CN111827639A - 基于bim的地砖自动铺设设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于BIM的地砖自动铺设设备，应用在地砖铺设的技术领域，其包括底盘和驱动底盘移动的驱动件，底盘上垂直设有两个相互平行的立架，两个立架间滑动连接有用于堆放地砖的物料板，物料板沿立架高度方向移动，物料板靠近立架的一端设有牵引绳，立架顶端转动连接有导轮，底盘在立架的一侧设有步进电机，步进电机的电机轴上设有辊筒，牵引绳绕过导轮后连接在辊筒上；底盘通过支撑架架设有输送机，支撑架上设有两个延伸至立架上方的横架，横架上设有用于将地砖夹放至输送机上的夹送件，底盘上设有用于将输送机上的地砖安放到地面上的铺设装置。本发明具有减少操作者工作量的效果。

Description

基于BIM的地砖自动铺设设备

技术领域

本发明涉及地砖铺设的技术领域，尤其是涉及一种基于BIM的地砖自动铺设设备。

背景技术

目前在房屋装修时候，地面都需要铺设地砖，在铺设时传统的都采用人工一块块的搬运地砖到合适的位置以后，再用小榔头轻轻敲击，将地砖贴实。

公告号为CN205976388U的中国专利公开了一种瓷砖平铺机，包括辅助手柄，振动块控制开关，主手柄，橡胶吸盘，吸盘控制手柄，振动块，电源转换器；辅助手柄设置在瓷砖平铺机的最前端，振动块控制开关设置在手柄的前端，电源转换器卡扣连接于手柄后端，瓷砖平铺机前端内部还设置有振动电机，橡胶吸盘设置在瓷砖平铺机前端下侧，振动块设置在橡胶吸盘的中心位置，吸盘控制手柄设置在橡胶吸盘的上端；手柄后端内部还设置有锂电池。

但是在实际施工时依旧需要操作者手持平铺机进行铺设，操作者的工作量较大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于BIM的地砖自动铺设设备，其具有减少操作者工作量的效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于BIM的地砖自动铺设设备，包括底盘和驱动底盘移动的驱动件，所述底盘上垂直设有两个相互平行的立架，两个所述立架间滑动连接有用于堆放地砖的物料板，所述物料板沿立架高度方向移动，所述物料板靠近立架的一端设有牵引绳，所述立架顶端转动连接有导轮，所述底盘在立架的一侧设有步进电机，所述步进电机的电机轴上设有辊筒，所述牵引绳绕过导轮后连接在辊筒上；

所述底盘通过支撑架架设有输送机，所述支撑架内设有两个延伸至立架上方的横架，所述横架上设有用于将地砖夹放至输送机上的夹送件，所述底盘上设有用于将输送机上的地砖安放到地面上的铺设装置。

通过采用上述技术方案，铺设时，夹送件将地砖夹放至输送机上，输送机将地砖传输至指定位置后铺设装置将地砖取下并将铺设在地面上，第一块地砖铺设好后，驱动件驱动底盘移动相应的距离，将第二块地砖的位置预留出来，同时步进电机启动，驱动辊筒收卷牵引绳，使得物料板上升，将第二块地砖上升至第一块地砖的位置，再重复上述步骤，实现了地砖的自动铺设，减少了操作者人工所需的工作量，利于提高工作效率以及铺设作业的持续性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹送件包括滑动连接在两个横架上的滑座、垂直设置在滑座上的第一伺服气缸和连接在第一伺服气缸活塞杆上的第一真空吸盘，所述横架的两端均设有驱动电机，所述驱动电机的电机轴上设有齿轮，所述横架上设有与齿轮啮合的齿条。

通过采用上述技术方案第一伺服气缸驱动第一真空吸盘下降与地砖抵触，待第一真空吸盘吸住地砖后抬升，随后驱动电机启动，驱动齿轮转动，通过齿轮与齿条的啮合使得滑座前进，将地砖移动至输送机上方，方便快捷。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述铺设装置包括垂直设置在底盘上的导向座、滑动连接在导向座上的平台和用于驱动平台移动的升降件，所述平台上转动连接有环形的托板，所述托板上设有支座，所述支座上设有第二伺服气缸，所述第二伺服气缸上设有第二真空吸盘；

所述托板上设有锥齿圈，所述平台上设有第一伺服电机，所述第一伺服电机的电机轴上设有与锥齿圈啮合的锥齿轮。

通过采用上述技术方案，第二伺服气缸驱动第二真空吸盘下降吸住地砖，第二伺服气缸的活塞杆收缩，使地砖上升至与输送机分离，第一伺服电机启动，驱动锥齿圈转动，锥齿圈带动托板转动，使得第二伺服气缸转动180°，升降件控制平台下降，同时第二伺服气缸驱动地砖下降，直至地砖铺在地面上，简单快速。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述升降件包括转动连接在导向座两端的带轮和连接两个带轮的皮带，所述皮带与平台连接，所述导向座侧壁上设有主电机，所述主电机的电机轴与位于下端的带轮连接。

通过采用上述技术方案，主电机启动，驱动与其连接的带轮转动，该带轮通过皮带带动另一个带轮转动，使得皮带传输并带动平台上下移动，传输速度快，噪音小。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动件包括第二伺服电机、转动座、传动轴和麦克纳姆轮，所述转动座固定在底盘上，所述传动轴通过轴承安装在转动座内，所述第二伺服电机安装在转动座侧壁上且第二伺服电机的电机轴与传动轴连接，所述传动轴远离第二伺服电机的一端与麦克纳姆轮连接。

通过采用上述技术方案，第二伺服电机启动，驱动麦克纳姆轮转动，通过第二伺服电机控制各个麦克纳姆轮的转向便可实现底盘的前进、后退、横移、转向，实现了底盘的全方位移动，灵活方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述锥齿圈内内侧设有两个对称分布的定位板，所述平台上设有与其中一个定位板相对应的接近开关。

通过采用上述技术方案，当托板转动180°后，接近开关与定位板正对，检测到定位板的位置，保证第二伺服气缸转动后的位置精度，从而提高地砖铺设的质量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一伺服气缸的活塞杆连接有基板，所述基板底面设有若干弹簧，各个所述弹簧远离基板的一端连接有压板，所述第二真空吸盘固定在压板背离基板的一侧。

通过采用上述技术方案，弹簧起到了弹性缓冲的作用，减小第二真空吸盘在与地砖抵触时发生硬性碰撞的可能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基板底面在各个边角处均设有导柱，所述压板上设有供各个导柱穿过的导套。

通过采用上述技术方案，当地砖摆放到地面上后，第二伺服气缸继续向下推动基板，挤压弹簧，使得导柱穿过导套后对地砖进行压实，提高了地砖铺设的平整性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑架上设有安装框，所述安装框上设有升降气缸，所述升降气缸的活塞杆竖直向下并连接有清理板，所述清理板上设有若干清洗电机，各个所述清洗电机的电机轴均向下穿过清理板，且穿过的一端连接有毛刷。

通过采用上述技术方案，当地砖传输过程中，升降气缸驱动清理板下移，使得毛刷与地砖表面抵触，同时清洗电机驱动毛刷转动，对地砖表面进行清理，提高了地砖表面内的洁净程度，缩减了操作者后期再进行清理所需的时间。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述底盘四周均设有激光测距仪。

通过采用上述技术方案，激光测距仪对底盘与四周建筑的距离进行检测，保证底盘移动路径的准确性，进而提高地砖铺设的质量。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.实现对地砖的自动传输、清理、铺设、压实，缩减了人工所需的工作量，提高了地砖铺设效率；

2.滑座采用齿轮驱动的方式，平台采用皮带驱动的方式，移动速度快，利于节省传输之间；地砖在传输过程中进行清理，增加了地砖铺设后表面的洁净程度，节省了后道工序。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图。

图2是图1中A部分的放大示意图。

图3是本实施例用于体现导轮和牵引绳的结构示意图。

图4是图3中B处放大图。

图5是图3中C处放大图。

图6是图3中D处放大图。

图7是本实施例用于体现驱动件的结构示意图。

图中，1、底盘；11、立架；12、物料板；13、牵引绳；14、导轮；15、步进电机；151、辊筒；16、支撑架；161、输送机；17、横架；18、激光测距仪；2、夹送件；21、滑座；22、第一伺服气缸；221、第一真空吸盘；23、驱动电机；231、齿轮；24、齿条；3、铺设装置；31、导向座；32、平台；33、托板；34、支座；35、第二伺服气缸；36、第二真空吸盘；37、锥齿圈；38、第一伺服电机；381、锥齿轮；4、升降件；41、带轮；42、皮带；43、主电机；5、驱动件；51、转动座；52、第二伺服电机；53、传动轴；54、麦克纳姆轮；6、定位板；61、接近开关；7、基板；71、弹簧；72、压板；73、导柱；74、导套；8、安装框；81、升降气缸；82、清理板；83、清洗电机；84、毛刷。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，为本发明公开的一种基于BIM的地砖自动铺设设备，包括底盘1以及设置在底盘1上的立架11、支撑架16、铺设装置3和驱动件5。

如图1所示，立架11设有两个且相互平行，两个立架11均垂直与底盘1，两个立架11间滑动连接有沿其高度方向移动的物料板12，地砖堆放在物料板12上，物料板12与两个立架11相靠近的一端均设有牵引绳13，两个立架11顶端均转动连接有导轮14，底盘1上设有两个步进电机15，两个步进电机15分别位于各自立架11沿长度方向的一端，且两个步进电机15的电机轴上均设有辊筒151，牵引绳13向上绕过导轮14后向下缠绕并连接在滚筒上。

如图1所示，支撑架16远离底盘1的一端设有输送机161，输送机161的传输方向与底盘1平行并与物料板12相对分布，支撑架16内设有两个相互平行的横架17，横架17高于输送机161，且两个横架17均延伸至立架11上方，横架17上设有用于将地砖夹放至输送机161上的夹送件2，支撑架16在输送机161上方设有用于清理地砖表面的清理件。

如图1所示，铺设装置3位于支撑架16背离立架11的一侧，将输送机161上清理后的地砖取下并铺设在地面上；驱动件5数量设为四个，且两两对称分布在底盘1沿长度方向的两侧。

如图1和图2所示，夹送件2包括滑动连接在两个横架17上的滑座21，滑座21在中间位置垂直设有第一伺服气缸22，第一伺服气缸22的活塞杆向下穿过滑座21，且穿过的一端设有第一真空吸盘221，横架17的两端均安装有驱动电机23，驱动电机23的电机轴上设有齿轮231，横架17上设有与齿轮231相啮合的齿条24；驱动电机23启动，驱动齿轮231转动，由于驱动电机23与滑座21相对固定，从而使得滑座21沿横架17移动。

如图3和图4所示，清理件包括设置在支撑架16顶端的安装框8，安装框8上竖直设有升降气缸81，升降气缸81的活塞杆朝下并连接有清理板82，清理板82平行位于输送机161上方，且清理板82上安装有若干清洗电机83，各个清洗电机83的电机轴均向下穿过清理板82，且穿过的一端连接有毛刷84。

如图5所示，铺设装置3包括垂直设置在底盘1上的导向座31，导向座31上滑动连接有沿其高度方向移动的平台32，平台32垂直于导向座31，且平台32上转动连接有托板33，托板33呈环形，导向座31位于托板33内圈，托板33上设有与其同轴分布的锥齿圈37，平台32上设有第一伺服电机38，第一伺服电机38的电机轴上设有与锥齿圈37啮合的锥齿轮381。

如图6所示，托板33上设有支座34，支座34的一端伸出托板33外，且伸出的一端设有第二伺服气缸35，第二伺服气缸35的活塞杆垂直向下连接有基板7，基板7底面设有若干弹簧71和若干导柱73，若干弹簧71沿矩形排列，各个弹簧71远离基板7的一端连接有压板72，压板72底面设有若干第二真空吸盘36；若干导柱73分布在基板7的各个边角处，压板72上设有与导柱73一一对应的导套74，导柱73的一端插入导套74内。

如图5所示，锥齿圈37内侧设有两个对称分布的定位板6，平台32上设有接近开关61，当托板33处于初始位置时，第二真空吸盘36位于输送机161的正上方，接近开关61与其中一个定位板6正对。

如图3和图5所示，升降件4包括转动连接在导向座31沿其高度方向两端的带轮41，两个带轮41通过环形的皮带42连接，皮带42处于张紧状态，导向座31侧壁上设有主电机43（如图1），主电机43的电机轴与位于上端的带轮41同轴固定；主电机43启动，驱动带轮41转动，带轮41带动皮带42传输，从而拉动平台32上下移动。

如图7所示，驱动件5包括固定在底盘1上的转动座51、安装在转动座51侧壁上的第二伺服电机52和转动连接在转动座51内的传动轴53，传动轴53的两端均穿出转动座51外，且传动轴53的一端与第二伺服电机52的电机轴同轴连接，另一端连接有麦克纳姆轮54，四个第二伺服电机52分别控制四个麦克纳姆轮54的旋向，便可前进、后退、侧移、转向，实现底盘1的全方位移动，机动灵活；底盘1四周均设有激光测距仪18。

本实施例的实施原理为：施工前，操作者先将铺设区域的形状、大小等信息收集并规划铺设路线，再把路线导入铺设设备内；施工时，第一伺服气缸22驱动第一真空吸盘221下降与地砖抵触，吸住地砖，随后第一真空吸盘221在第一伺服气缸22的带动下上升，同时驱动电机23启动，驱动滑座21前进，当地砖移动至输送机161上方时，第一伺服气缸22驱动第一真空吸盘221下移，将地砖放在输送机161上，第一真空吸盘221通气释放地砖，然后回移到初始位置；在第一块地砖被取走后，步进电机15启动，驱动辊筒151缠绕牵引绳13，拉动物料板12上升，使得第二块地砖移动至原先第一块地砖的位置。

升降气缸81驱动清理板82下降，使得毛刷84与地砖抵触，清洗电机83驱动毛刷84转动，输送机161启动，将地砖向导向座31方向传输，旋转的毛刷84对地砖表面的灰尘进行清理；当地砖越过清洗板并移动至第二真空吸盘36下方时，第二伺服气缸35驱动第二真空吸盘36下降吸住地砖后抬升，第一伺服电机38启动，驱动锥齿圈37带动托板33转动180度，主电机43启动，驱动平台32下降至靠近底盘1处，第二伺服气缸35驱动第二真空吸盘36下降，待地砖与地面抵触后，第二真空吸盘36松开地砖，第二伺服气缸35继续向下推动基板7，使得导柱73穿过导套74并抵在地砖上，对地砖进行下压，下压结束后，托板33带动第二伺服气缸35返回初始位置。

各个激光测距仪18检测与四周建筑间的距离，第二伺服电机52启动，驱动麦克纳姆轮54转动，使得底盘1移动，给第二块地砖预留出空间，重复上述步骤，便可实现对地砖的自动传输、清理、铺设、压实，方便快捷，既减少了操作者的工作量，又提高地砖铺设效率。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于BIM的地砖自动铺设设备，其特征在于：包括底盘(1)和驱动底盘(1)移动的驱动件(5)，所述底盘(1)上垂直设有两个相互平行的立架(11)，两个所述立架(11)间滑动连接有用于堆放地砖的物料板(12)，所述物料板(12)沿立架(11)高度方向移动，所述物料板(12)靠近立架(11)的一端设有牵引绳(13)，所述立架(11)顶端转动连接有导轮(14)，所述底盘(1)在立架(11)的一侧设有步进电机(15)，所述步进电机(15)的电机轴上设有辊筒(151)，所述牵引绳(13)绕过导轮(14)后连接在辊筒(151)上；

所述底盘(1)通过支撑架(16)架设有输送机(161)，所述支撑架(16)内设有两个延伸至立架(11)上方的横架(17)，所述横架(17)上设有用于将地砖夹放至输送机(161)上的夹送件(2)，所述底盘(1)上设有用于将输送机(161)上的地砖安放到地面上的铺设装置(3)。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的地砖自动铺设设备，其特征在于：所述夹送件(2)包括滑动连接在两个横架(17)上的滑座(21)、垂直设置在滑座(21)上的第一伺服气缸(22)和连接在第一伺服气缸(22)活塞杆上的第一真空吸盘(221)，所述横架(17)的两端均设有驱动电机(23)，所述驱动电机(23)的电机轴上设有齿轮(231)，所述横架(17)上设有与齿轮(231)啮合的齿条(24)。

3.根据权利要求1所述的基于BIM的地砖自动铺设设备，其特征在于：所述铺设装置(3)包括垂直设置在底盘(1)上的导向座(31)、滑动连接在导向座(31)上的平台(32)和用于驱动平台(32)移动的升降件(4)，所述平台(32)上转动连接有环形的托板(33)，所述托板(33)上设有支座(34)，所述支座(34)上设有第二伺服气缸(35)，所述第二伺服气缸(35)上设有第二真空吸盘(36)；

所述托板(33)上设有锥齿圈(37)，所述平台(32)上设有第一伺服电机(38)，所述第一伺服电机(38)的电机轴上设有与锥齿圈(37)啮合的锥齿轮(381)。

4.根据权利要求1所述的基于BIM的地砖自动铺设设备，其特征在于：所述升降件(4)包括转动连接在导向座(31)两端的带轮(41)和连接两个带轮(41)的皮带(42)，所述皮带(42)与平台(32)连接，所述导向座(31)侧壁上设有主电机(43)，所述主电机(43)的电机轴与位于下端的带轮(41)连接。

5.根据权利要求1所述的基于BIM的地砖自动铺设设备，其特征在于：所述驱动件(5)包括第二伺服电机(52)、转动座(51)、传动轴(53)和麦克纳姆轮(54)，所述转动座(51)固定在底盘(1)上，所述传动轴(53)通过轴承安装在转动座(51)内，所述第二伺服电机(52)安装在转动座(51)侧壁上且第二伺服电机(52)的电机轴与传动轴(53)连接，所述传动轴(53)远离第二伺服电机(52)的一端与麦克纳姆轮(54)连接。

6.根据权利要求3所述的基于BIM的地砖自动铺设设备，其特征在于：所述锥齿圈(37)内内侧设有两个对称分布的定位板(6)，所述平台(32)上设有与其中一个定位板(6)相对应的接近开关(61)。

7.根据权利要求3所述的基于BIM的地砖自动铺设设备，其特征在于：所述第一伺服气缸(22)的活塞杆连接有基板(7)，所述基板(7)底面设有若干弹簧(71)，各个所述弹簧(71)远离基板(7)的一端连接有压板(72)，所述第二真空吸盘(36)固定在压板(72)背离基板(7)的一侧。

8.根据权利要求7所述的基于BIM的地砖自动铺设设备，其特征在于：所述基板(7)底面在各个边角处均设有导柱(73)，所述压板(72)上设有供各个导柱(73)穿过的导套(74)。

9.根据权利要求1所述的基于BIM的地砖自动铺设设备，其特征在于：所述支撑架(16)上设有安装框(8)，所述安装框(8)上设有升降气缸(81)，所述升降气缸(81)的活塞杆竖直向下并连接有清理板(82)，所述清理板(82)上设有若干清洗电机(83)，各个所述清洗电机(83)的电机轴均向下穿过清理板(82)，且穿过的一端连接有毛刷(84)。

10.根据权利要求1所述的基于BIM的地砖自动铺设设备，其特征在于：所述底盘(1)四周均设有激光测距仪(18)。

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