CN112211419A - 一种自动砌墙机及其砌墙方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动砌墙机及其砌墙方法，属于建筑工程自动化设备技术领域，在第一电机的驱动下，第一传动机构带动丝杠升降，从而使得升降单元上的顶部机构进行自动升降，通过依次连接的转盘、传送带、承重盘和输送机将转盘上的转盘输送至预定位置，并在扇叶的作用下，使得砖块与墙体平行，再通过水泥喷涂固定单元，为砖块的外表面喷涂水泥，同时为下一层砖块的铺设奠定基础。本发明通过升降单元、运输单元和水泥喷涂固定单元之间相互配合完成自动砌墙，自动化性能高，整个过程不需要劳工和劳力，大大节省了劳动成本，自动化运行也提高了砌墙精度，使得施工效率大幅提升。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程自动化设备技术领域，涉及一种新型自动砌墙机及其砌墙方法。
背景技术
建筑行业快速持续的发展，使得建筑机械化程度也越来越高，因此建筑机械设备的研究、开发和应用，对于建筑行业来说具有很重要的意义。在建筑施工时，砌墙是最为重要的一个工程，传统的砌墙方式基本都是依靠人的双手来完成浩大的砌墙工作，且用于施工的机械装备也比较落后，所以想要完成砌墙工作需要大量的时间和精力，这就带来建设投入高、建设周期长、施工效率低的后果。随着墙体在砌墙过程中的升高，需要人工将砌块抬上脚手架，对于工人的体力消耗极大，且脱离地面的工作具有一定危险性，可能会发生人员伤亡，存在严重的安全隐患。此外随着劳动力的日益短缺，新生代的劳动者普遍不愿从事强体力劳动的建筑作业，所以发展一种砌墙机，是社会民工日益减少的必然选择，是建筑行业的发展趋势。
现有技术中，申请号为CN201910466563.2的发明专利申请中提出一种半自动砌墙机，能够节约人力成本，且作业过程不依赖手工砌墙，但是其属于一种半自动机械装置，依然需要人工进行辅助操作，无法达到真正的机械自动化，难以解放劳动力。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中，半自动砌墙机难以实现全自动化导致必须依赖人力的缺点，提供一种自动砌墙机及其砌墙方法，其能够实现砌墙的自动化，降低人力成本，提高工作效率。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种自动砌墙机，包括升降单元、运输单元和水泥喷涂固定单元；运输单元和水泥喷涂固定单元均安装在升降单元上；
所述升降单元包括基座和通过丝杠固定安装在基座上方的顶部机构，所述基座上固定安装有第一电机和与第一电机电连接的第一传动机构，所述第一传动机构与丝杠连接；
所述的运输单元包括安装在顶部机构上的转盘、传送带、和砖块下放机构；所述砖块下放机构包括承重盘、扇叶和输送机，传送带一端与转盘连接，另一端与承重盘连接，承重盘与输送机连接，输送机上方通过固定架固定有扇叶；所述转盘连接有第二蜗轮组件，第二蜗轮组件电连接有第二电机；
所述的水泥喷涂固定单元包括水泥泵、机座及固定安装在机座上的机械臂，所述机械臂上方安装有固定水泥泵的喷口夹紧装置。
优选地，所述第一传动机构包括齿轮传动组件及与齿轮传动组件连接的第一蜗轮传动组件，蜗轮传动组件与丝杠连接。
优选地，所述齿轮传动组件包括第一传动齿轮和与第一传动齿轮连接的第二传动齿轮，第一传动齿轮与第一电机电连接，所述第二传动齿轮的中心贯穿连接有传动轴；所述第一蜗轮传动组件包括第一蜗轮和与第一蜗轮连接的第一蜗杆，所述第一蜗杆套接在传动轴上，第一蜗轮固定安装在丝杠的底部；
工作时，第一电机驱动第一传动齿轮转动，带动第二传动齿轮转动，第二传动齿轮连接的传动轴带动第一蜗杆转动，进而带动第一蜗轮转动，第一蜗轮再带动丝杠上下运动。
优选地，顶部机构包括支撑器和顶部工作平台，丝杠的一端通过联轴器与第一蜗轮连接，丝杠的另一端由支撑器通过螺钉固定在顶部工作平台的内侧。
优选地，所述顶部工作平台和基座均为平板结构且相互平行。
优选地，所述丝杠和第一传动机构分别设有4个，分别安装在基座的四个顶角上。
优选地，所述第二蜗轮组件通过转轴与转盘连接；第二蜗轮组件包括第二蜗杆及连接在转轴底部的第二蜗轮，第二蜗杆与第二电机电连接。
优选地，转盘上设有挡板；基座的底部安装有万向轮。
优选地，所述扇叶包括与固定架连接的轴承及若干个叶片，若干个叶片以轴承为中心旋转轴进行排列。
一种基于自动砌墙机的砌墙方法，包括如下步骤：
S1：启动第一电机，第一电机驱动第一传动机构转动，第一传动机构将动力传输给丝杠，丝杠的上下运动带动基座上方的顶部机构升降，使顶部机构上安装的运输单元达到升降；
S2：转盘上放置砖块，启动第二电机，第二电机将动力传递至第二蜗轮组件，第二蜗轮组件带动转盘转动，转盘通过传送带将砖块运输至承重盘，在砖块完全进入承重盘后，砖块在自身重力的驱使下会滑落至输送机上，输送机将砖块输送至预定位置，并在扇叶的转动下，使砖块沿墙边对齐；
S3：砖块对齐后，水泥喷涂固定单元启动，通过机械臂控制喷口夹紧装置运动，带动水泥泵移动至至距离待砌砖5cm处，启动水泥泵，对砖块表面喷涂水泥。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明公开了一种自动砌墙机，在第一电机的驱动下，第一传动机构带动丝杠升降，从而使得升降单元上的顶部机构进行自动升降，通过依次连接的转盘、传送带、承重盘和输送机将转盘上的转盘输送至预定位置，并在扇叶的作用下，使得砖块与墙体平行，砖块与砖块之间留有一定的间隙，再通过水泥喷涂固定单元喷涂水泥，而水泥喷口的喷射范围较大，最终砖块的外表面都会被水泥覆盖，这样也为下一层砖块的铺设做了保证。升降单元带动水泥喷涂固定单元和输送单元调节工作位置，输送单元运输砖块，水泥喷涂单元平铺水泥。在砌墙时，先由水泥喷涂单元喷涂水泥，然后由输送单元实现砌砖块动作。本发明装置结构紧凑，操作简单，可控性强，能够极大地简化劳动力，节约成本，且装置占地面积小，能够用于多种环境下的自动砌墙，实用性强。
本发明通过升降单元、运输单元和水泥喷涂固定单元之间相互配合完成自动砌墙，自动化性能高，整个过程不需要劳工和劳力，大大节省了劳动成本，自动化运行也提高了砌墙精度，使得施工效率大幅提升，升降机构的设置避免了人力的高空作业，消除安全隐患，安全性能高。本发明装置结构简单，在工地通行顺畅，适用性和可操作性强。
进一步地，第一传动机构包括齿轮传动组件和第一蜗轮组件，第一蜗轮传动组件连接在丝杠底部，能够带动通过简单的组件带动丝杠升降，降低装置的成本，使装置更实用。
进一步地，丝杠的一端通过联轴器与第一蜗轮连接，丝杠的另一端由支撑器通过螺钉固定在顶部工作平台的内侧，实现4根丝杠对整个升降装置的驱动。
进一步地，顶部工作平台和基座均为平板结构且相互平行，丝杠和第一传动机构分别设有4个，分别安装在基座的四个顶角上，平板机构更平稳，能够在平板机构上设置多种其它器件，每个顶角都设有丝杠和第一传动机构，使得升降单元的升降比较平稳，使得装置的使用安全性增加的同时，能够增加装置的实用性。
进一步地，转盘上设有挡板，转盘上放置的砖块与挡板接触时会停止向前运动，并随着转盘的继续转动而进入传送带，并落入承重盘中。
进一步地，基座的底部安装有万向轮，方向可灵活控制。
本发明还公开了一种砌墙方法，是基于上述装置进行的，启动第一电机，第一电机驱动第一传动机构转动，第一传动机构将动力传输给丝杠，丝杠的上下运动带动基座上方的顶部机构升降，使顶部机构上安装的运输单元达到升降；转盘上放置砖块，启动第二电机，第二电机将动力传递至第二蜗轮组件，第二蜗轮组件带动转盘转动，转盘通过传送带将砖块运输至承重盘，在砖块完全进入承重盘后，砖块在自身重力的驱使下会滑落至输送机上，输送机将砖块输送至预定位置，并在扇叶的转动下，使砖块沿墙边对齐；砖块对齐后，水泥喷涂固定单元启动，通过机械臂控制喷口夹紧装置运动，带动水泥泵移动至至距离待砌砖5cm处，启动水泥泵，对砖块表面喷涂水泥。本发明方法操作简单，能够用于各种环境的自动砌墙，避免了因过度依赖人工导致工作效率降低的问题。
附图说明
图1为本发明自动砌墙机整体结构的示意图；
图2为本发明自动砌墙机中基座的结构示意图；
图3为本发明自动砌墙机中传动机构的结构示意图；
图4为本发明自动砌墙机中顶部结构的示意图；
图5为本发明自动砌墙机中运输单元的结构示意图；
图6为本发明自动砌墙机中砖块下放机构的结构示意图；
图7为本发明自动砌墙机中转盘动力输入机构的结构示意图；
图8为本发明自动砌墙机中水泥喷口固定单元的结构示意图。
其中，1-升降单元，2-运输单元，3-水泥喷口固定单元；11-基座，12-顶部结构，111-第一传动齿轮，112-第二传动齿轮，113-传动轴，114-减速器箱盖，115-蜗杆，116-蜗轮，117-丝杠，118-螺母，119-联轴器，120-电机；121-支撑器，122-顶部工作平台；21-转盘，22-传送带，23-承重盘，24-输送机，241-支撑杆；25-固定架，26-扇叶，27-第二电机，28-第二蜗轮组件，29-转轴，210-垫圈；31-机械臂，32-喷口夹紧装置，33-机座。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、单元、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
参见图1，一种自动砌墙机，包括升降单元1、运输单元2和水泥喷涂固定单元3组成。
参见图2和图3，升降单元1包括基座11和顶部结构12，基座11包括第一传动齿轮111、第二传动齿轮112、传动轴113、减速器箱盖114、第一蜗杆115、第一蜗轮116、丝杠117、螺母118、联轴器119以及第一电机120；四个丝杠117全部竖直安装；第一传动齿轮111固定安装在驱动电机120的输出轴上，第二传动齿轮112与第一传动齿轮111啮合，第二传动齿轮112固定套设在第一蜗杆115的一端，第一蜗杆115与第一蜗轮116啮合，第一蜗轮116通过联轴器119与丝杠117连接，其间通过螺母118固定。第一传动齿轮111、第二传动齿轮112、传动轴113、减速器箱盖114组成传动机构，通过第一电机120带动传动机构工作。
参见图5和图6，运输单元2是中心工作单元，包括转盘21、传送带22、承重盘23、输送机24、固定架25、扇叶26、第二电机27、第二蜗轮组件28、转轴29和垫圈210。第二电机27通过转轴29与第二蜗轮组件28连接，参见图7，启动第二电机27，第二电机27的输出轴将动力传递给第二蜗轮组件28，带动第二蜗轮组件28转动，第二蜗轮组件28将转动传递到转轴29，从而带动转盘21自转。传送带22的一端与转盘21连接，传送带22的另一端与承重盘23固定连接，转盘21上有一挡板，放入转盘21上的砖块随着砖块挨到曲型挡板，就会沿着外臂被后面的砖块推入传送带22上，在传送带22上砖块会再次得到速度和力，进入承重盘23。扇叶26通过固定架25支撑在输送机24上，砖块在落入输送机24时可能会因为其他因素，导致砖块没有平行于墙体，固定架25上的扇叶26会通过转动，每转一个叶片，会对一个砖块进行调整，这样每个进入目标位置的砖块，都会保持与墙体平行的角度。
参见图8，水泥喷涂固定单元3包括机械臂31、喷口加紧装置32和机座33。机座33通过各个角上的孔和螺钉对接固定。
实施例2
除以下内容外，其余内容同实施例1。
参见图4，升降单元1顶部结构12包括支撑器121和顶部工作平台122，丝杠117的一端通过联轴器119与蜗轮116连接，丝杠117的另一端由支撑器121通过螺钉固定在顶部工作平台122内侧。参见图7，第二蜗轮的下端固定在基座上，并垫有垫圈210，第二蜗轮的上端与转轴29通过联轴器连接。
实施例3
除以下内容外，其余内容同实施例1。
参见图6，固定架25的高低可进行调节，固定架25的角度也可以进行调节，固定架25通过支撑杆241固定，支撑杆241可进行升降调节和旋转调节，从而实现对固定架的调节。以满足砖块从承重盘23下滑时，可受到缓冲，以防止砖块有所损伤，降低产品的性能。
需要说明的是，第一蜗杆115、第一蜗轮116的组合由螺纹连接固定在基座11上，中间会垫有垫圈以防止润滑油泄露污染大气。
一种基于自动砌墙机的砌墙方法，包括如下步骤：
S1：启动第一电机120，第一电机120驱动第一传动机构转动，第一传动机构将动力传输给丝杠117，丝杠117的上下运动带动基座11上方的顶部机构升降，使顶部机构12上安装的运输单元达到升降；
S2：转盘21上放置砖块，启动第二电机27，第二电机27将动力传递至第二蜗轮组件28，第二蜗轮组件28带动转盘21转动，转盘21通过传送带22将砖块运输至承重盘23，在砖块完全进入承重盘23后，砖块在自身重力的驱使下会滑落至输送机24上，输送机24将砖块输送至预定位置，并在扇叶26的转动下，使砖块沿墙边对齐；
S3：砖块对齐后，水泥喷涂固定单元3启动，通过机械臂31控制喷口夹紧装置32运动，带动水泥泵移动至至距离待砌砖5cm处，启动水泥泵，对砖块表面喷涂水泥。
本发明装置的工作原理：
本方面装置在工作时，基座11上的第一电机120驱动第一传动齿轮111转动，第二传动齿轮112与第一传动齿轮111配合转动，将动力通过传动轴113传递至第一蜗杆115，第一蜗杆115将带动第一蜗轮116一起转动，通过第一蜗轮116所安装的轴将转动传递给联轴器119上的丝杠117，丝杠117与螺母118配合，使螺母118可以上升或下降，从而实现顶部工作平台122的升降，使顶部工作平台122上安装的运输单元2达到目标位置。运输单元2的动力输入由第二电机27提供，第二电机27将动力传递至第二蜗轮组件28，第二蜗轮组件带动转轴29转动，从而实现转盘21的自转。转盘21上放置砖块，通过传送带22将砖块运输至承重盘23，在砖块完全进入承重盘23后，由于自重将承重盘23的外侧压的前倾，砖块会滑落至输送机24上，最终由于自重落到预定的输出位置。待砖块到达预定位置后，水泥喷口将会在距离正在铺设的砖块大概三四块砖(30cm的位置)的地方，对这些砖块表面喷涂水泥，因为砖块与砖块之间留有一定的间隙，而水泥喷口的喷射范围较大，最终砖块的外表面都会被水泥覆盖，这样也为下一层砖块的铺设做了保证。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自动砌墙机，其特征在于，包括升降单元(1)、运输单元(2)和水泥喷涂固定单元(3)；运输单元(2)和水泥喷涂固定单元(3)均安装在升降单元(1)上；
所述升降单元(1)包括基座(11)和通过丝杠(117)固定安装在基座(11)上方的顶部机构(12)，所述基座(11)上固定安装有第一电机(120)和与第一电机(120)电连接的第一传动机构，所述第一传动机构与丝杠(117)连接；
所述的运输单元(2)包括安装在顶部机构(12)上的转盘(21)、传送带(22)、和砖块下放机构；所述砖块下放机构包括承重盘(23)、扇叶(26)和输送机(4)，传送带(22)一端与转盘(21)连接，另一端与承重盘(23)连接，承重盘(23)与输送机(24)连接，输送机(24)上方通过固定架(25)固定有扇叶(26)；所述转盘(21)连接有第二蜗轮组件(28)，第二蜗轮组件(28)电连接有第二电机(27)；
所述的水泥喷涂固定单元(3)包括水泥泵、机座(33)及固定安装在机座(33)上的机械臂(31)，所述机械臂(31)上方安装有固定水泥泵的喷口夹紧装置(32)。
2.根据权利要求1所述的自动砌墙机，其特征在于，所述第一传动机构包括齿轮传动组件及与齿轮传动组件连接的第一蜗轮传动组件，蜗轮传动组件与丝杠(117)连接。
3.根据权利要求2所述的自动砌墙机，其特征在于，所述齿轮传动组件包括第一传动齿轮(111)和与第一传动齿轮(111)连接的第二传动齿轮(112)，第一传动齿轮(111)与第一电机(120)电连接，所述第二传动齿轮(112)的中心贯穿连接有传动轴(113)；所述第一蜗轮传动组件包括第一蜗轮(116)和与第一蜗轮(116)连接的第一蜗杆(115)，所述第一蜗杆(115)套接在传动轴(113)上，第一蜗轮(116)固定安装在丝杠(117)的底部；
工作时，第一电机(120)驱动第一传动齿轮(111)转动，带动第二传动齿轮(112)转动，第二传动齿轮(112)连接的传动轴(113)带动第一蜗杆(115)转动，进而带动第一蜗轮(116)转动，第一蜗轮(116)再带动丝杠(117)上下运动。
4.根据权利要求3所述的自动砌墙机，其特征在于，顶部机构(12)包括支撑器(121)和顶部工作平台(122)，丝杠(117)的一端通过联轴器(119)与第一蜗轮(116)连接，丝杠(117)的另一端由支撑器(121)通过螺钉固定在顶部工作平台(122)的内侧。
5.根据权利要求4所述的自动砌墙机，其特征在于，所述顶部工作平台(122)和基座(11)均为平板结构且相互平行。
6.根据权利要求1所述的自动砌墙机，其特征在于，所述丝杠(117)和第一传动机构分别设有4个，分别安装在基座(11)的四个顶角上。
7.根据权利要求1所述的自动砌墙机，其特征在于，所述第二蜗轮组件(28)通过转轴(29)与转盘(21)连接；第二蜗轮组件(28)包括第二蜗杆及连接在转轴(29)底部的第二蜗轮，第二蜗杆与第二电机(27)电连接。
8.根据权利要求1所述的自动砌墙机，其特征在于，转盘(21)上设有挡板；基座(11)的底部安装有万向轮。
9.根据权利要求1所述的自动砌墙机，其特征在于，所述扇叶(26)包括与固定架(25)连接的轴承及若干个叶片，若干个叶片以轴承为中心旋转轴进行排列。
10.一种基于权利要求1～9任一项所述自动砌墙机的砌墙方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：启动第一电机(120)，第一电机(120)驱动第一传动机构转动，第一传动机构将动力传输给丝杠(117)，丝杠(117)的上下运动带动基座(11)上方的顶部机构升降，使顶部机构(12)上安装的运输单元达到升降；
S2：转盘(21)上放置砖块，启动第二电机(27)，第二电机(27)将动力传递至第二蜗轮组件(28)，第二蜗轮组件(28)带动转盘(21)转动，转盘(21)通过传送带(22)将砖块运输至承重盘(23)，在砖块完全进入承重盘(23)后，砖块在自身重力的驱使下会滑落至输送机(24)上，输送机(24)将砖块输送至预定位置，并在扇叶(26)的转动下，使砖块沿墙边对齐；
S3：砖块对齐后，水泥喷涂固定单元(3)启动，通过机械臂(31)控制喷口夹紧装置(32)运动，带动水泥泵移动至至距离待砌砖5cm处，启动水泥泵，对砖块表面喷涂水泥。
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