TWI628339B - Full-automatic external wall tile patching operation system and device thereof - Google Patents

Abstract

本發明主要係提供一種全自動外牆磁磚貼補作業系統及其裝置，其包含有：與一控制機構相互訊號聯結傳輸之一空拍攝影機構、一位移支架機構、一空壓動力機構及一磚牆處理機構；其中該空拍攝影機構可拍攝施工牆面情形，並將影像傳輸至該控制機構，以提供該控制機構規劃及定位出需要進行磚牆處理的區域；該位移支架機構則具有一載具座，配合預設之至少一縱向導軌及一橫向導軌，使該載具座可於其上產生上下左右移動；該空壓動力機構則分別與各該貼磚處理機構及位移支架機構相互聯結並提供動力源；該磚牆處理機構設置於該載具座內，其具有相互更換之一打除模組、一貼磚模組、一填縫模組及一清潔模組，於依作業需求更換適當模組於該載具座內後，可分別進行打除廢磚、貼合壁磚、填補壁磚間隙縫及清潔磚牆等作業；藉此，將外牆壁磚施工所涵蓋之打除、清潔、貼磚、填縫等多項作業，完整地且系統地整合所有施工流程，可配合空拍攝影機構事先檢視外牆施工前情形將影像回傳提供施工前之評估，以降低施工前之人力與設備架設成本，同時將外牆處理相關作業以機械化全面取代人力進行，可增進高空作業安全，並於施工定位上具有較優之精密度及精準性。

Description

全自動外牆磁磚貼補作業系統及其裝置

本發明係有關於可進行磚牆處理作業之系統架構及裝置，特別是指可沿牆壁自動上下左右反覆位移，配合可更換各式用途之磚牆處理模組，以分別進行打除廢磚、貼合壁磚、填補壁磚間隙縫及清潔磚牆等作業者。

現代城市充滿著林立的大樓，因人類自有歷史記錄以來，對於建築物高度上的憧憬，古代人類認為建築越高越能顯示國家的強盛外，又能兼具軍事防禦效果，現代人類則因建築物越高、施工難度越困難，越能顯現建築技術的高超與工程的偉大，以致各國持續不斷追求世界第一高大樓的興建。

然而高樓的興建施工、外牆貼磚或油漆，及興建完成後的外牆維護、修復、清潔與保養，都是難度極高的工程，且均屬高空作業；以往多以人力配合於建築外部使用吊籠、升降吊車或鷹架等設備來進行，如鷹架之高度多依建築樓層數而架設，係提供作業人員於其上站立、行走與施工，此類技術如國內第103203272號新型專利所揭露之「鷹架」；而吊籠使用，則係配合一大型懸吊裝置設於高樓頂樓，以纜線將吊籠吊起，施工人員則站立於吊籠內進行高空作業，此類技術如國內第100224967號新型專利所揭露之「可360°旋轉之大樓逃生裝置」，則除了可作為大樓外牆施工外，又將其作為逃生用。

由於營造業為重大職業災害發生率最高，且以「墜落災害」為造成高災害率的主要因素，加上勞工因於高處作業發生墜落所產生傷害亦最嚴重，死亡率亦最高，因此年來已發展出利用機械進行簡單的外牆或窗戶清潔工作，來取代人力，使提升高空作業安全，降低災害發生。此類技術如國內第094211335號新型專利所揭露之「大樓外牆遙控自動清洗機」， 及國內第097140139號發明專利所揭露之「具噴洗裝置之外牆清洗機」。

除了清潔施工作業外，其他高空外牆作業亦有相對應的機械化技術，如國內第86221350號新型專利所揭露之「磁磚貼合施工裝置」，則為外牆磁磚貼合專用之裝置技術應用，該施工裝置主要包含有一立架、一塗料裝置及一填縫裝置；其中：一立架，該立架主要係於兩直立之立桿間設有一可上、下位移之橫桿；一塗料裝置，該塗料裝置可滑設於立架之橫桿上，且塗料裝置主要係於一後方具套部之中空出料頭下方設一作動組，該作動組具有一可滑設於橫桿之滑動框，滑動框頂面樞設有一定位框，且出料頭適可利用套部底緣固設於定位框上；一填縫裝置，該填縫裝置主要係由一具出料管之架桿、兩作動桿及一具接管之容料體所構成；其中架桿由上而下等距套設有系列之環狀固定套，且固定套上螺設有一對應架桿之迫緊螺栓，以供固定套定位螺鎖，另固定套上焊固有一後端具套部之中空出料管，且架桿中段分設有向後延伸之上、下作動桿，再者兩作動桿後端套設有一中空容料體，又容料體前端面形成有系列之中空接管，各接管可分別利用一輸料管連接架桿上之出料管，再者兩作動桿中段形成有一對應之環狀滑套，且兩滑套穿設有一底端具水平滑套之固定桿，該滑套可供滑設於橫桿上，且固定桿滑套與作動桿滑套之兩側共同頂撐有一頂撐彈簧；又於立架上分設可相對橫桿左、右位移之塗料裝置與填逢裝置，藉以組構成一磁磚貼合施工裝置者。

另一種使用於外牆磁磚貼合專用之裝置技術，如國內第103217233號新型專利所揭露之「垂直式自動補強機器載具」，其包含：一夾固裝置，其具有至少一夾持組，係夾設固定於一牆壁；一載運裝置，與該夾固裝置相接設，其具有呈殼狀之一基座，並由一傳動組驅動使該基座可沿壁面與地面之垂直方向進行線性位移；一送料裝置，係設於該基座內並與該基座同步產生線性位移，其具有與該基座外部連通之一送料管，提供若干壁磚可堆疊容設其內，該送料管底部具有一出料口，於靠近該出料口預設部位設有一推料組，係以預設作動將該送料管最下方之該壁磚推出該出料口；一貼合裝置，為設於該基座內預設部位並與該基座同步產生線性位移，其具有設於靠近該出料口之一吸附組，以及與該吸附組相接設並可使該吸附組產生預設範圍往復旋轉之一旋轉組，該吸附組可於預設範圍進 行往復線性位移，受該旋轉組旋轉朝向該出料口之壁磚，即產生線性移動使該吸附組之前端朝該壁磚貼觸，並以真空吸附方式將該壁磚其一面吸附固定後，該旋轉組則產生旋轉使該壁磚之另面對應牆壁，再由該吸附組以線性外移將該壁磚貼合於該牆壁上，黏貼該壁磚後該吸附組則線性內移並旋回朝向該出料口位置，該貼合裝置可反覆進行旋轉及線性位移，逐一將各該壁磚進行吸附與貼合牆壁之動作。

上述結構中，均屬於應用於外牆之磁磚貼合的機械裝置，前者為半自動機械，仍需配合人力來進行，僅可增快施工速度，未能全面取代人工；後者技術則為全自動化之外牆磚貼裝置，藉由精密之定位控制貼磁磚機構來貼附磁磚或修復磁磚，機動性高可以有效讓操作者方便搬移與操作，可全面取代危險的爬牆修復磁磚人工施工工作。

惟，前述技術除了清潔磁磚及貼合磁磚的作業外，一般外牆壁磚維修則未能有相對應的技術應用，如外牆壁磚有破裂或損壞時，為使其不再因磁磚掉落或剝落而砸傷人，通常需要針對損壞部份的壁磚進行修補，而此類修補施工通常包含有清潔、打除、貼合、填縫等等多項作業，方為一完整施工流程，前述清潔及貼磚等單一作業裝置均無法涵蓋完整地外牆壁磚修補流程，於作業整合上及銜接上均有很大的問題；且外牆維護與清潔作業如未能全面以機械取代人力，僅以局部作業使用機具，或需人力配合時，對於施工中的工安危險發生的機率無法明顯降低，使得施工安全的提升效益不彰；另一方面，對於外牆磁磚的修補、維護於施工前均未能瞭解其目前損壞情形，無法擬出精確的施工計劃，及所需備料與機具使用情形，均得先架設好鷹架或吊籠由作業人員先進行勘查與評估，使得決定修補施工前即已花費相當高的人力及成本，再加上施工中的成本，使得修補工作費用高；再者，於施工時修護情形未能讓監工或工程控管人員即時瞭解，往往於作業人員完工後進行檢查時才發現問題，以致浪費時間、物料及人力等成本。

有鑑於此，本發明所揭露全自動外牆磁磚貼補作業系統及其裝置，其包含有：與一控制機構相互訊號聯結傳輸之一空拍攝影機構、一位移支架機構、一空壓動力機構及一磚牆處理機構；其中該空拍攝影機構可拍攝施工牆面情形，並將影像傳輸至該控制機構，以提供該控制機構進行影像與原設計圖之比對，該控制機構以二值化處理影像技術，規劃及定位出需要進行磚牆處理的區域；該位移支架機構則具有一載具座，配合預設之至少一縱向導軌及一橫向導軌，使該載具座於接收該控制機構之訊號後可沿各該縱向導軌及橫向導軌產生線性位移並移動至預設位置；該空壓動力機構則分別與各該貼磚處理機構及位移支架機構相互聯結並提供動力源；該磚牆處理機構設置於該載具座內，其具有相互更換之一打除模組、一貼磚模組、一填縫模組及一清潔模組，於依作業需求更換適當模組於該載具座內後，可分別進行打除廢磚、貼合壁磚、填補壁磚間隙縫及清潔磚牆等作業；藉由上述構件，將外牆壁磚施工所涵蓋之打除、清潔、貼磚、填縫等多項作業，完整地且系統地整合所有施工流程，可配合空拍攝影機構事先檢視外牆施工前情形將影像回傳提供施工前之評估，可降低施工前之人力與設備架設成本，同時將外牆處理相關作業全面機械化，取代人力進行，可有效降低工安事故發生，增進高空作業安全，並於施工定位上具有較優之精密度及精準性。

本發明之主要目的即在提供一種全自動外牆磁磚貼補作業系統及其裝置，係將外牆壁磚施工所涵蓋之打除、清潔、貼磚、填縫等多項作業，完整地且系統地整合所有施工流程。

本發明之次一目的即在提供一種全自動外牆磁磚貼補作業系統及其裝置，其除外牆壁磚處理施工外，可配合空拍攝影機構事先檢視外牆施工前情形，無需以人力配合架設鷹架或其他吊籠設備進行外強勘查，即可將影像回傳提供施工前之評估，可降低施工前之人力與設備架設成本。

本發明之再一目的即在提供一種全自動外牆磁磚貼補作業系統及其裝置，係將外牆處理相關作業全面機械化，取代人力進行，可有效降低工安事故發生，增進高空作業安全。

本發明之更一目的即在提供一種全自動外牆磁磚貼補作業系統及其裝置，其具有提供穩固支撐之位移支架機構，配合可上下左右線性位移之載具座，及利用控制機構以二值化處理影像技術進行定位運算，並結合可更換各個外牆處理模組選擇性組設於載具座內，即可於外牆之任意位置進行外牆處理，於載具座的施工定位上具有較優之精密度及精準性。

[本發明]

(10)‧‧‧位移支架機構

(11)‧‧‧載具座

(12)‧‧‧縱向導軌

(121)‧‧‧導螺桿

(122)‧‧‧驅動元件

(13)‧‧‧橫向導軌

(14)‧‧‧側支座

(15)‧‧‧主支座

(16)‧‧‧輔助定位組

(161)‧‧‧定位吸盤

(20)‧‧‧控制機構

(30)‧‧‧空拍攝影機構

(40)‧‧‧磚牆處理機構

(41)‧‧‧打除模組

(411)‧‧‧氣動錘

(412)‧‧‧監控攝影單元

(42)‧‧‧貼磚模組

(421)‧‧‧吸附元件

(422)‧‧‧旋轉組件

(43)‧‧‧填縫模組

(431)‧‧‧填縫儲料桶

(432)‧‧‧導料元件

(433)‧‧‧刮板組件

(434)‧‧‧空氣敲除組件

(435)‧‧‧監控攝影單元

(44)‧‧‧清潔模組

(441)‧‧‧清潔儲料筒

(442)‧‧‧導引管

(443)‧‧‧旋轉組件

(444)‧‧‧清潔刷

(445)‧‧‧導水管

(446)‧‧‧監控攝影單元

(50)‧‧‧空壓動力機構

(60)‧‧‧交通工具

(70)‧‧‧施工牆面

第一圖為本發明一較佳實施例之立體示意圖一。

第二圖為本發明一較佳實施例另一角度之立體示意圖二。

第三圖為本發明一較佳實施例之使用狀態示意圖一。

第四圖為本發明一較佳實施例之使用狀態示意圖二。

第五圖為本發明一較佳實施例該貼磚模組之局部放大示意圖。

第六圖為本發明一較佳實施例該打除模組之局部放大示意圖。

第七圖為本發明一較佳實施例該清潔模組之局部放大示意圖。

第八圖為本發明一較佳實施例該填縫模組之局部放大示意圖。

第九圖為本發明一較佳實施例之系統架構示意圖。

第十圖為本發明一較佳實施例之磚牆修補流程圖。

第十一圖為本發明一較佳實施例之影像擷取與處理作業流程圖。

第十二圖為本發明一較佳實施例之打除磁磚及清潔作業流程圖。

第十三圖為本發明一較佳實施例之貼磚作業流程圖。

第十四圖為本發明一較佳實施例之填縫作業流程圖。

第十五圖為本發明一較佳實施例之清潔作業流程圖。

第十六圖為本發明另一實施例之使用狀態示意圖。

首先請參照第一圖至第八圖，本發明所提供之一種全自動外牆磁磚貼補作業其裝置，可於一施工牆面(70)進行磚牆處理作業，其包含有：一位移支架機構(10)，及設於該位移支架機構(10)上之一控制機構(20)、 一空拍攝影機構(30)、一磚牆處理機構(40)及一空壓動力機構(50)。

該位移支架機構(10)，其具有可提供組接之一載具座(11)，與使該載具座(11)可產生縱向及橫向位移之至少一縱向導軌(12)及至少一橫向導軌(13)；二側支座(14)，以提供二個該橫向導軌(13)橫設於各該側支座(14)相對應之上下方之間；一主支座(15)，係以其兩端分別掛設於上下各該橫向導軌(13)上，並可沿各該橫向導軌(13)產生線性位移；該縱向導軌(12)則設於該主支座(15)上並可隨其同步位移；該縱向導軌(12)由一導螺桿(121)及一驅動元件(122)所組成，並使該載具座(11)螺設於該導螺桿(121)上，並可沿該導螺桿(121)產生線性位移；至少一輔助定位組(16)，設於該位移支架機構(10)預設部位，其具有一定位吸盤(161)以真空吸引貼觸於施工牆面，使該位移支架機構(10)可穩固定位於施工牆面(70)之一側。

該控制機構(20)，可進行運算及處理作業，並接收及傳送控制訊號；該控制機構(20)係分別與各該空拍攝影機構(30)、位移支架機構(10)、空壓動力機構(50)及磚牆處理機構(40)相互聯結，並可分別傳送控制訊號以控制各機構之運轉及停止切換。

該空拍攝影機構(30)，與該控制機構(10)相聯結，且相互間可進行影像訊號傳輸，該空拍攝影機構(30)可拍攝施工牆面情形，並將影像傳輸至該控制機構，以提供該控制機構進行影像與原設計圖之比對，該控制機構(20)以二值化處理影像技術，規劃及定位出需要進行磚牆處理及施工的區域。

該磚牆處理機構(40)，設於該載具座(11)內，並隨其同步產生縱向及橫向線性位移，其具有一打除模組(41)、一貼磚模組(42)、一填縫模組(43)及一清潔模組(44)，可分別處理打除廢磚、貼合壁磚、填補壁磚間隙縫及清潔磚牆之作業，可擇其一前述模組裝設於該載具座(11)內進行其中一種磚牆處理作業，亦可更換其他模組進行另一種磚牆處理作業，該磚牆處理機構(40)與該控制機構(20)相聯結並接收控制訊號產生運轉及停止的切換。

該打除模組(41)具有一氣動錘(411)，以搥打磁磚使其破裂而掉除；一監控攝影單元(412)，係可將打除作業之即時畫面攝影並將影像傳輸至該控制機構(20)。

該貼磚模組(42)具有可吸附磁磚之一吸附組件(421)，及將吸附的磁磚轉向朝牆面之一旋轉組件(422)，該吸附組件(421)於朝向旋轉後朝向牆面時，則以線性外移將吸附之磁磚貼合於該牆壁上，各該吸附組件(421)及旋轉組件(422)兩者反覆進行旋轉及線性位移，逐一將磁磚進行吸附與貼合牆壁之動作。

該填縫模組(43)具有貯放填縫劑之一填縫儲料桶(431)；一導料元件(432)，其一端接設於該填縫儲料桶(431)，另端則朝向施工牆面，可將該填縫儲料桶(431)內之填縫劑導引並於施工牆面出料；一刮板組件(433)，係可朝施工牆面之垂直方向產生線性位移，於貼觸牆面後則隨各該載具座(11)及填縫機構(43)同步位移，並將該導料元件(432)出料塗抹於牆面上的填縫劑抹平以填補各磁磚縫隙；一空氣敲除組件(434)，可輕敲磁磚使貼合處之空氣由磁磚間之縫隙排出；一監控攝影單元(435)，係可將磚牆填縫作業之即時畫面攝影並將影像傳輸至該控制機構(20)。

該清潔模組(44)其具有貯放清潔劑之一清潔儲料桶(441)；一導引管(442)，其一端接設於該清潔儲料桶(441)，另端則朝向施工牆面，可將該清潔儲料桶(441)內之清潔劑導引並於施工牆面出料；一旋轉組件(443)，可持續產生旋轉作動；一清潔刷(444)，設於該旋轉組件(443)之前端且可與該旋轉組件(443)同步旋轉作動；於該導引管(442)將清潔劑噴灑至牆面後，該清潔刷(444)可貼處施工牆面以旋轉方式進行清潔磚牆作業；一導水管(445)，係與一水源相銜接，以將水輸送至該清潔刷(444)處；一監控攝影單元(446)，係可將磚牆清潔作業之即時畫面攝影並將影像傳輸至該控制機構(20)。

該空壓動力機構(50)，與該控制機構(20)相聯結並接收控制訊號產生運轉及停止的切換，且該空壓動力機構(50)分別與各該貼磚處理機構(40)及位移支架機構(10)相互聯結並提供動力源。

藉由上述構件，將外牆壁磚施工所涵蓋之打除、清潔、貼磚、填縫等多項作業，完整地且系統地整合所有施工流程，可配合該空拍攝影機構(30)事先檢視外牆施工前情形將影像回傳該控制機構(20)進行運算及處理，以提供施工前之評估與規畫，可有效降低施工前之人力與設備架設成本，同時將外牆處理相關作業全面機械化，取代人力進行，可有效降低工 安事故發生，增進高空作業安全，並於施工定位上具有較優之精密度及精準性，而具有高實用性。

為供進一步瞭解本發明構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本發明使用方式加以敘述如下：本發明之全自動外牆磁磚貼補作業系統，請參照第九圖，係以該控制機構(20)分別與各該空拍攝影機構(30)、位移支架機構(10)、空壓動力機構(50)及磚牆處理機構(40)相互聯結且可傳輸控制訊號；該空拍攝影機構(30)可拍攝施工牆面情形，並將影像傳輸至該控制機構(20)，以提供該控制機構(20)進行影像與原設計圖之比對，該控制機構(20)以二值化處理影像技術，規劃及定位出需要進行磚牆處理的區域；該位移支架機構(10)則具有一載具座(11)，配合預設之至少一縱向導軌(12)及一橫向導軌(13)，使該載具座(11)可沿各該縱向導軌(12)及橫向導軌(13)產生線性位移並移動至預設位置；該空壓動力機構(50)則分別與各該貼磚處理機構(40)及位移支架機構(10)相互聯結並提供動力源，且該空壓動力機構(50)可接收該控制機構(20)之控制訊號而產生運轉及停止之切換；該磚牆處理機構(40)設置於該載具座(11)內，其具有相互更換之一打除模組(41)、一貼磚模組(42)、一填縫模組(43)及一清潔模組(44)，於依作業需求更換適當模組於該載具座(11)內後，可分別進行打除廢磚、貼合壁磚、填補壁磚間隙縫及清潔磚牆等作業。

本發明各該機構之配置，請參照第一圖及第九圖，首先係將各該側支座(14)及橫向軌道(13)圍設形成一方框支架；將該載具座(11)預設部位螺設於該導螺桿(121)上，及以該載具座(11)預設部位分別套設於該主支座(15)上，並於該主支座(15)下方組設各該導螺桿(121)及驅動單元(122)，再於該主支座(15)預設部位組設該輔助定位組(16)及定位吸盤(161)，並將該主支座(15)之兩端分別掛設於上下方之各該橫向軌道(13)上；該空壓動力機構(50)係設於其一該側支座(14)預設部位，並使該空壓動力機構(50)分別與各該位移支架機構(10)及磚牆處理機構(40)相互聯結，以提供動力來源；將該控制機構(20)設於其一該側支座(14)預設部位，並使各該空拍攝影機構(30)、驅動單元(122)、空壓動力機構(50)及磚牆處理機構(40)分別與該控制機構(20)相聯結，以傳輸控制訊號；各該打除模組(41)、貼磚模組(42)、填縫模組(43)及清 潔模組(44)則會依作業流程所需，將其一模組以選擇方式組設於該載具座(11)內，依流程各別進行牆面處理作業。

本發明之牆面壁磚處理流程，請參照第十圖，已鋪設好壁磚之外牆，長年風吹雨打導致局部壁磚裂開或剝落，需進行外牆之修補施工。完整地壁磚外牆修補施工流程，也應該包含施工前的評估，因此本發明整個壁磚外牆修補施工流程依序為「影像擷取與處理」、「打除磁磚及清潔」、「貼磚」、「填縫」及「清潔」等至少五到工序。

本發明於牆面施工前之評估作業，請參照第十一圖，即為本發明整個壁磚外牆修補施工流程之「影像擷取與處理」步驟，其先利用該空拍攝影機構(30)拍攝該施工牆面(70)目前情況，及需進行修補之位置，然後將拍射之影像以無線傳輸方式傳送至該控制機構(20)；該控制機構(20)以二值化處理技術將施工牆面影像加以處理與運算，可得知施工牆面損壞位置及損壞情形；利用該控制機構(20)規劃及定位出該施工牆面需要進行磁磚拆除的部位，並計算出該載具座(11)於各該縱向導軌(12)及橫向導軌(13)上產生之位移量；最後規劃及定位出該施工牆面(70)需要進行貼磚作業的位置。

本發明該載具座(11)及其內該磚牆處理機構(40)之位移及定位，請參照第三圖至第四圖，當該控制機構(20)運算出需要進行修補之牆面位置，則可提供各該驅動單元(122)及空壓動力機構(50)分別驅動該載具座(11)於各該縱向導軌(12)及橫向導軌(13)進行線性位移的向量及距離；該控制機構(20)傳送控制訊號至該驅動元件(122)使其與該導螺桿(121)開始同步運轉，此時該載具座(11)及設於其內之該磚牆處理機構(40)則可進行垂直方向之線性位移；當該控制機構(20)傳送控制訊號至該空壓動力機構(50)開始運轉，此時該載具座(11)及設於其內之該磚牆處理機構(40)則沿該橫向導軌(13)進行水平方向之線性位移。

本發明於進行打除及清潔牆面作業時，請參照第十二圖及第六圖及第七圖，先將該打除模組(41)設置於該載具座(11)內；該控制機構(20)傳送控制訊號至各該驅動元件(122)及空壓動力機構(50)使其逐一產生運轉，各該載具座(11)垂直線性位移至一高度，再水平線性位移至一定點，即為施工牆面需進行打除之位置，利用該打除模組(41)之氣動錘(411)將破裂的 壁磚敲打清除；破裂的廢磚及水泥將落至該打除模組(41)下方的銜接元件，予以回收；該控制機構(20)傳送控制訊號至各該驅動元件(122)及空壓動力機構(50)使其逐一產生運轉，使各該載具座(11)及打除模組(41)逐一移動回歸至原點；將該打除模組(41)從該載具座(11)上拆除，更換該清潔模組(44)並組設於該載具座(11)內；該控制機構(20)傳送控制訊號至各該驅動元件(122)及空壓動力機構(50)使其逐一產生運轉，各該載具座(11)移動至適才施工牆面已打除之位置，利用該清潔模組(44)之導引管(442)將該清潔儲料筒(441)內之清潔劑噴灑至打除部位的牆面，在使各該旋轉組件(442)及清潔刷(444)將已打除壁磚之部位清潔，亦配合該導水管(445)將清水導流至清潔部位，將清潔劑洗淨。

本發明於進行貼磚作業時，請參照第十三圖及第五圖，該控制機構(20)傳送控制訊號至各該驅動元件(122)及空壓動力機構(50)使其逐一產生運轉，使各該載具座(11)及清潔模組(44)逐一移動回歸至原點；將該清潔模組(44)從該載具座(11)上拆除，更換該貼磚模組(42)並組設於該載具座(11)內；該控制機構(20)傳送控制訊號至各該驅動元件(122)及空壓動力機構(50)使其逐一產生運轉，各該載具座(11)移動至適才施工牆面已打除及清潔之位置，並利用該吸附元件(421)吸附其一壁磚，再以該旋轉組件(422)將壁磚旋一角度後，朝前移動以貼合於該施工牆面(70)上，然後反覆動作逐一將壁磚貼合至牆面上。

本發明於進行壁磚縫隙填縫作業時，請參照第十四圖及第八圖，使各該載具座(11)及貼磚模組(42)逐一移動回歸至原點；將該貼磚模組(42)從該載具座(11)上拆除，更換該填縫模組(43)並組設於該載具座(11)內；該控制機構(20)傳送控制訊號至各該驅動元件(122)及空壓動力機構(50)使其逐一產生運轉，各該載具座(11)移動至適才施工牆面已打除、清潔及貼磚之位置，利用該填縫模組(43)之導料元件(432)將該填縫儲料筒(431)內之填縫劑擠出至貼合完成壁磚上；利用該刮板組件(433)上下來回位移將壁磚上之填縫劑抹勻；再由該空氣敲除組件(434)逐一輕敲壁磚，使新貼合之壁磚及牆面間之空氣排除。

於前述流程完成後，再進行修補完成之壁磚牆面的清洗作 業，請參照第十五圖及第七圖，該控制機構傳(20)送控制訊號至各該驅動元件(122)及空壓動力機構(50)使其逐一產生運轉，使各該載具座(11)及填縫模組(43)逐一移動回歸至原點；將該填縫模組(43)從該載具座(11)上拆除，更換該清潔模組(44)並組設於該載具座(11)內；該控制機構(20)傳送控制訊號至各該驅動元件(122)及空壓動力機構(50)使其逐一產生運轉，各該載具座(11)移動至適才施工牆面已完成填縫之位置，利用該清潔模組(44)之導引管(442)將該清潔儲料筒(441)內之清潔劑噴灑至貼合部位的牆面，在使各該旋轉組件(443)及清潔刷(444)已貼合壁磚之部位清潔，亦配合該導水管(445)將清水導流至清潔部位，將清潔劑洗淨；最後將各該載具座(11)及清潔模組(44)移回原點，即完成所有壁磚牆面之所有施工作業。

本發明利用該控制機構(20)控制各該驅動單元(121)及空壓動力機構(50)運轉，使各該載具座(11)及磚牆處理機構(40)分別沿各該縱向導軌(12)、橫向導軌(13)進行預設距離之水平與垂直線性位移，使各該載具座(11)及組設於其內之該磚牆處理機構(40)可定位至需進行牆面處理之位置，配合該磚牆處理機構(40)以可更換之各該打除模組(41)、貼磚模組(42)、填縫模組(43)及清潔模組(44)，於依作業需求更換適當模組於該載具座(11)內後，可分別進行打除廢磚、貼合壁磚、填補壁磚間隙縫及清潔磚牆等作業，其可達到下列功效：

一、本發明之該位移支架機構(10)除了可提供穩固的支撐外，各該縱向導軌(12)及橫向導軌(13)配合各該驅動元件(122)及空壓動力機構(50)的驅動，可將各該載具座(11)及磚牆處理機構(40)移動至需施工之牆面位置，無需以人力攀爬牆面，全程施工作業機械化，全面取代人力，可有效降低工安事故發生，增進高空作業安全，解決習知結構尚有部份作業需要人工完成，以致容易發生工安意外的問題。

二、該磚牆處理機構(40)利用可更換模組之設計，可依需求及施工流程規劃，依需更換具特定作用的模組，使該載具座維持較小體積及較輕重量，而具有輕量化的效果，無需將所有模組組於其上，導致機具體積大且重，無形中讓所需的驅動馬力輸出亦增加，而產生電能耗用大的問題。

三、本發明之磚牆處理系統係將外牆壁磚施工所涵蓋之打除、清潔、貼磚、填縫等多項作業，完整地且系統地整合所有施工流程，解決習知僅能執行單一貼磚、單一清潔等牆面作業，以致未能達到全面機械化的問題。

四、本發明具有施工前之規劃評估流程，主要利用該空拍攝影機構(30)事先檢視外牆施工前情形，無需以人力配合架設鷹架或其他吊籠設備進行外強勘查，即可將影像回傳至該控制機構(20)，提供施工前之評估，可降低施工前之人力與設備架設成本。

五、本發明利用該空拍攝影機構(30)拍設牆面影像，回傳至該控制機構(20)進行二值化處理影像技術進行定位運算，並結合可更換各個外牆處理模組選擇性組設於該載具座(11)內，即可於外牆之任意位置進行外牆處理，於載具座的施工定位上具有較優之精密度及精準性。

六、本發明於各該主支座(15)或側支座(14)上設置若干該輔助定位組(16)，可為真空吸盤原理之應用，藉以增加若干可固定貼觸施工牆面上之部位，使得該位移支架機構(10)可更穩固地接設於該施工牆面(70)之一側，具有穩固輔助效果。

七、各該主支座(15)及側支座(14)可結合伸縮桿結構設計，於不進行施工時可將位移支架機構收縮變矮，則可方便儲放及搬運。

八、本發明之各該打除模組(41)、貼磚模組(42)、填縫模組(43)及清潔模組(44)均設有該監控攝影單元(412)(435)(446)，可即時將執行中的作業影像回傳至該控制機構(20)，提供監控人員瞭解目前施工情形，以作為施工決策之執行或修改的依據，故具有即時監控之效果。

請參照第十六圖，為本發明之另一實施例，其中該位移支架機構(10)係設於一交通工具(60)上，利用該交通工具(60)之移動可同步移動各該位移支架機構(10)、控制機構(20)、一空壓動力機構(50)及一磚牆處理機構(40)至預設該施工牆面(70)之相對位置下方。該主支座(15)及側支座(14)可結合伸縮桿結構設計，於不進行施工時可將位移支架機構收縮變矮，則可方便該交通工具之移動與運送。

此一實施例係將本發明之全自動外牆磁磚貼補作業系統及 其裝置裝設於該交通工具(60)上，於遇到牆面水平尺寸較寬，移動該交通工具(60)至該施工牆面(70)之適當位置下方，即可開始進行施工；於施工完畢後，將各該主支座(15)及側支座(14)收縮變短並以繩索適當綑設定位後，即可利用該交工工具(60)運送離開，故具有方便移動及運送整組機具的功能。

綜合上述，本發明所揭露之「全自動外牆磁磚貼補作業系統及其裝置」，係提供一種整合打除、清潔、貼磚、填縫等多項磚牆處理作業之系統及裝置，其利用該控制機構聯結各該位移支撐機構、磚牆處理機構及空壓動力機構之運轉，配合以二值化處理影像技術將該空拍攝影機構回傳之影像進行定位運算，及可更換模組結構設計之該磚牆處理機構，使得牆面施工流程為完整地且系統地整合，兼具施工前評估規劃之功能，同時將外牆處理相關作業全面機械化，取代人力進行，可有效降低工安事故發生，增進高空作業安全，並於施工定位上具有較優之精密度及精準性，整體技術可大大降低人力及製造成本，而獲致一實用性高之外牆貼補處理技術，俾使整體確具產業實用性及成本效益，且其構成結構又未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合發明專利申請要件，懇請 鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。

需陳明者，以上所述乃是本發明之具體實施例及所運用之技術原理，若依本發明之構想所作之改變，其所產生之功能作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。

Claims (20)

1. 一種全自動外牆磁磚貼補作業系統，其包含有：一控制機構，為可進行運算及處理作業，並接收及傳送控制訊號，以及分別與該控制機構相互訊號聯結傳輸之一空拍攝影機構、一位移支架機構、一空壓動力機構及一磚牆處理機構；該空拍攝影機構可拍攝施工牆面情形，並將影像傳輸至該控制機構，以提供該控制機構進行影像與原設計圖之比對，該控制機構以二值化處理影像技術，規劃及定位出需要進行磚牆處理的區域；該位移支架機構則具有一載具座，配合預設之至少一縱向導軌及一橫向導軌，使該載具座可沿各該縱向導軌及橫向導軌產生線性位移並移動至預設位置；該空壓動力機構則分別與各該貼磚處理機構及位移支架機構相互聯結並提供動力源，且該空壓動力機構可接收該控制機構之控制訊號而產生運轉及停止之切換；該磚牆處理機構設置於該載具座內，其具有相互更換之一打除模組、一貼磚模組、一填縫模組及一清潔模組，於依作業需求更換適當模組於該載具座內後，可分別進行打除廢磚、貼合壁磚、填補壁磚間隙縫及清潔磚牆等作業。
2. 依據申請專利範圍第1項所述全自動外牆磁磚貼補作業系統，其中該位移支架機構具有至少二側支座，以提供二個該橫向導軌橫設於各該側支座相對應之上下方之間；一主支座，係以其兩端分別組設於上下各該橫向導軌上，並可沿各該橫向導軌產生線性位移；該縱向導軌則設於該主支座上並可隨其同步位移；該縱向導軌由一導螺桿及一驅動元件所組成，並使該載具座螺設於該導螺桿上，並可沿該導螺桿產生線性位移。
3. 依據申請專利範圍第1項所述全自動外牆磁磚貼補作業系統，其中該位移支架機構係設於一交通工具上，利用該交通工具之移動可同步移動各該位移支架機構、控制機構、一空壓動力機構及一磚牆處理機構至預設施工牆面之相對位置下方。
4. 依據申請專利範圍第1項所述全自動外牆磁磚貼補作業系統，其中該位移支架機構具有一主支座；至少一輔助定位組，設於該位移支架機構預設部位，其具有一定位吸盤以真空吸引貼觸於施工牆面，使該位移支架機構可穩固定位於施工牆面之一側。
5. 依據申請專利範圍第1項所述全自動外牆磁磚貼補作業系統，其 中該打除模組具有一氣動錘，以搥打磁磚使其破裂而掉除；一監控攝影單元，係可將打除作業之即時畫面攝影並將影像傳輸至該控制機構。
6. 依據申請專利範圍第1項所述全自動外牆磁磚貼補作業系統，其中該貼磚模組具有可吸附磁磚之一吸附組件，及將該磁磚轉向朝牆面之一旋轉組件，該吸附組件於朝向旋轉後朝向牆面時，則以線性外移將吸附之該磁磚貼合於該牆壁上，各該吸附組件及旋轉組件兩者反覆進行旋轉及線性位移，逐一將磁磚進行吸附與貼合牆壁之動作。
7. 依據申請專利範圍第1項所述全自動外牆磁磚貼補作業系統，其中該填縫模組具有貯放填縫劑之一填縫儲料桶；一導料元件，其一端接設於該填縫儲料桶，另端則朝向施工牆面，可將該填縫儲料桶內之填縫劑導引並於施工牆面出料；一刮板組件，係可朝施工牆面之垂直方向產生線性位移，於貼觸牆面後則隨各該載具座及填縫機構同步位移，並將該導料元件出料塗抹於牆面上的填縫劑抹平以填補各磁磚縫隙。
8. 依據申請專利範圍第7項所述全自動外牆磁磚貼補作業系統，其中該填縫模組具有一空氣敲除組件，可輕敲磁磚使貼合處之空氣由磁磚間之縫隙排出；一監控攝影單元，係可將磚牆填縫作業之即時畫面攝影並將影像傳輸至該控制機構。
9. 依據申請專利範圍第1項所述全自動外牆磁磚貼補作業系統，其中該清潔模組其具有貯放清潔劑之一清潔儲料桶；一導引管，其一端接設於該清潔儲料桶，另端則朝向施工牆面，可將該清潔儲料桶內之清潔劑導引並於施工牆面出料；一旋轉組件，可持續產生旋轉作動；一清潔刷，設於該旋轉組件之前端且可與該旋轉組件同步旋轉作動，於該導引管將清潔劑噴灑至牆面後，該清潔刷可貼處施工牆面以旋轉方式進行清潔磚牆作業。
10. 依據申請專利範圍第9項所述全自動外牆磁磚貼補作業系統，其中該清潔模組具有一導水管，係與一水源相銜接，以將水輸送至該清潔刷處；一監控攝影單元，係可將磚牆清潔作業之即時畫面攝影並將影像傳輸至該控制機構。
11. 一種全自動外牆磁磚貼補裝置，其包含有：一位移支架機構，其具有可提供組接之一載具座，與使該載具座可產生縱向及橫向位移之至少一縱向導軌及至少一橫向導軌； 一控制機構，可進行運算及處理作業，並接收及傳送控制訊號；一空拍攝影機構，與該控制機構相聯結，且相互間可進行影像訊號傳輸，該空拍攝影機構可拍攝施工牆面情形，並將影像傳輸至該控制機構，以提供該控制機構進行影像與原設計圖之比對，該控制機構以二值化處理影像技術，規劃及定位出需要進行磚牆處理及施工的區域；一磚牆處理機構，設於該載具座內，並隨其同步產生縱向及橫向線性位移，其具有一打除模組、一貼磚模組、一填縫模組及一清潔模組，可分別處理打除廢磚、貼合壁磚、填補壁磚間隙縫及清潔磚牆之作業，可擇其一前述模組裝設於該載具座內進行其中一種磚牆處理作業，亦可更換其他模組進行另一種磚牆處理作業，該磚牆處理機構與該控制機構相聯結並接收控制訊號產生運轉及停止的切換；一空壓動力機構，與該控制機構相聯結並接收控制訊號產生運轉及停止的切換，且該空壓動力機構分別與各該磚牆處理機構及位移支架機構相互聯結並提供動力源。
12. 依據申請專利範圍第11項所述全自動外牆磁磚貼補裝置，其中該位移支架機構具有至少二側支座，以提供二個該橫向導軌橫設於各該側支座相對應之上下方之間；一主支座，係以其兩端分別組設於上下各該橫向導軌上，並可沿各該橫向導軌產生線性位移；該縱向導軌則設於該主支座上並可隨其同步位移；該縱向導軌由一導螺桿及一驅動元件所組成，並使該載具座螺設於該導螺桿上，並可沿該導螺桿產生線性位移。
13. 依據申請專利範圍第11項所述全自動外牆磁磚貼補裝置，其中該位移支架機構係設於一交通工具上，利用該交通工具之移動可同步移動各該位移支架機構、控制機構、一空壓動力機構及一磚牆處理機構至預設施工牆面之相對位置下方。
14. 依據申請專利範圍第11項所述全自動外牆磁磚貼補裝置，其中該位移支架機構具有一主支座；至少一輔助定位組，設於該位移支架機構預設部位，其具有一定位吸盤以真空吸引貼觸於施工牆面，使該位移支架機構可穩固定位於施工牆面之一側。
15. 依據申請專利範圍第11項所述全自動外牆磁磚貼補裝置，其中該打除模組具有一氣動錘，以搥打磁磚使其破裂而掉除；一監控攝影單 元，係可將打除作業之即時畫面攝影並將影像傳輸至該控制機構。
16. 依據申請專利範圍第11項所述全自動外牆磁磚貼補裝置，其中該貼磚模組具有可吸附磁磚之一吸附組件，及將該磁磚轉向朝牆面之一旋轉組件，該吸附組件於朝向旋轉後朝向牆面時，則以線性外移將吸附之該磁磚貼合於該牆壁上，各該吸附組件及旋轉組件兩者反覆進行旋轉及線性位移，逐一將磁磚進行吸附與貼合牆壁之動作。
17. 依據申請專利範圍第11項所述全自動外牆磁磚貼補裝置，其中該填縫模組具有貯放填縫劑之一填縫儲料桶；一導料元件，其一端接設於該填縫儲料桶，另端則朝向施工牆面，可將該填縫儲料桶內之填縫劑導引並於施工牆面出料；一刮板組件，係可朝施工牆面之垂直方向產生線性位移，於貼觸牆面後則隨各該載具座及填縫機構同步位移，並將該導料元件出料塗抹於牆面上的填縫劑抹平以填補各磁磚縫隙。
18. 依據申請專利範圍第17項所述全自動外牆磁磚貼補裝置，其中該填縫模組具有一空氣敲除組件，可輕敲磁磚使貼合處之空氣由磁磚間之縫隙排出；一監控攝影單元，係可將磚牆填縫作業之即時畫面攝影並將影像傳輸至該控制機構。
19. 依據申請專利範圍第11項所述全自動外牆磁磚貼補裝置，其中該清潔模組其具有貯放清潔劑之一清潔儲料桶；一導引管，其一端接設於該清潔儲料桶，另端則朝向施工牆面，可將該清潔儲料桶內之清潔劑導引並於施工牆面出料；一旋轉組件，可持續產生旋轉作動；一清潔刷，設於該旋轉組件之前端且可與該旋轉組件同步旋轉作動，於該導引管將清潔劑噴灑至牆面後，該清潔刷可貼處施工牆面以旋轉方式進行清潔磚牆作業。
20. 依據申請專利範圍第19項所述全自動外牆磁磚貼補裝置，其中該清潔模組具有一導水管，係與一水源相銜接，以將水輸送至該清潔刷處；一監控攝影單元，係可將磚牆清潔作業之即時畫面攝影並將影像傳輸至該控制機構。