CN114086784A - 面向装配式建筑的旋转式砌墙装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，包括旋转式砌墙模块、链输送模块、移动升降小车和送料模块；送料模块置于链输送模块的输入端，旋转式砌墙模块置于链输送模块的输出端；链输送模块和送料模块由移动升降小车驱动同步水平移动或同步升降；旋转式砌墙模块包括侧向涂浆工位、砖块多工位处理模块和底面涂浆工位；侧向涂浆工位设置在旋转式砌墙模块机架总成远离链输送模块的一端；底面涂浆工位设置在旋转式砌墙模块机架总成顶部；砖块多工位处理模块包括砖块夹持装置，砖块多工位处理模块由旋转式砌墙模块机架总成驱动旋转。本发明实现了装配式建筑在生产过程中砖块输送、涂浆和砌墙的整个过程自动化，高效化。
Description
技术领域
本发明涉及建筑生产设备技术领域，具体涉及面向装配式建筑的旋转式砌墙装置。
背景技术
装配式建筑由于在建造过程中能够减少物料浪费和建筑垃圾的产生，并且具有绿色环保、生产速度快、生产成本低等优点，迅速在世界各地推广开来。随着我国综合国力的上升，国家对《建筑结构可靠度设计统一标准》的修订也可以看出，我国对建筑工程建设的要求只会越来越高。从提高质量、合理加快工期、环保节能等方位出发，工业化模式下的装配式建筑有着得天独厚的发展优势。
目前我国装配式建筑正处在初期阶段，装配式建筑在实际推行中，还是遇到不少困难，如装配墙体构件生产成本较高、构件生产受设备限制、工期延长等诸多问题。在装配墙体构件生产方面目前大多采用混凝土浇筑而成，而使用砖块砌墙的装配墙体构件因人工砌墙生产成本高较少使用。虽然国内外目前已有砌墙机器人，但是现有的砌墙机器人应用中大多使用机械臂进行砌墙，每次需要完成一块砖的夹取、涂浆、姿态调整才能进行砌墙，因生产效率低，设备成本高等缺点很少在实际生产中使用。因此，提出一种面向装配式建筑的旋转式砌墙装置来降低装配式建筑的生产成本，提高生产效率，非常有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，在保证成功率的前提下提高生产效率，降低生产成本，能够以流水线形式自动对砖块进行输送与砌墙，实现从砖块输送到墙体全程自动化，使用方便，节省了人工。
本发明面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，包括旋转式砌墙模块、链输送模块、移动升降小车和送料模块；所述送料模块置于链输送模块的输入端，旋转式砌墙模块置于链输送模块的输出端；所述的旋转式砌墙模块、链输送模块和送料模块由移动升降小车驱动同步水平移动或同步升降；所述的旋转式砌墙模块包括侧向涂浆工位、砖块多工位处理模块、底面涂浆工位和旋转式砌墙模块机架总成；所述的侧向涂浆工位设置在旋转式砌墙模块机架总成远离链输送模块的一端；所述的底面涂浆工位设置在旋转式砌墙模块机架总成顶部。
所述的侧向涂浆工位包括横向移动基座、涂浆头一、步进电机一、丝杠一、纵向移动基座、丝杠二、横向型材和步进电机二；所述的丝杠一竖直设置，并与带座轴承一构成转动副；所述的带座轴承一和步进电机固定架一均固定在纵向型材上；所述的纵向型材固定在横向移动基座上；螺母块与横向移动基座固定；所述的步进电机一固定在步进电机固定架一上；所述丝杠一与步进电机一的输出轴通过联轴器一固定；所述的导杆一与纵向型材通过导杆固定块固定；所述的纵向移动基座与丝杠一构成螺旋副，并与导杆一构成滑动副；所述的涂浆头一与纵向移动基座固定；所述的螺母块与丝杠二构成螺旋副，横向移动基座与横向型材构成滑动副；所述丝杠二与固定在横向型材上的带座轴承二构成转动副，并与步进电机二的输出轴固定；所述的丝杠二水平设置，并垂直于链输送模块的传输方向；所述的步进电机二固定在横向型材上；所述横向型材与旋转式砌墙模块机架总成的旋转式砌墙模块机架固定。
所述的砖块多工位处理模块包括砖块夹持装置和旋转机架总成；所述的旋转机架总成包括转轴、蜗轮和支撑型材总成；两块转轴安装板分别安装在支撑型材总成的两侧，转轴与丝杠二平行设置，两端与两块转轴安装板分别固定；所述的蜗轮固定在转轴的一端；所述的砖块夹持装置设有沿转轴周向均布的四个；所述的砖块夹持装置包括步进电机三、同步带轮一、机械爪固定架、同步带一、直线导轨安装板、直线导轨一、机械爪移动架、减速电机一、同步带轮二、机械爪和电动滑台；所述直线导轨安装板两端与两个电动滑台的滑动块分别固定；所述电动滑台的底座固定在支撑型材总成上；所述的电动滑台与丝杠二垂直设置；所述步进电机三固定在直线导轨安装板的一侧；两个同步带轮一均铰接在直线导轨安装板的另一侧，且其中一个同步带轮一与步进电机三的输出轴固定；两个同步带轮一通过同步带连接；所述的直线导轨一固定在直线导轨安装板上，并与丝杠二平行设置；所述的直线导轨滑块与直线导轨一构成滑动副；所述机械爪固定架与直线导轨滑块和同步带一的一侧段带均固定；所述机械爪移动架固定在机械爪固定架的下端；所述减速电机一固定在机械爪移动架的一端；两个同步带轮二固定在机械爪移动架的两端，且通过同步带二连接；其中一个同步带轮二与减速电机一的输出轴固定；所述机械爪移动滑块固定在同步带二的一侧段带上；所述的机械爪固定在机械爪移动滑块的底部。
所述的底面涂浆工位包括导杆二、导杆三、丝杠安装架、丝杠三、涂浆头安装架、步进电机固定架二、步进电机四、联轴器二、丝杠螺母安装架、步进电机五、丝杠螺母、涂浆头二、丝杠四和丝杠导杆安装架；所述的丝杠三与丝杠安装架构成转动副，并与步进电机五的输出轴固定；所述的丝杠三与丝杠二平行设置；所述丝杠安装架固定在旋转式砌墙模块机架总成的旋转式砌墙模块机架上；所述的丝杠螺母安装架与丝杠三构成螺旋副；所述的步进电机固定架二固定在丝杠螺母安装架上；所述的步进电机四固定在步进电机固定架二上；所述丝杠四的一端与步进电机四的输出轴通过联轴器二固定，另一端与丝杠导杆安装架构成转动副；所述的丝杠四沿链输送模块的传输方向布置；所述导杆三的两端分别固定在步进电机固定架二和丝杠导杆安装架上；所述的丝杠导杆安装架与导杆二构成滑动副；所述导杆二固定在旋转式砌墙模块机架总成的旋转式砌墙模块机架上；所述的涂浆头安装架与导杆三构成滑动副，固定在涂浆头安装架上的丝杠螺母与丝杠四构成螺旋副；所述的涂浆头二固定在涂浆头安装架底部。
所述的旋转式砌墙模块机架总成包括旋转式砌墙模块机架、伺服电机一和蜗杆；两个带座轴承四固定在旋转式砌墙模块机架的两侧，旋转机架总成的转轴两端与两个带座轴承四分别构成转动副；所述伺服电机一通过伺服电机安装架一固定在旋转式砌墙模块机架的一侧；所述伺服电机一的输出轴与蜗杆通过联轴器三连接；所述的蜗杆与带座轴承三构成转动副，并与旋转机架总成的蜗轮啮合；所述的带座轴承三固定在旋转式砌墙模块机架上。
优选地，所述的机械爪包括回转气缸、气动手指和抓取块；所述回转气缸的定子固定在机械爪移动滑块底部；所述气动手指的缸体固定在回转气缸的转子上；所述抓取块由一体成型的连接板、短夹持板和长夹持板组成；两块抓取块的连接板与气动手指的两个夹爪分别固定。
优选地，所述的移动升降小车包括行进轮、钢轨、升降板、升降丝杠和车架；两根钢轨均与丝杠二平行设置；所述车架底部铰接有阵列排布的四个行进轮，同一侧的每两个行进轮与一根钢轨构成滚动摩擦副；至少有一个行进轮由轮毂电机驱动；所述的升降板与至少三根不是并排布置的升降丝杠构成螺旋副；所述的旋转式砌墙模块机架与升降板固定；所述的升降丝杠与车架构成转动副；各升降丝杠由驱动件驱动同步转动。
更优选地，所述的驱动件包括减速电机二、链条一、锥齿轮一、锥齿轮二和链轮；所述的升降丝杠顶部固定有链轮；竖直轴支架和减速电机二均固定在车架顶部；所述的竖直轴两端与两个带座轴承五分别构成转动副，其中一个带座轴承五固定在竖直轴支架上，另一个带座轴承五固定在车架上；所述的竖直轴上固定有锥齿轮一和链轮；所述减速电机二的输出轴上固定有锥齿轮二，锥齿轮二与锥齿轮一啮合；各链轮通过链条一连接。
优选地，所述的链输送模块包括双排链轮、主动轴、伺服电机二、伺服电机安装架二、砖块输送保持架、链条二、链输送机架、带座轴承六和从动轴；所述的链输送机架由移动升降小车驱动；所述伺服电机安装架二固定在链输送机架的一侧；所述的伺服电机二固定在伺服电机安装架二上；所述主动轴的两端与两个带座轴承六分别构成转动副，且主动轴的一端与伺服电机二的输出轴固定；两个双排链轮固定在主动轴的两端；所述从动轴的两端与另外两个带座轴承六分别构成转动副；另外两个双排链轮固定在从动轴的两端；所述的带座轴承六与链输送机架固定；处在同一侧的每两个双排链轮通过两条链条二连接；所述的链条二沿环向布满有多个砖块输送组件；所述砖块输送组件由间距设置且朝向相反的两个砖块输送保持架组成；每相邻两个砖块输送组件的其中两个砖块输送保持架背对且贴紧设置；每个砖块输送保持架两端与对应侧两条链条二位置对齐的两个链节分别固定。
优选地，所述的送料模块包括送料机架、送料推板、送料载板、伺服电机三和送料丝杠；所述的送料机架由移动升降小车驱动；所述送料载板固定在送料机架的顶部；所述端部挡板固定在送料载板的输出端，且端部挡板与送料载板之间设有落料口；所述链输送模块的输入端位于落料口正下方；所述送料底板固定在送料机架的底部；所述的伺服电机三固定在送料底板上；所述伺服电机三的输出轴与送料丝杠通过联轴器四固定；所述的送料丝杠与带座轴承七构成转动副；所述的丝杠螺母推杆与送料丝杠构成螺旋副，并与送料载板开设的直线槽构成滑动副；所述的送料推板位于送料载板顶部，并竖直固定在丝杠螺母推杆上。
更优选地，所述送料载板的两侧固定有两个砖块导向架，且两块砖块导向架均与端部挡板固定。
优选地，所述涂浆头一和涂浆头二的泥浆输入端分别与一个泥浆袋通过输料管连接；所述泥浆袋的泥浆输出口安装有与控制器电连接的液压泥浆泵。
优选地，所述的砖块输送保持架呈L型。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明的流水线作业实现了装配式建筑在生产过程中砖块输送、涂浆和砌墙的整个过程自动化，高效化，解决了现有砌墙机器人存在的效率低问题，并且提高了装配式建筑砌墙的准确性。
2、本发明可实现不同组合样式的砌墙，砖块夹持装置能实现机械爪三个方向的移动，且机械爪具有旋转功能，可将夹取的砖块进行不同角度的调整，根据实际需要进行砌墙，同时也能保证砌墙具有一定的直线度和垂直度。
3、本发明通过移动升降小车能够实现整体机构水平和垂直方向的运动，保证本发明能够根据墙体的长度和高度完成砌墙工作，提高了砌墙的灵活性。
4、本发明能够减少物料浪费和建筑垃圾的产生，并且具有绿色环保、生产速度快、生产成本低等优点。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中旋转式砌墙模块的结构示意图；
图3为本发明中侧向涂浆工位的结构示意图；
图4为本发明中砖块多工位处理模块的结构示意图；
图5为本发明中旋转机架总成的结构示意图；
图6为本发明中砖块夹持装置的结构示意图；
图7为本发明中底面涂浆工位的结构示意图；
图8为本发明中旋转式砌墙模块机架总成的结构示意图；
图9为本发明中移动升降小车的结构示意图；
图10为本发明中链输送模块的结构示意图；
图11为本发明中送料模块的结构示意图；
图12为本发明中送料模块的侧面示意图；
图13为本发明的控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，包括旋转式砌墙模块2、链输送模块3、移动升降小车4和送料模块5；送料模块5置于链输送模块3的输入端，旋转式砌墙模块2置于链输送模块3的输出端；旋转式砌墙模块2、链输送模块3和送料模块5由移动升降小车4驱动同步水平移动或同步升降；如图2所示，旋转式砌墙模块2包括侧向涂浆工位7、砖块多工位处理模块8、底面涂浆工位9和旋转式砌墙模块机架总成10；侧向涂浆工位7设置在旋转式砌墙模块机架总成10远离链输送模块3的一端；底面涂浆工位9设置在旋转式砌墙模块机架总成10顶部。
如图3所示，侧向涂浆工位7包括横向移动基座11、涂浆头一12、步进电机一15、丝杠一18、纵向移动基座19、丝杠二21、横向型材22和步进电机二23；丝杠一18竖直设置，并与带座轴承一构成转动副；带座轴承一和步进电机固定架一16均固定在纵向型材上；纵向型材固定在横向移动基座11上；螺母块20与横向移动基座11固定；步进电机一15固定在步进电机固定架一16上；丝杠一18与步进电机一15的输出轴通过联轴器一17固定；导杆一13与纵向型材通过导杆固定块14固定；纵向移动基座19与丝杠一18构成螺旋副，并与导杆一13构成滑动副；涂浆头一12与纵向移动基座19固定；螺母块20与丝杠二21构成螺旋副，横向移动基座11与横向型材22构成滑动副；丝杠二21与固定在横向型材22上的带座轴承二构成转动副，并与步进电机二23的输出轴固定；丝杠二21水平设置，并垂直于链输送模块3的传输方向；步进电机二23固定在横向型材22上；横向型材22与旋转式砌墙模块机架总成10的旋转式砌墙模块机架54固定。
如图4所示，砖块多工位处理模块8包括砖块夹持装置24和旋转机架总成25；如图5所示，旋转机架总成25包括转轴26、蜗轮27和支撑型材总成28；两块转轴安装板分别安装在支撑型材总成28的两侧，转轴26与丝杠二21平行设置，两端与两块转轴安装板分别固定；蜗轮27固定在转轴26的一端；砖块夹持装置24设有沿转轴26周向均布的四个；如图6所示，砖块夹持装置24包括步进电机三29、同步带轮一30、机械爪固定架31、同步带一32、直线导轨安装板33、直线导轨一34、机械爪移动架35、减速电机一36、同步带轮二37、机械爪38和电动滑台39；直线导轨安装板33两端与两个电动滑台39的滑动块分别固定；电动滑台39的底座固定在支撑型材总成28上；电动滑台39与丝杠二21垂直设置；步进电机三29固定在直线导轨安装板33的一侧；两个同步带轮一30均铰接在直线导轨安装板33的另一侧，且其中一个同步带轮一30与步进电机三29的输出轴固定；两个同步带轮一30通过同步带32连接；直线导轨一34固定在直线导轨安装板33上，并与丝杠二21平行设置；直线导轨滑块与直线导轨一34构成滑动副；机械爪固定架31与直线导轨滑块和同步带一32的一侧段带均固定；机械爪移动架35固定在机械爪固定架31的下端；减速电机一36固定在机械爪移动架35的一端；两个同步带轮二37固定在机械爪移动架35的两端，且通过同步带二连接；其中一个同步带轮二37与减速电机一36的输出轴固定；机械爪移动滑块固定在同步带二的一侧段带上；机械爪38固定在机械爪移动滑块的底部。
如图7所示，底面涂浆工位9包括导杆二40、导杆三41、丝杠安装架42、丝杠三43、涂浆头安装架44、步进电机固定架二45、步进电机四46、联轴器二47、丝杠螺母安装架48、步进电机五49、丝杠螺母50、涂浆头二51、丝杠四52和丝杠导杆安装架53；丝杠三43与丝杠安装架42构成转动副，并与步进电机五49的输出轴固定；丝杠三43与丝杠二21平行设置；丝杠安装架42固定在旋转式砌墙模块机架总成10的旋转式砌墙模块机架54上；丝杠螺母安装架48与丝杠三43构成螺旋副；步进电机固定架二45固定在丝杠螺母安装架48上；步进电机四46固定在步进电机固定架二45上；丝杠四52的一端与步进电机四46的输出轴通过联轴器二47固定，另一端与丝杠导杆安装架53构成转动副；丝杠四52沿链输送模块3的传输方向布置；导杆三41的两端分别固定在步进电机固定架二45和丝杠导杆安装架53上；丝杠导杆安装架53与导杆二40构成滑动副；导杆二40固定在旋转式砌墙模块机架总成10的旋转式砌墙模块机架54上；涂浆头安装架44与导杆三41构成滑动副，固定在涂浆头安装架44上的丝杠螺母50与丝杠四52构成螺旋副；涂浆头二51固定在涂浆头安装架44底部。
如图5和图8所示，旋转式砌墙模块机架总成10包括旋转式砌墙模块机架54、伺服电机一55和蜗杆59；两个带座轴承四60固定在旋转式砌墙模块机架54的两侧，旋转机架总成25的转轴26两端与两个带座轴承四60分别构成转动副；伺服电机一55通过伺服电机安装架一56固定在旋转式砌墙模块机架54的一侧；伺服电机一55的输出轴与蜗杆59通过联轴器三57连接；蜗杆59与带座轴承三58构成转动副，并与旋转机架总成25的蜗轮27啮合；带座轴承三58固定在旋转式砌墙模块机架54上。
作为一个优选实施例，如图6所示，机械爪38包括回转气缸、气动手指和抓取块；回转气缸的定子固定在机械爪移动滑块底部；气动手指的缸体固定在回转气缸的转子上；抓取块由一体成型的连接板、短夹持板和长夹持板组成；两块抓取块的连接板与气动手指的两个夹爪分别固定；短夹持板和长夹持板二用于夹持砖块6的不同部位，使得砖块6能在不同表面被侧向涂浆工位7涂抹到泥浆。
作为一个优选实施例，如图9所示，移动升降小车4包括行进轮61、钢轨62、升降板63、升降丝杠64和车架71；两根钢轨62均与丝杠二21平行设置，固定在地面上；车架71底部铰接有阵列排布的四个行进轮61，同一侧的每两个行进轮61与一根钢轨62构成滚动摩擦副；至少有一个行进轮61由轮毂电机驱动；升降板63与至少三根不是并排布置的升降丝杠64构成螺旋副；旋转式砌墙模块机架54与升降板63固定；升降丝杠64与车架71构成转动副；各升降丝杠64由驱动件驱动同步转动。
作为一个更优选实施例，如图9所示，驱动件包括减速电机二66、链条一65、锥齿轮一69、锥齿轮二和链轮70；升降丝杠64顶部固定有链轮70；竖直轴支架68和减速电机二66均固定在车架71顶部；竖直轴两端与两个带座轴承五67分别构成转动副，其中一个带座轴承五67固定在竖直轴支架68上，另一个带座轴承五67固定在车架71上；竖直轴上固定有锥齿轮一69和链轮70；减速电机二66的输出轴上固定有锥齿轮二，锥齿轮二与锥齿轮一69啮合；各链轮70通过链条一65连接。
作为一个优选实施例，如图9和10所示，链输送模块3包括双排链轮72、主动轴73、伺服电机二74、伺服电机安装架二75、砖块输送保持架76、链条二77、链输送机架78、带座轴承六79和从动轴80；链输送机架78由移动升降小车4驱动；伺服电机安装架二75固定在链输送机架78的一侧；伺服电机二74固定在伺服电机安装架二75上；主动轴73的两端与两个带座轴承六79分别构成转动副，且主动轴73的一端与伺服电机二74的输出轴固定；两个双排链轮72固定在主动轴73的两端；从动轴80的两端与另外两个带座轴承六79分别构成转动副；另外两个双排链轮72固定在从动轴80的两端；带座轴承六79与链输送机架78固定；双排链轮72由固定在一起的两个链轮组成；处在同一侧的每两个双排链轮72通过两条链条二77连接；链条二77沿环向布满有多个砖块输送组件；砖块输送组件由间距设置且朝向相反的两个砖块输送保持架76组成；每相邻两个砖块输送组件的其中两个砖块输送保持架76背对且贴紧设置；每个砖块输送保持架76两端与对应侧两条链条二77位置对齐的两个链节分别固定。
作为一个优选实施例，如图11和12所示，送料模块5包括送料机架81、送料推板83、送料载板84、伺服电机三85和送料丝杠87；送料机架81由移动升降小车4驱动；送料载板84固定在送料机架81的顶部；端部挡板固定在送料载板84的输出端，且端部挡板与送料载板84之间设有落料口；链输送模块3的输入端位于落料口正下方；送料底板固定在送料机架81的底部；伺服电机三85固定在送料底板上；伺服电机三85的输出轴与送料丝杠87通过联轴器四86固定；送料丝杠87与带座轴承七88构成转动副；丝杠螺母推杆与送料丝杠87构成螺旋副，并与送料载板84开设的直线槽构成滑动副；送料推板83位于送料载板84顶部，并竖直固定在丝杠螺母推杆上。
作为一个更优选实施例，送料载板84的两侧固定有两个砖块导向架82，且两块砖块导向架82均与端部挡板固定。
作为一个优选实施例，涂浆头一12和涂浆头二51的泥浆输入端分别与一个泥浆袋通过输料管连接；泥浆袋的泥浆输出口安装有与控制器电连接的液压泥浆泵，液压泥浆泵受控制器控制，将泥浆袋内的泥浆经输料管输送至涂浆头一12或涂浆头二51内。
作为一个优选实施例，如图10所示，砖块输送保持架76呈L型，其底部的水平板支撑结构避免了砖块与链条二77直接接触导致的链条断裂。
其中，上述各实施例中，步进电机一15、步进电机二23、步进电机三29、减速电机一36、电动滑台39(自带有电动缸作为动力)、步进电机四46、步进电机五49、伺服电机一55、轮毂电机、减速电机二66、伺服电机二74、伺服电机三85、舵机必然均与控制器电连接，受控制器控制；回转气缸和气动手指分别经一个换向阀与气泵连接，换向阀受控制器控制。
在上述各项实施例均具备的条件下，如图13所示，本发明面向装配式建筑的旋转式砌墙装置的工作原理是：
将待砌砖块6并排放置在送料模块5的送料载板84上，并位于端部挡板、送料推板83以及两块砖块导向架82之间；送料模块5中的伺服电机三85带动送料丝杠87运动，使得送料推板83将砖块6向前推送，从落料口落到链输送模块3上，并落入运转到落料口正下方的砖块输送组件的两个砖块输送保持架76之间；随后，伺服电机二74驱动主动轴73，带动各双排链轮72以及链条二77运动，从而带动砖块输送保持架76向前运动，砖块输送保持架76将砖块6送至旋转式砌墙模块2的输入端位置后，旋转式砌墙模块2上的砖块夹持装置24先根据该层砖块6需要排布的方向确定机械爪38上的回转气缸是否需要旋转90°，若该层砖块6需要长度沿着墙体厚度方向排布，则机械爪38上的回转气缸旋转90°；然后，通过电动滑台39驱动机械爪38套住砖块6(回转气缸未旋转90°时，两块抓取块的短夹持板套住砖块6沿长度方向上的两个侧面，回转气缸旋转90°时，两块抓取块的长夹持板套住砖块6沿宽度方向上的两个侧面)，机械爪38夹紧砖块6，此时，旋转式砌墙模块机架总成10上的伺服电机一55带动蜗杆59转动，蜗杆59带动转轴26上的蜗轮27，使得砖块多工位处理模块8旋转90°，将夹有砖块6的砖块夹持装置24转动到底面涂浆工位9下方；底面涂浆工位9上的步进电机四46和步进电机五49分别带动丝杠四52和丝杠三43运动，使得涂浆头安装架44上安装的涂浆头二51将砖块6的底面充分均匀涂抹上水泥浆；与此同时，下一个砖块夹持装置24转到链输送模块3的输出端位置进行下一块砖块6的夹取；接着，伺服电机一55驱动砖块多工位处理模块8再次旋转90°，完成底面涂浆的砖块6随砖块夹持装置24进入侧向涂浆工位7；之前若回转气缸旋转90°，则这里回转气缸需要再次旋转90°；随后，侧向涂浆工位7中的步进电机一15和步进电机二23分别带动丝杠一18和丝杠二21运动，使得纵向移动基座19上安装的涂浆头一12将砖块6的侧面充分均匀涂抹上水泥浆(回转气缸未发生旋转时，砖块6沿宽度方向的一个侧面被涂抹上水泥浆，回转气缸发生旋转时，砖块6沿长度方向的一个侧面被涂抹上水泥浆)；与此同时，上两道工序处的砖块夹持装置24分别进行砖块6底面涂浆工作和砖块6的夹取；再接着，伺服电机一55驱动砖块多工位处理模块8再一次旋转90°，此时完成砖块6涂浆的砖块夹持装置24运动至砌砖工位；当砖块6需要宽度沿着墙体厚度方向排布时，砖块夹持装置24上的减速电机一36需要对机械爪38沿墙体厚度方向的位置进行调整，使砖块6到达所砌墙的正确位置上方；随后，通过砖块夹持装置24上的电动滑台39实现机械爪38向下移动，最终机械爪38松开砖块，将砖块砌在预定的正确位置处，随即减速电机一36驱动机械爪38沿墙体厚度方向上复位；每砌完一块砖块6后，移动升降小车4带动旋转式砌墙模块2、链输送模块3和送料模块5同步向前行进一块砖块的距离(根据砖块不同砌法，行进距离分为砖块的长度或宽度，当然，当砖块6需要长度沿着墙体厚度方向排布时，也可以选择通过步进电机三29对机械爪38沿墙体长度方向进行平移并在砌完砖块6后复位的方案，每砌好两块砖块6后，再通过移动升降小车4行进两块砖块的宽度距离)；当砌完一层砖块6时，移动升降小车4上的减速电机二66带动锥齿轮一69，利用锥齿轮一69带动链轮70运动，从而同步带动各升降丝杠64来实现升降板63、旋转式砌墙模块2、链输送模块3和送料模块5上升一块砖块6的厚度，使得砖块6能够逐层往上砌，直至完成整面墙体的砌制。
Claims (9)
1.面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，包括链输送模块、移动升降小车和送料模块，其特征在于：还包括旋转式砌墙模块；所述送料模块置于链输送模块的输入端，旋转式砌墙模块置于链输送模块的输出端；所述的旋转式砌墙模块、链输送模块和送料模块由移动升降小车驱动同步水平移动或同步升降；所述的旋转式砌墙模块包括侧向涂浆工位、砖块多工位处理模块、底面涂浆工位和旋转式砌墙模块机架总成；所述的侧向涂浆工位设置在旋转式砌墙模块机架总成远离链输送模块的一端；所述的底面涂浆工位设置在旋转式砌墙模块机架总成顶部；
所述的侧向涂浆工位包括横向移动基座、涂浆头一、步进电机一、丝杠一、纵向移动基座、丝杠二、横向型材和步进电机二；所述的丝杠一竖直设置，并与带座轴承一构成转动副；所述的带座轴承一和步进电机固定架一均固定在纵向型材上；所述的纵向型材固定在横向移动基座上；螺母块与横向移动基座固定；所述的步进电机一固定在步进电机固定架一上；所述丝杠一与步进电机一的输出轴通过联轴器一固定；所述的导杆一与纵向型材通过导杆固定块固定；所述的纵向移动基座与丝杠一构成螺旋副，并与导杆一构成滑动副；所述的涂浆头一与纵向移动基座固定；所述的螺母块与丝杠二构成螺旋副，横向移动基座与横向型材构成滑动副；所述丝杠二与固定在横向型材上的带座轴承二构成转动副，并与步进电机二的输出轴固定；所述的丝杠二水平设置，并垂直于链输送模块的传输方向；所述的步进电机二固定在横向型材上；所述横向型材与旋转式砌墙模块机架总成的旋转式砌墙模块机架固定；
所述的砖块多工位处理模块包括砖块夹持装置和旋转机架总成；所述的旋转机架总成包括转轴、蜗轮和支撑型材总成；两块转轴安装板分别安装在支撑型材总成的两侧，转轴与丝杠二平行设置，两端与两块转轴安装板分别固定；所述的蜗轮固定在转轴的一端；所述的砖块夹持装置设有沿转轴周向均布的四个；所述的砖块夹持装置包括步进电机三、同步带轮一、机械爪固定架、同步带一、直线导轨安装板、直线导轨一、机械爪移动架、减速电机一、同步带轮二、机械爪和电动滑台；所述直线导轨安装板两端与两个电动滑台的滑动块分别固定；所述电动滑台的底座固定在支撑型材总成上；所述的电动滑台与丝杠二垂直设置；所述步进电机三固定在直线导轨安装板的一侧；两个同步带轮一均铰接在直线导轨安装板的另一侧，且其中一个同步带轮一与步进电机三的输出轴固定；两个同步带轮一通过同步带连接；所述的直线导轨一固定在直线导轨安装板上，并与丝杠二平行设置；所述的直线导轨滑块与直线导轨一构成滑动副；所述机械爪固定架与直线导轨滑块和同步带一的一侧段带均固定；所述机械爪移动架固定在机械爪固定架的下端；所述减速电机一固定在机械爪移动架的一端；两个同步带轮二固定在机械爪移动架的两端，且通过同步带二连接；其中一个同步带轮二与减速电机一的输出轴固定；所述机械爪移动滑块固定在同步带二的一侧段带上；所述的机械爪固定在机械爪移动滑块的底部；
所述的底面涂浆工位包括导杆二、导杆三、丝杠安装架、丝杠三、涂浆头安装架、步进电机固定架二、步进电机四、联轴器二、丝杠螺母安装架、步进电机五、丝杠螺母、涂浆头二、丝杠四和丝杠导杆安装架；所述的丝杠三与丝杠安装架构成转动副，并与步进电机五的输出轴固定；所述的丝杠三与丝杠二平行设置；所述丝杠安装架固定在旋转式砌墙模块机架总成的旋转式砌墙模块机架上；所述的丝杠螺母安装架与丝杠三构成螺旋副；所述的步进电机固定架二固定在丝杠螺母安装架上；所述的步进电机四固定在步进电机固定架二上；所述丝杠四的一端与步进电机四的输出轴通过联轴器二固定，另一端与丝杠导杆安装架构成转动副；所述的丝杠四沿链输送模块的传输方向布置；所述导杆三的两端分别固定在步进电机固定架二和丝杠导杆安装架上；所述的丝杠导杆安装架与导杆二构成滑动副；所述导杆二固定在旋转式砌墙模块机架总成的旋转式砌墙模块机架上；所述的涂浆头安装架与导杆三构成滑动副，固定在涂浆头安装架上的丝杠螺母与丝杠四构成螺旋副；所述的涂浆头二固定在涂浆头安装架底部；
所述的旋转式砌墙模块机架总成包括旋转式砌墙模块机架、伺服电机一和蜗杆；两个带座轴承四固定在旋转式砌墙模块机架的两侧，旋转机架总成的转轴两端与两个带座轴承四分别构成转动副；所述伺服电机一通过伺服电机安装架一固定在旋转式砌墙模块机架的一侧；所述伺服电机一的输出轴与蜗杆通过联轴器三连接；所述的蜗杆与带座轴承三构成转动副，并与旋转机架总成的蜗轮啮合；所述的带座轴承三固定在旋转式砌墙模块机架上。
2.根据权利要求1所述的面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，其特征在于：所述的机械爪包括回转气缸、气动手指和抓取块；所述回转气缸的定子固定在机械爪移动滑块底部；所述气动手指的缸体固定在回转气缸的转子上；所述抓取块由一体成型的连接板、短夹持板和长夹持板组成；两块抓取块的连接板与气动手指的两个夹爪分别固定。
3.根据权利要求1所述的面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，其特征在于：所述的移动升降小车包括行进轮、钢轨、升降板、升降丝杠和车架；两根钢轨均与丝杠二平行设置；所述车架底部铰接有阵列排布的四个行进轮，同一侧的每两个行进轮与一根钢轨构成滚动摩擦副；至少有一个行进轮由轮毂电机驱动；所述的升降板与至少三根不是并排布置的升降丝杠构成螺旋副；所述的旋转式砌墙模块机架与升降板固定；所述的升降丝杠与车架构成转动副；各升降丝杠由驱动件驱动同步转动。
4.根据权利要求3所述的面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，其特征在于：所述的驱动件包括减速电机二、链条一、锥齿轮一、锥齿轮二和链轮；所述的升降丝杠顶部固定有链轮；竖直轴支架和减速电机二均固定在车架顶部；所述的竖直轴两端与两个带座轴承五分别构成转动副，其中一个带座轴承五固定在竖直轴支架上，另一个带座轴承五固定在车架上；所述的竖直轴上固定有锥齿轮一和链轮；所述减速电机二的输出轴上固定有锥齿轮二，锥齿轮二与锥齿轮一啮合；各链轮通过链条一连接。
5.根据权利要求1所述的面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，其特征在于：所述的链输送模块包括双排链轮、主动轴、伺服电机二、伺服电机安装架二、砖块输送保持架、链条二、链输送机架、带座轴承六和从动轴；所述的链输送机架由移动升降小车驱动；所述伺服电机安装架二固定在链输送机架的一侧；所述的伺服电机二固定在伺服电机安装架二上；所述主动轴的两端与两个带座轴承六分别构成转动副，且主动轴的一端与伺服电机二的输出轴固定；两个双排链轮固定在主动轴的两端；所述从动轴的两端与另外两个带座轴承六分别构成转动副；另外两个双排链轮固定在从动轴的两端；所述的带座轴承六与链输送机架固定；处在同一侧的每两个双排链轮通过两条链条二连接；所述的链条二沿环向布满有多个砖块输送组件；所述砖块输送组件由间距设置且朝向相反的两个砖块输送保持架组成；每相邻两个砖块输送组件的其中两个砖块输送保持架背对且贴紧设置；每个砖块输送保持架两端与对应侧两条链条二位置对齐的两个链节分别固定。
6.根据权利要求1所述的面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，其特征在于：所述的送料模块包括送料机架、送料推板、送料载板、伺服电机三和送料丝杠；所述的送料机架由移动升降小车驱动；所述送料载板固定在送料机架的顶部；所述端部挡板固定在送料载板的输出端，且端部挡板与送料载板之间设有落料口；所述链输送模块的输入端位于落料口正下方；所述送料底板固定在送料机架的底部；所述的伺服电机三固定在送料底板上；所述伺服电机三的输出轴与送料丝杠通过联轴器四固定；所述的送料丝杠与带座轴承七构成转动副；所述的丝杠螺母推杆与送料丝杠构成螺旋副，并与送料载板开设的直线槽构成滑动副；所述的送料推板位于送料载板顶部，并竖直固定在丝杠螺母推杆上。
7.根据权利要求6所述的面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，其特征在于：所述送料载板的两侧固定有两个砖块导向架，且两块砖块导向架均与端部挡板固定。
8.根据权利要求1所述的面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，其特征在于：所述涂浆头一和涂浆头二的泥浆输入端分别与一个泥浆袋通过输料管连接；所述泥浆袋的泥浆输出口安装有与控制器电连接的液压泥浆泵。
9.根据权利要求5所述的面向装配式建筑的旋转式砌墙装置，其特征在于：所述的砖块输送保持架呈L型。
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