CN114991506A - 一种高效的集成式自动化砌墙装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效的集成式自动化砌墙装置，包括机身、上砖机构、切砖机构、推送机构、抹灰机构、砌墙机构、行走机构及控制器；所述机身呈厢体状，机身的两侧设有进砖口与出砖口；所述上砖机构一部分位于进砖口处的机身外侧，且一部分位于机身内侧；所述推送机构位于机身内侧的一端，推送机构的一端位于出砖口处；所述切砖机构设于机身内部，且切砖机构的一端移动伸向出砖口；所述抹灰机构连接于机身上，且抹灰机构的出灰口位于出砖口的上方；所述砌墙机构连接于出砖口侧的机身上，行走机构连接于机身底部。本发明体积小且可自动行走，集上砖、切砖、抹灰、砌墙于一体，用于代替人工砌墙，使得施工效率更高，完成质量更好，事故发生率更低。

Description

一种高效的集成式自动化砌墙装置

技术领域

本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种高效的集成式自动化砌墙装置。

背景技术

建筑行业近年来得到了快速发展，但也存在一定的问题。恶劣的工作环境、工人安全措施没有到位以及自身的疏忽，导致了较高的事故发生率。工作人员的安全没有得到真正的保障，从事建筑行业的人也越来越好，降低了施工效率。

在建设工程中，很多建筑框架结构完工后即为砌墙过程的二次构造。目前这些墙体主要采用人工堆砌方式将砖块码垛起来，需要搭建平台与多名工人同时工作，不但施工效率低，而且施工质量则与工人的本身技术水平相关。

为了提高效率，市场上也有少量的实验型砌墙机器人面试。但由于国内外的砌墙机器人多绑定于大型卡车，通过长长的机械臂实现砖块的码垛，作业空间受限；国内的砌墙机器人的发展大多属于概念或者实验阶段，有类似于机床样子的砌内墙机器人，虽然实现了基本功能的码垛砖块，但是整体来说显得笨重且需要人工抹灰。

因此，迫切需要一种高效的集成式自动化砌墙装置，以此来代替人工劳作，使得施工效率更高，完成质量更好，事故发生率更低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效的集成式自动化砌墙装置，体积小且可自动行走，集上砖、切砖、抹灰、砌墙于一体，用于代替人工砌墙，使得施工效率更高，完成质量更好，事故发生率更低，以达到解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高效的集成式自动化砌墙装置，包括机身、上砖机构、切砖机构、推送机构、抹灰机构、砌墙机构、行走机构及控制器；所述机身呈厢体状，机身的两侧设有进砖口与出砖口；所述上砖机构一部分位于进砖口处的机身外侧，且一部分位于机身内侧；所述推送机构位于机身内侧的一端，推送机构的一端位于出砖口处，且位于机身内部的上砖机构一端位于推送机构的一侧；所述切砖机构设于机身内部，且切砖机构的一端移动伸向出砖口；所述抹灰机构连接于机身上，且抹灰机构的出灰口位于出砖口的上方；所述砌墙机构连接于出砖口侧的机身上，行走机构连接于机身底部；所述控制器连接于机身上，控制器上设有控制面板。

本发明的进一步改进方案是，所述上砖机构包括外置传送带、内置传送带、直线电机模组A、直线电机模组B、夹爪及工业相机a；所述外置传送带连接于进砖口的外侧，机身内底部设有凹槽，内置传送带连接于凹槽中；所述直线电机模组A对称连接于机身内侧顶部，且直线电机模组A的一端位于推送机构的上方，直线电机模组A的两个滑块A之间连接有直线电机模组B，直线电机模组B的滑块B底部连接有第一电机，第一电机的底部连接有基座，两个夹爪对称的铰接于基座上，第一电机控制夹爪张开或夹紧，基座的底部连接有工业相机a。

本发明的进一步改进方案是，所述外置传送带的两侧连接有摇臂，进砖口两侧的机身外侧连接有支撑块，摇臂的一端铰接于支撑块，以使外置传送带在0-90°范围内转动；且当外置传送带呈水平状态时，外置传送带与内置传送带平齐对接。

本发明的进一步改进方案是，所述切砖机构包括切砖油缸及切刀；所述切砖油缸连接于出砖口一侧的机身侧壁上，切刀连接于切砖油缸的动力输出端，切刀与机身侧壁平行，切砖油缸驱动切刀伸向出砖口或远离出砖口。

本发明的进一步改进方案是，所述推送机构包括第二电机、丝杠、推板及延伸台；所述第二电机连接于机身中，丝杠两端转动连接于机身内部，丝杠的一端连接于第二电机的动力输出端，且丝杠上转动连接有螺母块；所述推板呈L字型，推板的底部连接于螺母块，推板的一侧滑动连接于机身内壁；所述延伸台连接于出砖口处，推送机构一端的机身上设有观察窗。

本发明的进一步改进方案是，所述抹灰机构包括储灰槽、第三电机、螺旋轴及出灰通道；所述储灰槽连接于机身上，第三电机连接于储灰槽的一端，螺旋轴转动连接于储灰槽内部，且螺旋轴的一端连接于第三电机的动力输出端；所述出灰通道连接于储灰槽一端的底部，出灰通道底部的出灰口为软质材料。

本发明的进一步改进方案是，所述砌墙机构包括X轴滑台模组、Z轴滑台模组、底座、大臂、小臂及夹板；所述X轴滑台模组连接于机身上，Z轴滑台模组连接于X轴滑台模组的滑台上，底座连接于Z轴滑台模组的滑台上；所述底座外侧连接有第四电机，第四电机驱动连接于转台，转台上连接有减速电机a，大臂连接于减速电机a的动力输出端，且大臂的另一端连接有减速电机b，小臂连接于减速电机b的动力输出端，小臂的椅垫连接有第五电机，第五电机的动力输出端连接有回转轴，夹板连接于回转轴的一端。

本发明的进一步改进方案是，所述夹板整体呈L字型，夹板的一端铰接有开合板；所述夹板底部铰接有夹紧油缸，夹紧油缸的另一端铰接于开合板；所述砌墙机构还包括红外探头a及工业相机b；所述红外探头a连接于砌墙机构一侧的机身底部，工业相机b连接于夹板的底部。

本发明的进一步改进方案是，所述行走机构为舵轮组件与红外探头b；所述舵轮组件共有四组，其对称连接于机身底部；所述红外探头b共有四个，其对称连接于机身两端的底部。

本发明的进一步改进方案是，所述机身一端底部连接有三角形状的加强板，X轴滑台模组的一端连接于加强板的顶部。

本发明的有益效果：

第一、本发明的高效的集成式自动化砌墙装置，智能控制以自动化施工，体积小且可自动行走，集上砖、切砖、抹灰、砌墙于一体，用于代替人工砌墙，使得施工效率更高，完成质量更好，事故发生率更低。

第二、本发明的高效的集成式自动化砌墙装置，上砖机构可保证外侧的砖块进入到机身内，以实现自动进砖的目的。

第三、本发明的高效的集成式自动化砌墙装置，外置传送带可折叠，在非工作状态下节省空间。

第四、本发明的高效的集成式自动化砌墙装置，切砖机构与推送机构配合，根据推送机构的行程控制砖块的长度，并通过切刀将砖块切掉，从而实现砖块不同尺寸的需求。

第五、本发明的高效的集成式自动化砌墙装置，抹灰机构实现自动匀量抹灰，提高整体施工效率。

第六、本发明的高效的集成式自动化砌墙装置，出灰通道底部的出灰口为软质材料，可起到摊平混凝土的作用。

第七、本发明的高效的集成式自动化砌墙装置，砌墙装置通过个各电机、节点的配合，实现多个自由度的动作，方便快捷。

第八、本发明的高效的集成式自动化砌墙装置，行走采用舵轮组件，可实现精准的转向和位移。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明外置传送带水平状态下的结构示意图。

图3为本发明上砖机构的安装示意图。

图4为本发明上砖机构与推送机构的结构示意图。

图5为本发明抹灰机构的结构示意图。

图6为本发明上砖机构的局部示意图。

图7为本发明切砖机构的结构示意图。

图8为本发明推送机构的结构示意图。

图9为本发明行走机构的安装示意图。

图10为本发明砌墙机构的局部结构示意图。

图11为本发明砌墙机构的局部结构示意图。

图中：1-机身、101-进砖口、102-出砖口、103-凹槽、104-支撑块、105-观察窗、106-加强板、2-上砖机构、201-外置传送带、202-内置传送带、203-直线电机模组A、204-直线电机模组B、205-夹爪、206-工业相机a、207-第一电机、208-基座、209-摇臂、3-切砖机构、301-切砖油缸、302-切刀、4-推送机构、401-第二电机、402-丝杠、403-推板、404-延伸台、5-抹灰机构、501-储灰槽、502-第三电机、503-螺旋轴、504-出灰通道、505-出灰口、6-砌墙机构、601-X轴滑台模组、602-Z轴滑台模组、603-底座、604-大臂、605-小臂、606-夹板、607-第四电机、608-转台、609-减速电机a、610-减速电机b、611-第五电机、612-回转轴、613-开合板、614-夹紧油缸、615-红外探头a、616-工业相机b、7-行走机构、701-舵轮组件、702-红外探头b、8-控制器、801-控制面板、9-加气砖。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

实施例1：如图1～11所示，一种高效的集成式自动化砌墙装置，包括机身1、上砖机构2、切砖机构3、推送机构4、抹灰机构5、砌墙机构6、行走机构7及控制器8；所述机身1呈厢体状，机身1的两侧设有进砖口101与出砖口102；所述上砖机构2一部分位于进砖口101处的机身1外侧，且一部分位于机身1内侧；所述推送机构4位于机身1内侧的一端，推送机构4的一端位于出砖口102处，且位于机身1内部的上砖机构2一端位于推送机构4的一侧；所述切砖机构3设于机身1内部，且切砖机构3的一端移动伸向出砖口102；所述抹灰机构5连接于机身1上，且抹灰机构5的出灰口505位于出砖口102的上方；所述砌墙机构6连接于出砖口102侧的机身1上，行走机构7连接于机身1底部；所述控制器8连接于机身1上，控制器8上设有控制面板801。

其中，所述上砖机构2包括外置传送带201、内置传送带202、直线电机模组A203、直线电机模组B204、夹爪205及工业相机a206；所述外置传送带201连接于进砖口101的外侧，机身1内底部设有凹槽103，内置传送带202连接于凹槽103中；所述直线电机模组A203对称连接于机身1内侧顶部，且直线电机模组A203的一端位于推送机构4的上方，直线电机模组A203的两个滑块A之间连接有直线电机模组B204，直线电机模组B204的滑块B底部连接有第一电机207，第一电机207的底部连接有基座208，两个夹爪205对称的铰接于基座208上，第一电机207控制夹爪205张开或夹紧，基座208的底部连接有工业相机a206。

其中，所述外置传送带201的两侧连接有摇臂209，进砖口101两侧的机身1外侧连接有支撑块104，摇臂209的一端铰接于支撑块104，以使外置传送带201在0-90°范围内转动；且当外置传送带201呈水平状态时，外置传送带201与内置传送带202平齐对接。

其中，所述切砖机构3包括切砖油缸301及切刀302；所述切砖油缸301连接于出砖口102一侧的机身1侧壁上，切刀302连接于切砖油缸301的动力输出端，切刀302与机身1侧壁平行，切砖油缸301驱动切刀302伸向出砖口102或远离出砖口102。

其中，所述推送机构4包括第二电机401、丝杠402、推板403及延伸台404；所述第二电机401连接于机身1中，丝杠402两端转动连接于机身1内部，丝杠402的一端连接于第二电机401的动力输出端，且丝杠402上转动连接有螺母块；所述推板403呈L字型，推板403的底部连接于螺母块，推板403的一侧滑动连接于机身1内壁；所述延伸台404连接于出砖口102处，推送机构4一端的机身1上设有观察窗105。

其中，所述抹灰机构5包括储灰槽501、第三电机502、螺旋轴503及出灰通道504；所述储灰槽501连接于机身1上，第三电机502连接于储灰槽501的一端，螺旋轴503转动连接于储灰槽501内部，且螺旋轴503的一端连接于第三电机502的动力输出端；所述出灰通道504连接于储灰槽501一端的底部，出灰通道504底部的出灰口505为软质材料。

其中，所述砌墙机构6包括X轴滑台模组601、Z轴滑台模组602、底座603、大臂604、小臂605及夹板606；所述X轴滑台模组601连接于机身1上，Z轴滑台模组602连接于X轴滑台模组601的滑台上，底座603连接于Z轴滑台模组602的滑台上；所述底座603外侧连接有第四电机607，第四电机607驱动连接于转台608，转台608上连接有减速电机a609，大臂604连接于减速电机a609的动力输出端，且大臂604的另一端连接有减速电机b610，小臂605连接于减速电机b610的动力输出端，小臂605的椅垫连接有第五电机611，第五电机611的动力输出端连接有回转轴612，夹板606连接于回转轴612的一端。

其中，所述夹板606整体呈L字型，夹板606的一端铰接有开合板613；所述夹板606底部铰接有夹紧油缸614，夹紧油缸614的另一端铰接于开合板613；所述砌墙机构6还包括红外探头a615及工业相机b616；所述红外探头a615连接于砌墙机构6一侧的机身1底部，工业相机b616连接于夹板606的底部。

其中，所述行走机构7为舵轮组件701与红外探头b702；所述舵轮组件701共有四组，其对称连接于机身1底部；所述红外探头b702共有四个，其对称连接于机身1两端的底部。

其中，所述机身1一端底部连接有三角形状的加强板106，X轴滑台模组601的一端连接于加强板106的顶部。

本发明的具体工作原理如下：

本发明适用于加气砖9，且个动作通过控制板输入指令即可实现顺序动作。

S1、上砖：外置传送带201打开，于内置传送带202保持平齐；操作人员将加气砖9放置于外置传送带201上，外置传送带201将加气砖9从进砖口101传送至内置传送带202上，并在内置传送带202上有序排列；直线电机模组A203与直线电机模组B204配合动作，实现夹爪205前、后、左、右四个方向的移动，工业相机a206用于检测加气砖9的具体位置，当工业相机a206确定加气砖9的具体位置时，第一电机207驱动夹爪205夹起加气砖9，并抓防至推板403处。

S2、切砖：若需要较短尺寸的加气砖9时，第二电机401驱动丝杠402转动，从而推板403将加气砖9推至出砖口102的外侧，加气砖9长度通过第二电机401驱动推板403移动的行程来确定，当加气砖9达到所需尺寸时，第二电机401停止工作，切砖油缸301伸出，切刀302将加气砖9切断。

S3、抹灰：混凝土倒置于储灰槽501中，螺旋轴503既可以保证混凝土不易凝固，也可保证混凝土不断向出灰通道504处涌动；混凝土从出灰口505排出的同时，推板403也将加气砖9向延伸台404上推送，保证混凝土刚好落在加气砖9上，且软质的出灰口505将混凝土刮平。

S4、砌墙：抹灰后的加气砖9被推送至夹板606上，夹紧油缸614伸出，开合板613与夹板606将加气砖9抓住，X轴滑台模组601、Z轴滑台模组602、第四电机607、减速电机a609、减速电机b610及第五电机611协同工作，工业相机b616判断加气砖9所需砌墙的位置，红外探头a615用于判定装置与墙体的垂直度，从而实现砌墙动作。

S5、行走：舵轮组件701实现装置的行走及转向，同时红外探头b702可实时判定装置的位移量，保证砌墙的效果。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效的集成式自动化砌墙装置，其特征在于：包括机身（1）、上砖机构（2）、切砖机构（3）、推送机构（4）、抹灰机构（5）、砌墙机构（6）、行走机构（7）及控制器（8）；

所述机身（1）呈厢体状，机身（1）的两侧设有进砖口（101）与出砖口（102）；所述上砖机构（2）一部分位于进砖口（101）处的机身（1）外侧，且一部分位于机身（1）内侧；

所述推送机构（4）位于机身（1）内侧的一端，推送机构（4）的一端位于出砖口（102）处，且位于机身（1）内部的上砖机构（2）一端位于推送机构（4）的一侧；

所述切砖机构（3）设于机身（1）内部，且切砖机构（3）的一端移动伸向出砖口（102）；

所述抹灰机构（5）连接于机身（1）上，且抹灰机构（5）的出灰口（505）位于出砖口（102）的上方；

所述砌墙机构（6）连接于出砖口（102）侧的机身（1）上，行走机构（7）连接于机身（1）底部；

所述控制器（8）连接于机身（1）上，控制器（8）上设有控制面板（801）。

2.如权利要求1所述的一种高效的集成式自动化砌墙装置，其特征在于：所述上砖机构（2）包括外置传送带（201）、内置传送带（202）、直线电机模组A（203）、直线电机模组B（204）、夹爪（205）及工业相机a（206）；所述外置传送带（201）连接于进砖口（101）的外侧，机身（1）内底部设有凹槽（103），内置传送带（202）连接于凹槽（103）中；所述直线电机模组A（203）对称连接于机身（1）内侧顶部，且直线电机模组A（203）的一端位于推送机构（4）的上方，直线电机模组A（203）的两个滑块A之间连接有直线电机模组B（204），直线电机模组B（204）的滑块B底部连接有第一电机（207），第一电机（207）的底部连接有基座（208），两个夹爪（205）对称的铰接于基座（208）上，第一电机（207）控制夹爪（205）张开或夹紧，基座（208）的底部连接有工业相机a（206）。

3.如权利要求2所述的一种高效的集成式自动化砌墙装置，其特征在于：所述外置传送带（201）的两侧连接有摇臂（209），进砖口（101）两侧的机身（1）外侧连接有支撑块（104），摇臂（209）的一端铰接于支撑块（104），以使外置传送带（201）在0-90°范围内转动；且当外置传送带（201）呈水平状态时，外置传送带（201）与内置传送带（202）平齐对接。

4.如权利要求2或3所述的一种高效的集成式自动化砌墙装置，其特征在于：所述切砖机构（3）包括切砖油缸（301）及切刀（302）；所述切砖油缸（301）连接于出砖口（102）一侧的机身（1）侧壁上，切刀（302）连接于切砖油缸（301）的动力输出端，切刀（302）与机身（1）侧壁平行，切砖油缸（301）驱动切刀（302）伸向出砖口（102）或远离出砖口（102）。

5.如权利要求4所述的一种高效的集成式自动化砌墙装置，其特征在于：所述推送机构（4）包括第二电机（401）、丝杠（402）、推板（403）及延伸台（404）；所述第二电机（401）连接于机身（1）中，丝杠（402）两端转动连接于机身（1）内部，丝杠（402）的一端连接于第二电机（401）的动力输出端，且丝杠（402）上转动连接有螺母块；所述推板（403）呈L字型，推板（403）的底部连接于螺母块，推板（403）的一侧滑动连接于机身（1）内壁；所述延伸台（404）连接于出砖口（102）处，推送机构（4）一端的机身（1）上设有观察窗（105）。

6.如权利要求5所述的一种高效的集成式自动化砌墙装置，其特征在于：所述抹灰机构（5）包括储灰槽（501）、第三电机（502）、螺旋轴（503）及出灰通道（504）；所述储灰槽（501）连接于机身（1）上，第三电机（502）连接于储灰槽（501）的一端，螺旋轴（503）转动连接于储灰槽（501）内部，且螺旋轴（503）的一端连接于第三电机（502）的动力输出端；所述出灰通道（504）连接于储灰槽（501）一端的底部，出灰通道（504）底部的出灰口（505）为软质材料。

7.如权利要求1所述的一种高效的集成式自动化砌墙装置，其特征在于：所述砌墙机构（6）包括X轴滑台模组（601）、Z轴滑台模组（602）、底座（603）、大臂（604）、小臂（605）及夹板（606）；所述X轴滑台模组（601）连接于机身（1）上，Z轴滑台模组（602）连接于X轴滑台模组（601）的滑台上，底座（603）连接于Z轴滑台模组（602）的滑台上；所述底座（603）外侧连接有第四电机（607），第四电机（607）驱动连接于转台（608），转台（608）上连接有减速电机a（609），大臂（604）连接于减速电机a（609）的动力输出端，且大臂（604）的另一端连接有减速电机b（610），小臂（605）连接于减速电机b（610）的动力输出端，小臂（605）的椅垫连接有第五电机（611），第五电机（611）的动力输出端连接有回转轴（612），夹板（606）连接于回转轴（612）的一端。

8.如权利要求7所述的一种高效的集成式自动化砌墙装置，其特征在于：所述夹板（606）整体呈L字型，夹板（606）的一端铰接有开合板（613）；所述夹板（606）底部铰接有夹紧油缸（614），夹紧油缸（614）的另一端铰接于开合板（613）；所述砌墙机构（6）还包括红外探头a（615）及工业相机b（616）；所述红外探头a（615）连接于砌墙机构（6）一侧的机身（1）底部，工业相机b（616）连接于夹板（606）的底部。

9.如权利要求1所述的一种高效的集成式自动化砌墙装置，其特征在于：所述行走机构（7）为舵轮组件（701）与红外探头b（702）；所述舵轮组件（701）共有四组，其对称连接于机身（1）底部；所述红外探头b（702）共有四个，其对称连接于机身（1）两端的底部。

10.如权利要求7所述的一种高效的集成式自动化砌墙装置，其特征在于：所述机身（1）一端底部连接有三角形状的加强板（106），X轴滑台模组（601）的一端连接于加强板（106）的顶部。

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