信号，驱动模块22驱动电动滑块19沿横向滑轨18滑动。

S110：处理模块21向驱动模块22输出第二回收信号，驱动模块22驱动第三曲伸臂20带动横向滑轨18移动至已砌砖块的上方，将刮刀16上或半球型容器17内石灰水泥浆覆盖于已砌砖块上方。

S111：处理模块21向驱动模块输出第二移动信号，驱动模块驱动移动装置7向预设方向平移预设距离，预设距离等于铲斗11的长度。

在进行砌砖之前，将输水导管26的柔性插口27与水源相连，输水导管26将水转移至储砖室3内。

当水平堆砌完毕向上堆砌时，处理模块21向驱动模块22输出定型信号，驱动模块22驱动伸缩杆31伸长，直至定位尺32贴于已堆砌砖块的后侧；

当第一曲伸臂8带动夹砖器9将砖块靠近已堆砌墙体时，夹砖器9夹取的砖块贴附于定位尺32。

当作业地面不平整时，释放水平垫板33，处理模块21通过驱动模块22调整各气动升降柱34的升降高度，直至水平垫板33的板面水平。

具体地，在步骤101中，在处理模块21中设置施工位置，施工位置为砖块堆砌的位置，定位模块23获取堆砌设备的当前位置并将其发送给处理模块21，处理模块21将施工位置以及当前位置导入导航模块24，导航模块24生成当前位置至施工位置的第一移动路线并将其发送给处理模块21，处理模块21通过驱动模块22控制移动装置7移动至施工位置。

在步骤102中，在堆砌设备移动至施工位置的过程中，将水泥、石灰以及黄砂按照预设比例添加进水泥搅拌室内，处理模块21通过驱动模块22控制水泥搅拌装置1启动，水泥搅拌装置1将水泥搅拌室内的水泥、石灰以及黄砂制成石灰水泥浆。

在步骤103中，同时，处理模块21根据接收到的设计图纸生成堆砌方案，堆砌方案中包括每块砖块在建筑物中的所在位置以及砖块的堆砌顺序，第一步，处理模块21通过驱动模块22控制第二曲伸臂10带动铲斗11伸入水泥搅拌室内并铲取预设容量的石灰水泥浆铺设于建筑物的地基上。

在步骤104中，在将砖块放入储砖室3后，处理模块21先通过驱动模块22控制电动夹板13从壁腔内伸出，电动夹板13对砖块进行挤压并能够将砖块整齐排列，在开始堆砌时，处理模块21通过驱动模块22控制电动夹板13缩入壁腔内。

在步骤105中，处理模块21通过驱动模块22控制升降台15下降预设高度，即升降台15下降一块砖块的高度，此时，位于储砖室3最上层的砖块脱离了井型分隔装置4，且砖块之间形成了间隙。

在步骤106中，处理模块21通过驱动模块22控制第一曲伸臂8带动夹砖器9伸入储砖室3内，夹砖器9从砖块的间隙处插入并将砖块夹紧。

在步骤107中，处理模块21通过驱动模块22控制第一曲伸臂8带动夹砖器9移动至铺设石灰水泥浆的位置，第一曲伸臂8带动夹砖器9将砖块向下挤压，同时启动旋钮模块。

在步骤108中，摄像装置6聚焦于堆砌的砖块，处理模块21判断砖缝间是否溢出石灰水泥浆，若是，处理模块21通过驱动模块22控制第三曲伸臂20带动横向滑轨18移动至砖缝的正前方，并控制横向滑轨18与溢出石灰水泥浆的砖缝平行，再沿砖缝方向调整横向滑轨18的位置，使得刮刀16与砖缝的起点贴合。

在步骤109中，处理模块21通过驱动模块22控制电动滑块19带动刮刀16沿横向滑轨18平移，刮刀16将砖缝溢出石灰水泥浆刮除，部分石灰水泥浆从刮刀16上掉落至半球型容器17中。

在步骤110中，处理模块21通过驱动模块22控制第三曲伸臂20带动半球型容器17移动至已砌砖块的正上方并翻转半球型容器17将石灰水泥浆倾倒于已砌砖块上方。

在上述方案中，夹砖器9一次性可堆砌多块砖块，在步骤111中，处理模块21通过驱动模块22控制移动装置7向未砌砖块方向移动预设距离，预设距离等于铲斗11长度，在本实施例中，铲斗11长度与主堆砌装置一次性挤压砖块的长度相等。

在堆砌之前，预先湿润砖块，当砖块放入储砖室3后，将柔性插口27与水龙头或其他水源相连，将水均匀导入储砖室3以及碎砖室29内将砖块浸泡充分。

当堆砌设备到达施工位置时，处理模块21根据摄像装置6发送的影像判断地面是否平整，若否，则铺设水平垫板33，并通过驱动模块22调整各个气动升降柱34的高度，直至水平垫板33的板面水平，移动装置7驶上水平垫板33再进行堆砌作业。

在堆砌过程中，先将底层的砖块堆砌完毕，再向上层堆砌，再向上堆砌的过程中，为保证墙面的平整，通过定型装置来保证砖块的后侧面位于同一竖直平面内，处理模块21先通过驱动模块22控制伸缩杆31伸长直至定位尺32伸至已砌砖块后方，处理模块21再通过驱动模块22控制伸缩杆31缩短直至定位尺32贴附于已砌砖块的后侧面，在伸缩杆31伸缩过程中，通过旋转装置30调整伸缩杆31与水平面的夹角，从而调整定位尺32与水平面的夹角。

实施例三

如图1-14所示，在本实施例中，在使用丁砌法时，处理模块21向驱动模块22输出旋转信号，驱动模块22驱动旋转底盘5旋转180度。

处理模块21向驱动模块22输出第二取砖信号，驱动模块22驱动副堆砌装置的第一曲伸臂8带动夹砖器9伸入碎砖室29内，再驱动夹砖器9夹住碎砖块。

处理模块21向驱动模块22输出挤揉信号，驱动模块驱动第一曲伸臂8带动夹砖器9将碎砖块揉在石灰水泥浆上。

具体地，主堆砌装置一次性可堆砌多块砖块，而在墙体的拐角处，所要堆砌砖块的数量小于主堆砌装置一次性堆砌砖块的数量时，使用副堆砌装置进行堆砌。

处理模块21通过驱动模块22控制旋转模块旋转180度，使得副堆砌装置对准建筑物，使用副堆砌装置时包括两种情况，其一，未堆砌部分包括整砖与碎砖，处理模块21通过驱动模块22控制第一曲伸臂8带动夹砖器9伸入储砖室3内夹取一块砖块，先将整砖部分堆砌完毕，处理模块21再通过驱动模块22控制第一曲伸臂8带动夹砖器9伸入碎砖室29夹取所需长度的碎砖，再将碎砖部分堆砌完毕；其二，未堆砌部分仅包括碎砖，处理模块21只需通过驱动模块22控制第一曲伸臂8带动夹砖器9伸入碎砖室29夹取所需长度的碎砖，将碎砖部分堆砌完毕即可。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于城市建筑的自动化堆砌设备，包括堆砌机构、回收机构以及控制机构，其特征在于：

所述堆砌机构包括水泥搅拌装置、吊架、主堆砌装置、副堆砌装置、翻斗装置、储砖室、递砖装置、井型分隔装置、旋转底盘、摄像装置以及移动装置，所述水泥搅拌装置设置于水泥搅拌室内，且包括水泥间、石灰间以及黄砂间，所述水泥搅拌装置用于将水泥、石灰以及黄砂按照预设比例混合均匀；

所述吊架设置于所述储砖室的上方，所述主堆砌装置以及所述副堆砌装置分别设置于所述吊架的前后两侧，所述主堆砌装置包括串联式电动夹具，所述串联式电动夹具包括第一曲伸臂以及多组固定相连的夹砖器，所述夹砖器用于夹取砖块，且其长度小于砖块的长度，所述第一曲伸臂用于摆动所述夹砖器，所述副堆砌装置包括独立式电动夹具，所述独立式电动夹具包括第一曲伸臂以及单组夹砖器；

所述翻斗装置设置于所述水泥搅拌室的上方，包括第二曲伸臂以及与所述第二曲伸臂相连的铲斗，所述铲斗的长度与固定相连的夹砖器长度相等，用于铲取石灰水泥浆，所述第二曲伸臂用于摆动所述铲斗；

所述储砖室的侧壁内置有矩形壁腔，所述壁腔内置有横向伸缩的电动夹板，所述电动夹板的厚度大于所述夹砖器的厚度，所述储砖室的底部设置有井型凹槽，所述井型凹槽与所述井型分隔装置匹配；

所述递砖装置设置于所述储砖室的下方，用于调整所述储砖室的高度；

所述井型分隔装置设置于所述储砖室的内部，且其内部划分为若干格长宽尺寸相同的矩形储物格，所述储物格上下连通，且其长度大于砖块的长度，其宽度大于砖块的宽度，所述井型分隔装置的底部设置为升降台，所述升降台位于所述储砖室的下方，且其与所述储物格相连，用于调整所述储物格的高度；

所述旋转底盘设置于所述储砖室的下方，用于调换所述主堆砌装置以及副堆砌装置的方位；

所述摄像装置用于获取所述堆砌设备周围环境；

所述移动装置设置于所述旋转底盘的下方，用于驱动所述堆砌设备移动；

所述回收机构设置于所述翻斗装置的上方且包括：

刮刀以及设置于所述刮刀下方的半球型容器；

横向滑轨以及内置于所述横向滑轨的电动滑块，所述刮刀与所述电动滑块相连，所述电动滑块用于带动所述刮刀沿砖缝水平移动，所述横向滑轨与所述刮刀呈45度角斜向外设置；

第三曲伸臂，与所述横向滑轨的背面相连，用于摆动所述横向滑轨；

所述控制机构包括：

处理模块，用于生成堆砌方案，所述堆砌方案包括建筑物的理想模型、砖块位置以及各部件的工作进程；

驱动模块，与所述处理模块连接，用于驱动各部件按照所述堆砌方案正常运行；

定位模块，与所述处理模块连接，用于获取堆砌设备的当前位置信息并将所述位置信息发送给所述处理模块；

导航模块，与所述处理模块连接，用于生成所述堆砌设备的导航路线并将所述导航路线发送给所述处理模块；

存储模块，与所述处理模块连接，用于接收并存储所述处理模块发送的堆砌方案并根据实时堆砌进度更新堆砌方案。

2.根据权利要求1所述的一种用于城市建筑的自动化堆砌设备，其特征在于：所述吊架内预埋有输水导管，所述输水导管的输入端设置有柔性插口，所述输水导管的输出端设置有旋转喷洒器。

3.根据权利要求1所述的一种用于城市建筑的自动化堆砌设备，其特征在于：所述堆砌机构还包括碎砖室，所述碎砖室设置于所述副堆砌装置所在一侧，且与所述储砖室相邻，所述碎砖室内存储有完好砖块二分之一长度的碎砖。

4.根据权利要求1所述的一种用于城市建筑的自动化堆砌设备，其特征在于：所述堆砌机构还包括定型装置，所述定型装置通过旋转装置与所述吊架的侧面相连，且位于所述主堆砌装置所在一侧，所述定型装置呈L型，包括呈水平设置的伸缩杆以及竖直设置的定位尺。

5.根据权利要求1所述的一种用于城市建筑的自动化堆砌设备，其特征在于：所述堆砌设备还包括拼接式水平垫板，所述水平垫板的底部设置有若干气动升降柱，所述气动升降柱用于维持水平垫板的水平状态。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于城市建筑的自动化堆砌设备的工作方法，其特征在于：包括以下工作步骤：

设置施工位置，所述导航装置生成当前位置至施工位置的第一导航路线并将其发送给所述处理模块，所述处理模块向所述驱动模块输出第一移动信号，所述驱动模块驱动所述移动装置按照所述第一导航路线移动至所述施工位置；

将水泥、石灰以及黄砂按照预设比例添加进所述水泥搅拌室内，所述处理模块向所述驱动模块输出搅拌信号，所述驱动模块驱动所述水泥搅拌装置启动预设时间；

所述处理模块根据设计图纸生成堆砌方案，所述处理模块向所述驱动模块输出铲灰信号，所述驱动模块驱动所述第二曲伸臂带动所述铲斗铲取预设容量的石灰水泥浆并铺设于地基上；

所述处理模块向所述驱动模块输出收缩信号，所述驱动模块驱动所述电动夹板完全缩入所述壁腔内；

所述处理模块向所述驱动模块输出下降信号，所述驱动模块驱动所述升降台下降预设高度，所述预设高度等于一块砖块的高度；

所述处理模块向所述驱动模块输出第一取砖信号，所述驱动模块驱动主堆砌装置的第一曲伸臂带动所述夹砖器伸入所述储砖室内，再驱动所述夹砖器夹住砖块；

所述处理模块向所述驱动模块输出挤揉信号，所述驱动模块驱动所述第一曲伸臂带动所述夹砖器将砖块揉在所述石灰水泥浆上；

所述处理模块向所述驱动模块输出第一回收信号，所述驱动模块驱动所述第三曲伸臂带动所述横向滑轨移动至砖缝的正前方，且所述横向滑轨的一端与竖缝对齐；

所述处理模块向所述驱动模块输出滑动信号，所述驱动模块驱动所述电动滑块沿所述横向滑轨滑动；

所述处理模块向所述驱动模块输出第二回收信号，所述驱动模块驱动所述第三曲伸臂带动所述横向滑轨移动至已砌砖块的上方，将刮刀上或半球型容器内石灰水泥浆覆盖于已砌砖块上方；

所述处理模块向所述驱动模块输出第二移动信号，所述驱动模块驱动所述移动装置向预设方向平移预设距离，所述预设距离等于铲斗的长度。

7.根据权利要求6所述的一种用于城市建筑的自动化堆砌设备的工作方法，其特征在于：还包括：

在进行砌砖之前，将输水导管的柔性插口与水源相连，所述输水导管将水转移至所述储砖室内。

8.根据权利要求6所述的一种用于城市建筑的自动化堆砌设备的工作方法，其特征在于：还包括：

在使用丁砌法时，所述处理模块向所述驱动模块输出旋转信号，所述驱动模块驱动所述旋转底盘旋转180度；

所述处理模块向所述驱动模块输出第二取砖信号，所述驱动模块驱动副堆砌装置的第一曲伸臂带动所述夹砖器伸入碎砖室内，再驱动所述夹砖器夹住碎砖块；

所述处理模块向所述驱动模块输出挤揉信号，所述驱动模块驱动所述第一曲伸臂带动所述夹砖器将碎砖块揉在石灰水泥浆上。

9.根据权利要求6所述的一种用于城市建筑的自动化堆砌设备的工作方法，其特征在于：还包括：

当水平堆砌完毕向上堆砌时，所述处理模块向所述驱动模块输出定型信号，所述驱动模块驱动伸缩杆伸长，直至定位尺贴于已堆砌砖块的后侧；

当所述第一曲伸臂带动所述夹砖器将砖块靠近已堆砌墙体时，所述夹砖器夹取的砖块贴附于所述定位尺。

10.根据权利要求6所述的一种用于城市建筑的自动化堆砌设备的工作方法，其特征在于：还包括：

当作业地面不平整时，释放水平垫板，所述处理模块通过所述驱动模块调整各气动升降柱的升降高度，直至水平垫板的板面水平。

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