专利名称：智能铺砖机的制作方法
技术领域：
本发明属于机械电子领域的一种智能机械，涉及一种建筑装修 应用的智能铺砖机。
背景技术：
现行建筑装修的地面砖铺设均为手工铺设，手工铺设存在很多 缺陷；地砖间隙不均、高低不平、地砖与其下粘接层的粘接率低，而且地砖铺 设进度非常缓慢，严重制约了该行业的健康发展。采用新工艺、采用智能铺砖 机，完全克服了手工操作的诸多缺陷，不但提高了铺砖质量，而且大大提高了 生产效率，降低了劳动生产成本；从而有效推动了该行业的产业化生产、及现 代化水平
发明内容
: 一种用智能机械替代手工操作的地面砖铺设新方法， 一种智 能铺砖机。
智能铺砖机是由垫层铺设装置、地砖铺设装置、主机结构架装置、三维定 位行走升降装置、自动探测装置、计算机程序控制装置及显示屏装置等构成。
智能铺砖机是在自动探测装置、及计算机程序控制下，通过灵敏精准的机 械完成全部地面砖铺设作业。
本发明有两种实施方案， 一种是轨道式智能铺砖机； 一种是无轨智能铺砖机。
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图1是无轨智能铺砖机。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件A—1，是垫层铺设装置的驱动杆。该驱 动杆是由固定在主机结构架上的电机驱动的，是驱动垫层铺设装置在往复运动 中完成垫层铺设作业的部件。
由图l可知，无轨智能铺砖机部件A--2，是垫层铺设装置的滑动机械臂。 两滑动机械臂与驱动杆连接为一体，是承载垫层铺设装置、并在往复运动中完成垫层铺设作业的基础。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件A—3，是垫层铺设装置的滑动槽。两滑 动槽与主机结构架固定连接，用以保障滑动机械臂在滑动槽中平稳运行。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件是垫层铺设装置的滚筒搅拌机构。 该机构固定在滑动机械臂上，是以滑动机械臂为作业平台；该机构由电机、变 速介轮、滚筒搅拌器构成；滚筒搅拌器是由滚筒、及螺旋搅拌推进部件构成。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件A—5，是垫层铺设装置的振动铺料机构。 该机构由振捣器、及料斗构成；是完成铺料作业的最后工序。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件B"1，是地砖铺设装置的驱动机构。该 机构由电机、滑动槽、及驱动杆构成。电机与滑动槽固定在主机结构架上，滑 动杆在电机的驱动下、在滑动槽中平稳运行。是完成地砖铺设作业的驱动机构。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件B-2，是地砖铺设装置的滑动机械臂及 滑动槽机构。该机构是由四个滑动机械臂及固定在主机结构架上的四个滑动槽 构成，该机构的机械臂分别与滑动槽精密配合。四个滑动机械臂是由驱动杆驱 动的，是地砖铺设作业的立体结构平台。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件B"3，是地砖铺设装置的连接架装部件。 是锁定四个垂直伸縮杆部件B--4、并与四个滑动机械臂连接为一体的结构性部 件。形成一个稳定的、立体结构的地砖铺设作业平台。
由图l可知，无轨智能铺砖机部件B"4，是地砖铺设装置的伸縮杆部件。 四个伸縮杆的下端分别装有一块厚度相同、直径与杆径相同的硬质地橡塑板； 四个伸縮杆的下端在伸縮过程中要始终保持同一水平高度。四个伸縮杆的下端 分别套装一个有一定张力的压力弹簧，使弹簧下端略低于伸縮杆下端，使之有 一定的垂直距离，弹簧上端锁定在伸縮杆上。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件B-5,是地砖铺设装置的电动吸盘部件。
5四个电动吸盘固定在伸縮杆的下端，将四个伸縮杆下端预置的弹簧包含在吸盘
之中。在吸盘吸取了其下的地砖时，伸缩杆下端的垂直剖面状态是，地砖与吸 盘、地砖与压力弹簧的下端是紧密接触的，地砖与伸縮杆下端存在一定的垂直 距离。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件B^6，是地砖铺设装置的振捣器部件。 该部件由振动电机、振动盘构成。振动电机固定在振动盘的中心位置上，振动 盘的下平面镶嵌一硬质地橡塑板。振捣器是通过振动盘与四个伸縮杆活动连接 的，连接位置在吸盘之上；振动盘通过其上下的压力弹簧锁定在伸縮杆上，振 动盘下面的弹簧与吸盘上部紧密连接；振动盘在上下压力弹簧的压力下留有一 定的上下振动空间，振动盘的下平面要始终保持水平状态，并与吸盘吸取的地 砖保持紧密接触。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件B^7，是地砖储备框。该框固定在部件 C主机结构架的内侧，垫层装置之上、地砖铺设装置之下的一定位置。该框既 是地砖的储备框，又是地砖的定位框。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件C，是主机结构架装置。该结构架是智 能铺砖机的结构骨架，将智能铺砖机的垫层铺设、地砖铺设等装置科学、合理、 有机地集装为一体。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件D--1，是该机的三维定位系统装置。该 装置的四个角分别装有即可单独、又可统一控制的行走、升降装置，该装置的 每个动作都是由计算机定位系统控制的。该装置的三维定位是通过探测装置、 场地周边预置的三维坐标标识、计算机及行走升降机械的协同作业下完成的。 该装置是决定智能铺砖机能否进行标准作业的基础与平台。该装置的上平面还 有一微调装置。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件E，是计算机程序控制装置。该装置采
6用了特别编制的应用软件，是探测信息的处理中心、是对智能铺砖机全部作业 进行程序化管理的中心。
由图l可知，无轨智能铺砖机部件F，是探测装置。该装置分别设在主
机结构架四角外侧上端、等高的位置上，是该机三维定位的数据信息采集装置, 将采集的数据信息经计算机处理、发出定位动作指令，最后实现三维定位。该 探测装置也是实时监测装置，在主机的三维状态发生变化、超出正常值时，可 自行校正，也可发出警报，停机校正。以使智能铺砖机始终保持正常的三维定 位状态，确保智能铺砖机始终正常作业。
由图1可知，无轨智能铺砖机部件G，是计算机显示屏。该显示屏有多个 显示框，可实时显示各主要作业环节的工作状态及相关数据信息，使操作人员 对该机工作状态， 一目了然、心中有数。无轨智能铺砖机的全部作业是在探测 装置及计算机程序控制的协同下自动完成的。
图2是轨道式智能铺砖机。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件A-1，是垫层铺设装置的驱动杆部件。 该部件是由固定在结构架上的电机驱动的，是拖动垫层铺设装置在往复运动中 完成垫层铺设作业的部件。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件A--2，是垫层铺设装置的滑动机械臂 部件。两滑动机械臂与驱动杆连接为一体，是承载垫层铺设装置、并在往复运 动中完成垫层铺设作业的基础。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件A—3，是垫层铺设装置的滑动槽部件。 两滑动槽与结构架固定连接，以保障滑动机械臂在滑动槽中平稳运行。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件A-4，是垫层铺设装置的滚筒搅拌机 构。该机构固定在滑动机械臂上，以滑动机械臂为作业平台；该机构由电机、 变速介轮、滚筒搅拌器构成；滚筒搅拌器由滚筒、及螺旋搅拌推进部件构成。由图2可知，轨道式智能铺砖机部件A—5，是垫层铺设装置的振动铺料机构。 该机构由振捣器、及料斗构成，是完成垫层铺设作业的最后工序。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件B—1，是地砖铺设装置的驱动机构。
该机构由电机、驱动杆、滑动槽构成，电机与滑动槽固定在主机结构架上，滑 动杆在电机的驱动下、在滑动槽中平稳运行。是完成地砖铺设作业的驱动机构。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件B—2，是地砖铺设装置的滑动机械臂 机构。该机构是由四个滑动机械臂及固定在主机结构架上的四个滑动槽构成， 该机构的滑动机械臂与滑动槽精密配合。四个滑动机械臂是由驱动杆驱动的， 是地砖铺设作业的立体结构平台。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件B^-3，是地砖铺设装置的连接架装部 件。是锁定四个垂直伸縮杆部件B—4、并与四个滑动机械臂连接为一体的结 构性部件。形成一个稳定的、立体结构的地砖铺设作业平台。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件B4，是地砖铺设的伸縮杆部件。四 个伸縮杆的下端分别装有一块厚度相同、直径与杆径相同的硬质地橡塑板；四 个伸縮杆的下端在伸縮过程中要始终保持同一水平高度。四个伸縮杆下端分别 套装一个有一定张力的压力弹簧，使弹簧下端低于伸縮杆下端，使之有一定的 垂直距离，弹簧上端锁定在伸縮杆上。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件B—5，是地砖铺设的电动吸盘部件。 四个电动吸盘固定在伸縮杆的下端，将四个伸缩杆下端预置的弹簧包含在吸盘 之中。在吸盘吸取了其下的地砖时，伸縮杆下端的垂直剖面状态是，地砖与吸 盘、地砖与压力弹簧的下端是紧密接触的，地砖与伸縮杆下端存在一定的垂直 距离。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件B^6，是地砖铺设的振捣器部件。该 部件由振动电机、振动盘构成。振动电机固定在振动盘的中心位置上，振动盘的下平面镶嵌一硬质地橡塑板。振捣器是通过振动盘与四个伸縮杆活动连接起 来的，其位置在吸盘之上，振动盘通过其上下的压力弹簧锁定在伸縮杆上，振
动盘下面的弹簧与吸盘上部紧密连接；振动盘在上下压力弹簧的压力下留有一 定的上下振动空间，振动盘的下平面始终保持水平状态，并与吸盘吸取的地砖 保持紧密接触。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件B—7，是地砖储备框。该框固定在部 件C主机结构架内侧、垫层装置之上、地砖铺设装置之下的一定位置。该框既 是地砖的储备框，又是地砖的定位框。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件C，是主机结构架装置。该结构架是 智能铺砖机的骨架，将智能铺砖机的垫层铺设、地砖铺设等装置科学、合理、 有机地集装为一体。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件D--2,是该机的三维定位系统装置。
该装置是由轨道、行走及升降部件构成，轨道两端是由一对可快速组装、拆解 的封堵部件，将轨道组装成一个轨道框架，在该框架的四个角下分别装有即可 单独、又可统一控制的行走、升降装置，轨道的三维定位是以场地周边的三维 坐标标识为基准，通过探测装置、计算机及行走升降机械的协同作业下完成的。 主机结构架是通过与轨道紧密咬合的运行装置与轨道结合为一体。轨道的三维 状态与主机的三维状态是一致的。轨道式智能铺砖机一旦完成了要求的三维定 位，主机便可在较短的时间里完成多块地砖铺设作业。该装置是决定智能铺砖 机能否进行标准作业的基础与平台。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件E,是计算机程序控制装置。该装置 采用了特别编制的应用软件，是探测信息的处理中心，是对智能铺砖机全部作 业进行程序化管理的中心。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件F，是探测装置。该装置设分别设在
9主机结构架四角外侧上端、等高的位置上，是该机三维定位的数据信息采集装
置，将采集的数据信息经计算机处理、发出定位动作指令，最后实现三维定位。 该探测装置也是实时监测装置，在主机的三维状态发生变化、超出正常值时， 可自行校正；也可发出警报，停机校正。使智能铺砖机始终保持正常的三维定 位状态，确保智能铺砖机始终正常作业。
由图2可知，轨道式智能铺砖机部件G，是计算机显示屏。该显示屏有
多个显示框，可实时显示各主要作业环节的工作状态及相关数据信息，使操作 人员对该机工作状态， 一目了然、心中有数。
轨道式智能铺砖机的全部作业是在探测装置及计算机程序控制的协同下自 动完成的。
具体实施例方式由图1可知，无轨智能铺砖机具有规模体积小、机动性强、 使用便捷，以及开发、制造难度较小、成本较低等特点，故机型为优选实施方 案。以下是该方案实施的具体说明。
图1所示部件E，是无轨智能铺砖机的计算机程序控制装置。所采用的软 件是根据地砖铺设的工艺要求及机械作业特点编制的，该机的全部作业程序是 由计算机控制的。
图1所示部件F，是无轨智能铺砖机的探测装置。该装置设置在主机结构 架四角外侧上端、等高的位置上，是对场地周边设置的三维坐标标识进行探测、 获取该机三维空间状态信息的装置，该装置将获取的信息反馈到计算机。是该 机实现三维定位的重要装置。
图1所示部件D…1，是无轨智能铺砖机的三维定位系统装置。该装置由行 走、升降机械及计算机控制下的驱动机构构成。该装置进行三维定位，是探测 装置对场地周边设置的三维坐标标识进行探测，将所探测到的该机实时三维空 间状态信息、经由计算机处理、向定位机械发出相关动作指令完成的。在该装置的上层设有定位微调装置。
图1所示部件c，是无轨智能铺砖机的主机结构架装置。该结构架将分散
的、功能不同的各种装置集成为一个结构合理、操作方便、可以应用的有机整 体。是智能铺砖机完成地砖铺设作业的立体结构平台。
图1所示部件A--1，是无轨智能铺砖机垫层铺设装置的驱动杆。该驱动杆 是由固定在主机结构架上的电机驱动的，是驱动垫层铺设装置进行往复运动、完 成垫层铺设作业的部件。
图1所示部件A--2，是无轨智能铺砖机垫层铺设装置的滑动机械臂。两滑 动机械臂与驱动杆连接为一体，是垫层铺设作业的基础与平台。
图1所示部件A--3，是无轨智能铺砖机垫层铺设装置的滑动槽。两滑动槽 与主机结构架固定连接，用以保障滑动机械臂在滑动槽中平稳运行。 图1所示部件A-4，是无轨智能铺砖机垫层铺设装置的滚筒搅拌机构。该机构 固定在滑动机械臂上，是以滑动机械臂为平台作业的；该机构由电机、变速介 轮、滚筒搅拌器构成；滚筒搅拌器由滚筒、及螺旋搅拌推进部件构成。该机构 作业是在垫层铺设装置的滑动机械臂向外伸展的过程中进行的，在滑动机械臂 开始外展的同时滚筒搅拌机构启动，掺合物经由另外的机械、即管道泵不断地 注入滚筒搅拌器，掺合物在滚筒搅拌器的搅拌、推进下被均匀地从滚筒排出， 这一排料过成、即是机械臂向外伸展的行程。掺合物的供给量是由垫层的需求 量决定的，供给量由管道泵控制，供给量应略大于需求量。其中所说的掺合物 是指水泥、砂料、水按一定比列配制的混合物。
图1所示部件A—5，是无轨智能铺砖机垫层铺设装置的振动铺料机构。该 机构由振捣器、料斗构成。该机构与滑动机械臂、滚筒搅拌机构同步工作。在 机械臂开始外展的瞬间，滚筒搅拌器、振捣器开始工作，此时的料斗下端呈前 倾档位；当掺合物不断经管道泵注入滚筒搅拌器、滚筒搅拌器不断将掺合物均匀地排至料斗、料斗在振捣器振动下将掺合物从狭长的料斗出口均匀地排出、
料斗出口的刮板将排出的掺合物刮平；当机械臂伸展到终点时，掺合物随即停 止注料，振捣器、滚筒搅拌器停止工作，铺料作业初步完成，机械臂向外伸展 的全过程、既是铺料的全过程。当机械臂开始回收时，料斗下端呈后倾档位， 料斗下端的刮板将基本铺好的掺合物细化、整理，即成图中所示的垫层，使其 满足铺设地砖的需要。至此，机械臂的一个往复运动，完成了垫层铺设的全部 作业。以上的垫层铺设全部作业是在计算机程序控制下完成的。
图1所示部件B—1，是无轨智能铺砖机地砖铺设装置的驱动机构。该机构 由电机、滑动槽、及驱动杆构成。电机及滑动槽固定在主机结构架上，滑动杆 在电机驱动下、在滑动槽中平稳运行。
图1所示部件B^2，是无轨智能铺砖机地砖铺设装置的滑动机械臂机构。 该机构是由四个滑动机械臂及固定在主机结构架上的四个滑动槽构成，该机构 的四个滑动机械臂分别与四个滑动槽精密配合。四个滑动机械臂是由驱动杆驱 动的，是地砖铺设作业的运行机构。
图1所示部件B^3，是无轨智能铺砖机地砖铺设装置的连接架部件。是地 砖铺设装置中锁定四个垂直伸縮杆、并与四个滑动机械臂连接为一体的结构部 件，由此形成一个稳定的、立体结构的地砖铺设作业平台。
图1所示部件"，是无轨智能铺砖机地砖铺设装置的伸縮杆部件。四个 伸縮杆的下端分别装有一块厚度相同、直径与杆径相同的硬质地橡塑板；四个 伸縮杆的下端在伸縮过程中要始终保持同一水平高度。四个伸縮杆的下端分别 套装一个有一定张力的压力弹簧，使弹簧下端略低于伸縮杆下端、有一定的垂 直距离、并有一定的张力，弹簧上端锁定在伸縮杆上。
图1所示部件B—5，是无轨智能铺砖机地砖铺设装置的电动吸盘部件。四 个电动吸盘固定在伸縮杆的下端，将四个伸縮杆下端预置的弹簧包含在吸盘中。
12在吸盘吸取了其下的地砖时，伸縮杆下端的垂直剖面状态是地砖与吸盘、地 砖与压力弹簧是紧密接触的，地砖与伸縮杆下端存在一定的垂直距离。
图1所示部件B一，是无轨智能铺砖机地砖铺设装置的振捣器部件。该部 件由振动电机、振动盘构成。振动电机固定在振动盘的中心位置上，振动盘的 下平面镶嵌一硬质地橡塑板。振捣器是通过振动盘与四个伸縮杆活动连接的， 其位置在吸盘之上，振动盘通过其上下的压力弹簧锁定在伸縮杆上，振动盘下 面的弹簧与吸盘上部紧密连接；振动盘在上下压力弹簧的压力下有一定的振动 空间，振动盘的下平面始终保持水平状态，并与吸盘吸取的地砖保持紧密接触。
图1所示部件B—7，是无轨智能铺砖机的地砖储备框。该框固定在结构架 内侧，在垫层装置之上、地砖铺设装置之下的一定位置上。该框可根据铺设地 砖的规格调整其大小。该框既是地砖的储备框，又是地砖的定位框。
地砖铺设的全过程是地砖铺设装置停在结构架内的始发位置上，首先伸 縮杆启动，伸縮杆下伸；当伸縮杆下端的电动吸盘触及到地砖储备框的地砖时， 吸盘启动、并吸取地砖，伸縮杆携地砖小幅上提；随即，地砖铺设装置中的驱 动电机启动，在驱动杆驱动下、伸縮杆携地砖与机械臂同步外展，当机械臂外 展到规定的终点时，地砖所处空间位置、既是地砖要铺设位置的正上方；这时， 驱动电机停机，伸縮杆启动、向下伸出，吸盘吸取的地砖同步下降，当地砖接 触到其下已铺好的垫层时，伸縮杆下伸的速度迅速减缓；此刻，振捣器开始振 动，地砖在振捣器的振动下，在伸縮杆缓慢下伸过程中、伸縮杆下端的压力弹 簧的压力逐渐加大，同时，作用于地砖上的压力也同步加大，地砖在振动下不 断下沉，当四个伸縮杆向下伸展的刚性压力克服了弹簧的弹性张力时，四个伸 縮杆下端的硬质地橡塑板便触及地砖，此刻，振动器、伸縮杆停止工作，地砖 准确地到达了要铺设的位置、即图中所示的垫层之上的位置。这时，伸縮杆、 滑动机械臂复位，整个地砖铺设作业完成。地砖铺设装置的全部铺设作业是通过精密加工的机械、在计算机程序控制下完成的。
图1所示部件G，是无轨智能铺砖机的计算机显示屏幕。该显示屏有多个 显示框，可实时显示各主要作业环节的工作状态及相关数据信息，使工作人员 对该机工作状态一目了然，做到心中有数。
权利要求
1、一种用智能机械替代手工操作的地砖铺设新方法。
2、 一种智能铺砖机。其特征在于；采用了垫层铺设装置。该装置将按一定比例配制的水泥、砂料、 水的掺合物，按要求铺设到规定的地面上，即称为垫层。其特征在于；采用了地砖铺设装置。该装置按要求将地砖铺设到已铺好的垫 层上。其特征在于；采用了主机结构架装置。通过结构架将垫层铺设装置、地砖铺 设装置、计算机程序控制装置、探测装置、显示屏装置等，科学、合理、有机 地集成为一个整体的结构形式。其特征在于；采用了计算机程序控制装置。该装置采用了特别编制的计算机 应用软件，用以实现铺砖机械全部作业的程序化管理。其特征在于；采用了探测装置。使智能铺砖机始终保持正确的三维空间状态， 以准确的完成地砖铺设作业。采用探测装置对主机进行实时的三维状态监测， 可自动调整出现的偏差，确保主机正确的工作状态。其特征在于；采用了三维定位的微调装置。以大幅降低地砖低铺的公差。其特征在于；智能铺砖机采用了两种实施方案。 一种是轨道式智能铺装机； 一种是无轨智能铺砖机。其特征在于；采用了计算机显示屏装置。该显示屏通过多个显示框实时显示 机械作业的三维状态及相关信息。
3、 根据权利要求2所述的智能铺砖机中的轨道式智能铺装机。 其特征在于；采用了以轨道为基准平台的三维定位装置。 其特征在于；采用了轨道装置。轨道经一次定位，可铺设多块地砖。
4、 根据权利要求2所述的智能铺砖机中的无轨智能铺装机。其特征在于；该机三维定位装置与主机结构架装置有机地结合为一体的结构 形式。具有机体积小、机动性强、使用方便、易于开发等特点。
全文摘要
本发明为智能铺砖机，属于机械电子一体化的智能机械。目前，建筑物地面砖铺设均为手工铺设，手工铺设存在质量差、效率低、劳动成本高等诸多缺陷。本发明采用了全新的生产工艺，采用了全新的智能铺砖机。该机在探测装置及特别编制的计算机应用软件的程序控制下，快速精准地完成地面砖铺设作业，其效率是手工操作的十数倍。不但大幅提高了铺设质量，而且加快了工程进度、降低了劳动成本。该项技术、产品的推广与应用，将有效提升建筑装修业的现代化及产业化生产水平。将为企业、社会创造良好的经济及社会效应。
文档编号E04F21/20GK101614071SQ200910157579
公开日2009年12月30日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者王怀成 申请人:王怀成