CN112824625A - 提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙方法，采用抹浆机和砌砖机器人进行自动砌墙，在墙砖或地面上放置抹浆机，抹浆机将砂浆均匀的涂抹在墙砖或地面上，涂抹砂浆的同时在砂浆中部拉若干组沟槽；砂浆被涂抹到墙砖或地面上后的60s内砌砖机器人夹取墙砖至带沟槽的砂浆上方，放置后将墙砖向下施压与砂浆粘结。本发明还公开了提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，包括用于在地面或墙砖上涂抹砂浆的抹浆机及用于将墙砖排列放置的砌砖机器人。本发明通过在抹浆机涂抹砂浆的同时在砂浆中部拉若干组沟槽，使砂浆泌水不能形成水膜，在上层墙砖压迫下，砂浆往沟槽坍塌，形成流动，墙砖与砂浆的粘结力有效提高，实现砖间的紧密连接。

Description

提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙方法及系统

技术领域

本发明涉及建筑自动砌墙技术领域，尤其是一种自动砌墙方法及自动砌墙系统。

背景技术

墙体采用普通水泥砂浆进行砌筑，不仅成本低，其力学性能，寿命历经百年仍坚固如初，是理想墙砖间的粘结材料。由于砂浆静态泌水结硬，其可塑性差，人工砌墙国家规范对砂浆拌合后使用时间，砌墙时砂浆铺面长度均作了明确规定。

公开号为 CN 107654077A的发明专利公开了考虑砂浆可塑性的砌砖机器人直线墙体的砌筑算法，通过考虑砂浆可塑性状况，使用多台机器人进行砌筑，确定每台机器人的砌砖数量，使得夹砖、砌砖的过程均在砂浆可塑性时间内完成。采用砌砖机器人砌墙的过程中，需要配套相应的抹浆机，抹浆机为砌墙过程中对砌好的墙砖自动进行涂抹砂浆的设备。抹浆机在抹浆时，由于是自动化操作，砂浆在已砌的墙砖面抹平，表面形成水平面或波浪面，当上层墙砖压砌在其表面，砂浆泌水的水膜形成隔离层，在不影响下层墙砖的前提下，施压在上层墙砖上又难以将此水膜压破或波浪面压平，砂浆结硬后，上层墙砖粘结效果很差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动砌墙方法及系统，以提高自动化砌墙过程中墙砖与砂浆粘结力。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开了一种提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙方法，采用抹浆机和砌砖机器人进行自动砌墙，该方法包括：在墙砖或地面上放置抹浆机，抹浆机将砂浆均匀的涂抹在墙砖或地面上，涂抹砂浆的同时在砂浆中部拉若干组沟槽；砂浆被涂抹到墙砖或地面上后的60s内砌砖机器人夹取墙砖至带沟槽的砂浆上方，放置后将墙砖向下施压与砂浆粘结。

优选地，每一组沟槽上表面宽度为8～15mm，两组沟槽的间距为20～40mm，沟槽的深度大于砂浆厚度的0.6倍。

进一步地，所述的抹浆机进行砂浆涂抹前，对砂浆进行搅拌。

本发明还公开了提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，包括用于在地面或墙砖上涂抹砂浆的抹浆机，及用于将墙砖排列放置的砌砖机器人，所述的抹浆机包括抹浆控制系统、机架、行走轮、驱动装置、刮浆装置及若干弹性弯钩，所述的机架上设置有横移模组，所述的机架内部形成一个供砂浆放入的上、下两端开口的腔体，机架侧端设置所述的弹性弯钩，所述的行走轮设置于机架下方，所述的驱动装置与行走轮连接控制行走轮自动在墙砖面行走，所述的刮浆装置设置在横移模组上可水平移动，所述的抹浆控制系统与驱动装置及横移模组控制连接。所述的砌砖机器人包括砌砖控制系统、移动底座、设于移动底座上的机身主体、安装在机身主体上的机械臂组件，所述的砌砖控制系统与移动底座、机械臂组件控制连接。所述的抹浆控制系统与砌砖控制系统信号连接。

进一步地，所述的弹性弯钩宽度为8～15mm，两组弹性弯钩的间距为20～40mm，弹性弯钩底端高于行走轮下表面2～5mm。

进一步地，还包括抹浆件及竖移模组，所述的机架为分体组装式，其包括两侧支架及位于中部的浆模架，所述的竖移模组及弹性弯钩安装在侧支架上，所述的浆模架安装在竖移模组上，所述的抹浆件一体成型于浆模架一端或两端，所述的抹浆件在竖移模组的控制下竖直移动。

其中，所述的机械臂组件包括夹砖臂、用于夹砖的夹具、取浆臂及用于夹取砂浆的浆杯，所述的夹砖臂上设置有第一电机组，所述的第一电机组下方连接所述的夹具，所述的取浆臂上设置有第二电机组，所述的第二电机组下方连接所述的浆杯。

优选地，所述的夹具包括驱动轴、连接转盘、固定板、气压缸固定板、气压缸、若干导杆、连杆机构、两组抓板及两组防滑板，所述的驱动轴上方通过连接转盘与第一电机组连接，所述的气压缸固定板与固定板连接，所述气压缸固定于气压缸固定板上，连杆机构两侧分别与两组抓板连接，连杆机构中部与驱动轴固接，两组抓板安装在导杆上，所述的抓板上设有所述的防滑板。

一实施方式中，还包括弹簧及连接销轴，所述的驱动轴包括上轴体及下轴体，所述的上轴体设有中空腔体，所述的下轴体套接在中空腔体内，所述的弹簧安装在上轴体的中空腔体内，弹簧下端与下轴体抵接，所述的下轴体固定在固定板上。所述的上轴体下部及下轴体上部都设置有长条形凹槽，所述的连接销轴垂直穿过长条形凹槽并可沿长条形凹槽上下移动。

优选地，还包括称重传感器，所述的上轴体下端设置有凸台，所述的称重传感器上端与连接销轴连接，下端固定在凸台上，所述的称重传感器与砌砖控制系统信号连接的。

另一实施方式中，还包括至少两个推力气缸和至少两个压力传感器，两个推力气缸对称安装在固定板下方，压力传感器安装在推力气缸进气管前端。

优选地，所述的砌砖机器人的移动底座上设置有浆槽，浆槽上设置有砂浆搅拌组件。所述的砂浆搅拌组件包括横移导轨、横移电机、横移丝杆、横移滑块、安装支架及搅拌器，所述的横移导轨固定在浆槽侧边，所述的横移丝杆固定在横移导轨侧边，所述的横移电机与横移导轨轴向连接，所述的横移滑块安装在横移丝杆上，横移滑块的一侧安装于横移导轨上，所述的安装支架一端固定在横移滑块上，另一端设置于浆槽上方，所述的搅拌器设置在安装支架上，搅拌器的搅拌叶片插入浆槽内。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、本发明通过抹浆机和砌砖机器人实现抹浆与砌砖协同进行，在抹浆机涂抹砂浆的同时在砂浆中部拉若干组沟槽，拉沟槽时，邻近沟槽砂浆被拉松，隆起在沟槽两侧，砂浆泌水不能形成水膜，在上层墙砖压迫下，砂浆往沟槽坍塌，形成流动。墙砖就位后，对墙砖进行施压，墙砖将高处砂浆挤推到沟槽，砂浆形成流动，空气被挤出，墙砖随砂浆下沉直至完全贴合在砂浆上，墙砖与砂浆的粘结力有效提高,实现砖间的紧密粘接，砌筑的墙体质量好。

2、抹浆机进行砂浆涂抹前，对砂浆进行一次搅拌，破坏静态砂浆的泌水结硬，恢复砂浆和易性，砂浆更容易进入浆杯，更容易卸浆，抹浆机在刮浆和涂抹时砂浆流动性更好。

附图说明

图1是本发明自动砌墙系统的结构示意图。

图2是图1的侧向示意图。

图3是抹浆机抹浆过程的状态示意图。

图4是抹浆机的结构示意图。

图5是抹浆机的分解示意图。

图6是抹浆机侧支架的结构示意图。

图7是图2中的A处放大示意图。

图8是本发明砌砖机器人的结构示意图。

图9是浆槽及砂浆搅拌组件的结构示意图。

图10是图9的分解示意图。

图11是实施例二夹具的结构示意图。

图12是图11的分解示意图。

图13是图11中隐去气压缸及气压缸固定板的结构示意图。

图14是图11的B向剖视示意图。

图15是实施例三夹具的示意图。

图16是图15的某一角度的立体示意图。

主是要组件符号说明：

1：抹浆机，11：机架，111：侧支架，112：浆模架，12：行走轮，13：驱动装置，14：刮浆装置，15：抹浆件，16：竖移模组，17：弹性弯钩，18：横移横组，2：砌砖机器人，21：移动底座，22：机身主体，23：夹砖臂，24：夹具，241：驱动轴，242：连接转盘，243：固定板，244：气压缸固定板，245：气压缸，246：导杆，247：连杆机构，248：抓板，249：防滑板，25：取浆臂，26：浆杯，27：第一电机组，28：第二电机组，3：砂浆，4：沟槽，5：浆槽，6：砂浆搅拌组件，61：横移导轨，62：横移电机，63：横移丝杆，64：横移滑块，65：安装支架，66：搅拌器，661：搅拌叶片，71：弹簧，72：连接销轴，73：称重传感器，74：上轴体，75：下轴体，76：长条形凹槽，77：凸台，81：推力气缸，82：压力传感器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。

如图1~3所示，本发明公开了提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙方法，采用抹浆机1和砌砖机器人2进行自动砌墙，该方法包括：

a.在墙砖或地面上放置抹浆机1，抹浆机1进行砂浆涂抹前，对砂浆进行搅拌。

b.抹浆机1将砂浆均匀的涂抹在墙砖9或地面上，涂抹砂浆的同时在砂浆31中部拉若干组沟槽32，结合图3示，沟槽的深度H大于砂浆厚度S的0.6倍，即H>0.6S。每一组沟槽32上表面宽度W为8～15mm，两组沟槽32的间距J为20～40mm。

c.砂浆被涂抹到墙砖4或地面上后的60s内砌砖机器人2夹取墙砖4至带沟槽的砂浆31上方，放置后将墙砖4向下施压与砂浆31粘结。

本发明还公开了提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，具体结构详述如下。

实施例一

本实施例公开了提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，包括用于在地面或墙砖上涂抹砂浆的抹浆机1，及用于将墙砖排列放置的砌砖机器人2。

如图4、图5所示，抹浆机1包括抹浆控制系统、机架11、行走轮12、驱动装置13、刮浆装置14、抹浆件15、竖移模组16及若干弹性弯钩17。机架11为分体组装式，其包括两侧支架111及位于中部的浆模架112，竖移模组16及弹性弯钩17安装在侧支架111上，浆模架112安装在竖移模组16上，浆模架112上设置有横移模组18，浆模架112内部形成一个供砂浆放入的上、下两端开口的腔体。抹浆件15一体成型于浆模架112一端或两端，抹浆件15在竖移模组16的控制下竖直移动。抹浆件15可以为抹浆板或抹浆刀或抹浆辊等。行走轮12设置于侧支架111下方，驱动装置13与行走轮12连接控制行走轮12自动在砖面行走。刮浆装置14设置在横移模组18上可水平移动。抹浆控制系统与驱动装置13及横移模组18控制连接。抹浆控制系统与砌砖控制系统信号连接。

如图6所示，侧支架111上设置弹性弯钩17，弹性弯钩17可以为金属薄片制成。如图7示弹性弯钩17的宽度W′为8～15mm，两组弹性弯钩的间距J′为20～40mm，弹性弯钩底端高于行走轮下表面T=2～5mm。弹性弯钩17底端设置在行走轮12下表面上方，可保证弹性弯钩17不刮至砖面。

砌砖机器人包括砌砖控制系统、移动底座21、设于移动底座21上的机身主体22、安装在机身主体22上的机械臂组件，砌砖控制系统与移动底座21、机械臂组件控制连接。砌砖机器人2可以为公开号为：CN106592991B、CN 209324008U、CN 208668989U等的砌砖机器人。

本实施例的砌砖机器人2的机械臂组件包括夹砖臂23、用于夹砖的夹具24、取浆臂25及用于夹取砂浆的浆杯26，夹砖臂23上设置有第一电机组27，第一电机组27下方连接夹具24，取浆臂25上设置有第二电机组28，第二电机组28下方连接浆杯26。夹具24可以为公开号为 CN208594758U的夹具：采用导轨组件、光杆、位移传感器、力传感器相互配合使用，可以快速的感应到砌砖与水泥砂浆的相互作用力，通过数据分析读取来调整、控制砌砖夹具的移动，实现砌砖紧压密实的效果。

如图8所示，为了便于在抹浆机进行砂浆涂抹前，对砂浆进行搅拌，在砌砖机器人2的移动底座21上设置有浆槽5，浆槽5上设置有砂浆搅拌组件6。

如图9、图10所示，砂浆搅拌组件6包括横移导轨61、横移电机62、横移丝杆63、横移滑块64、安装支架65及搅拌器66。横移导轨61固定在浆槽5侧边，横移丝杆63固定在横移导轨61侧边，横移电机62与横移导轨61轴向连接，横移滑块64安装在横移丝杆63上，横移滑块64的一侧安装于横移导轨61上，安装支架65一端固定在横移滑块64上，另一端设置于浆槽5上方，搅拌器66设置在安装支架65上，搅拌器66的搅拌叶片661插入浆槽5内。

本发明使用时通过竖移模组16调整抹浆件15与砖面的距离为12~20mm，通过搅拌器66边移动边搅拌浆槽内的砂浆。搅拌后浆杯26抓取浆槽5内的砂浆，并将砂浆倒入刮浆装置14与浆模架112腔体内。然后刮浆装置14向抹浆机1前进的反方向运动，刮浆装置14把砂浆往抹浆件15附近堆积。驱动装置13控制行走轮12运动，抹浆机1整体往前行走，行走的过程中抹浆件15将砂浆31均厚满宽铺抹在墙砖4上，同时行走的过程中弹性弯钩17在铺抹的砂浆层上拉出沟槽32。抹浆后，抹浆控制系统与砌砖控制系统信号连接，砌砖机器人2接收到信号后在60s内通过夹具24夹取墙砖4至带沟槽32的砂浆31上方，放置后将墙砖4向下施压与砂浆31粘结。

实施例二

本实施例公开了提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其与实施例一的区别在于，夹具24的结构不同。如图11-14所示，本实施例的砌砖机器人的夹具24包括驱动轴241、连接转盘242、固定板243、气压缸固定板244、气压缸245、若干导杆246、连杆机构247、两组抓板248、两组防滑板249、弹簧71、连接销轴72及称重传感器73。驱动轴241上方通过连接转盘242与第一电机组27连接，气压缸固定板244与固定板243连接，气压缸245固定于气压缸固定板244上。如图13所示，连杆机构247两侧分别与两组抓板248连接，连杆机构247中部与驱动轴241固接，两组抓板248安装在导杆246上，抓板248上设有防滑板249。

如图12，图14示，驱动轴241包括上轴体74及下轴体75，上轴体74设有中空腔体，下轴体75套接在中空腔体内，弹簧71安装在上轴体74的中空腔体内，弹簧74下端与下轴体75抵接，下轴体75固定在固定板243上。上轴体74下部及下轴体75上部都设置有长条形凹槽76，连接销轴72垂直穿过长条形凹槽76并可沿长条形凹槽76上下移动。

为了控制更好的施压，上轴体74下端设置有凸台77，称重传感器73上端与连接销轴72连接，下端固定在凸台77上。

本实施例在使用时，砌砖控制系统控制夹具的气压缸245动作，一组抓板248在气压缸245的作用下移动，连杆机构247带动另一组抓板248同步运动，夹取砖块。夹砖臂23移动至抹好带沟槽的砂浆31上方，夹具24夹取墙砖定位至砂浆上，墙砖接触砂浆后，上轴体74继续向下运动压缩弹簧71，连接销轴72相对长条形凹槽76向上移动，下轴体75受到一个向下施压的力，带动抓板248继续向下施压于墙砖上，称重传感器73感应施加的力，当施加的力达到某一设定的数值时，将停止信号发送至砌砖控制系统，砌砖控制系统控制夹具24停止向下运动。在这个过程中，墙砖挤压砂浆往沟槽坍塌，形成流动，墙砖与砂浆一起向下运动直至砂浆与墙砖面全部贴合。

实施例三

本实施例公开了提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其与实施例一的区别在于，如图15-16所示，本实施例的砌砖机器人的夹具包括驱动轴241、连接转盘242、固定板243、气压缸固定板244、气压缸245、若干导杆246、连杆机构247、两组抓板248、两组防滑板249、两个推力气缸81和两个压力传感器82。驱动轴241上方通过连接转盘242与第一电机组27连接，气压缸固定板244与固定板243连接，气压缸245固定于气压缸固定板244上。连杆机构247两侧分别与两组抓板248连接，连杆机构247中部与驱动轴241固接，两组抓板248安装在导杆246上，抓板248上设有防滑板249。

两个推力气缸81对称安装在固定板243下方两对角侧，压力传感器82安装在推力气缸81进气管前端。

本实施例在使用时，砌砖控制系统控制夹具24夹取墙砖定位至砂浆31上，墙砖接触砂浆后砌砖控制系统控制驱动轴241停止运动，同时控制推力气缸81向下推出气缸轴，推力气缸81向下施压于墙砖，压力传感器82感应压力的大小，当施加的力达到某一设定的数值时，将停止信号发送至砌砖控制系统，砌砖控制系统控制推力气缸81停止向下推动。在这个过程中，墙砖挤压砂浆往沟槽坍塌，形成流动，墙砖与砂浆一起向下运动直至砂浆与墙砖面全部贴合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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 (12)

1.提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙方法，其特征在于，采用抹浆机和砌砖机器人进行自动砌墙，该方法包括：

在墙砖或地面上放置抹浆机，抹浆机将砂浆均匀的涂抹在墙砖或地面上，涂抹砂浆的同时在砂浆中部拉若干组沟槽；砂浆被涂抹到墙砖或地面上后的60s内砌砖机器人夹取墙砖至带沟槽的砂浆上方，放置后将墙砖向下施压与砂浆粘结。

2.如权利要求1所述的提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙方法，其特征在于，每一组沟槽上表面宽度为8～15mm，两组沟槽的间距为20～40mm，沟槽的深度大于砂浆厚度的0.6倍。

3.如权利要求1所述的提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙方法，其特征在于，所述的抹浆机进行砂浆涂抹前，对砂浆进行搅拌。

4.提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其特征在于，包括用于在地面或墙砖上涂抹砂浆的抹浆机，及用于将墙砖排列放置的砌砖机器人；

所述的抹浆机包括抹浆控制系统、机架、行走轮、驱动装置、刮浆装置及若干弹性弯钩，所述的机架上设置有横移模组，所述的机架内部形成一个供砂浆放入的上、下两端开口的腔体，机架侧端设置所述的弹性弯钩，所述的行走轮设置于机架下方，所述的驱动装置与行走轮连接控制行走轮自动在墙砖面行走，所述的刮浆装置设置在横移模组上可水平移动，所述的抹浆控制系统与驱动装置及横移模组控制连接；

所述的砌砖机器人包括砌砖控制系统、移动底座、设于移动底座上的机身主体、安装在机身主体上的机械臂组件，所述的砌砖控制系统与移动底座、机械臂组件控制连接；

所述的抹浆控制系统与砌砖控制系统信号连接。

5.如权利要求4所述的提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其特征在于，所述的弹性弯钩宽度为8～15mm，两组弹性弯钩的间距为20～40mm，弹性弯钩底端高于行走轮下表面2～5mm。

6.如权利要求4所述的提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其特征在于，还包括抹浆件及竖移模组，所述的机架为分体组装式，其包括两侧支架及位于中部的浆模架，所述的竖移模组及弹性弯钩安装在侧支架上，所述的浆模架安装在竖移模组上，所述的抹浆件一体成型于浆模架一端或两端，所述的抹浆件在竖移模组的控制下竖直移动。

7.如权利要求4所述的提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其特征在于：所述的机械臂组件包括夹砖臂、用于夹砖的夹具、取浆臂及用于夹取砂浆的浆杯，所述的夹砖臂上设置有第一电机组，所述的第一电机组下方连接所述的夹具，所述的取浆臂上设置有第二电机组，所述的第二电机组下方连接所述的浆杯。

8.如权利要求7所述的提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其特征在于：所述的夹具包括驱动轴、连接转盘、固定板、气压缸固定板、气压缸、若干导杆、连杆机构、两组抓板及两组防滑板，所述的驱动轴上方通过连接转盘与第一电机组连接，所述的气压缸固定板与固定板连接，所述气压缸固定于气压缸固定板上，连杆机构两侧分别与两组抓板连接，连杆机构中部与驱动轴固接，两组抓板安装在导杆上，所述的抓板上设有所述的防滑板。

9.如权利要求7所述的提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其特征在于：还包括弹簧及连接销轴，

所述的驱动轴包括上轴体及下轴体，所述的上轴体设有中空腔体，所述的下轴体套接在中空腔体内，所述的弹簧安装在上轴体的中空腔体内，弹簧下端与下轴体抵接，所述的下轴体固定在固定板上；

所述的上轴体下部及下轴体上部都设置有长条形凹槽，所述的连接销轴垂直穿过长条形凹槽并可沿长条形凹槽上下移动。

10.如权利要求9所述的提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其特征在于：还包括称重传感器，所述的上轴体下端设置有凸台，所述的称重传感器上端与连接销轴连接，下端固定在凸台上，所述的称重传感器与砌砖控制系统信号连接的。

11.如权利要求7所述的提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其特征在于：还包括至少两个推力气缸和至少两个压力传感器，两个推力气缸对称安装在固定板下方，压力传感器安装在推力气缸进气管前端。

12.如权利要求7所述的提高墙砖与砂浆粘结力的自动砌墙系统，其特征在于：所述的砌砖机器人的移动底座上设置有浆槽，浆槽上设置有砂浆搅拌组件；

所述的砂浆搅拌组件包括横移导轨、横移电机、横移丝杆、横移滑块、安装支架及搅拌器，所述的横移导轨固定在浆槽侧边，所述的横移丝杆固定在横移导轨侧边，所述的横移电机与横移导轨轴向连接，所述的横移滑块安装在横移丝杆上，横移滑块的一侧安装于横移导轨上，所述的安装支架一端固定在横移滑块上，另一端设置于浆槽上方，所述的搅拌器设置在安装支架上，搅拌器的搅拌叶片插入浆槽内。

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