一种耐火材料施工自动化砌砖设备的制作方法

本发明属于耐火材料施工设备技术领域，具体涉及一种耐火材料施工自动化砌砖设备。

背景技术：

耐火材料多用于高温环境作业的窑炉等修筑建造，在常规状态下需要承受极高的温度及热冲击力。由于普遍使用的立式窑炉内壁面积较大，施工依赖工作人员手动涂抹浆料，再将耐火砖砌筑到窑体的砌筑面上，导致作业效率慢，影响投产进度。

鉴于此，申请人设计了一种耐火材料施工自动化砌砖设备，能够自动实施耐火砖的输送和浆料涂覆、砌筑作业，省时省力，降低劳动强度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐火材料施工自动化砌砖设备，能够自动实施耐火砖的输送和浆料涂覆、砌筑作业，省时省力，降低劳动强度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种耐火材料施工自动化砌砖设备，其特征在于：包括前输送装置、涂浆装置和后砌筑装置，所述前输送装置、涂浆装置和后砌筑装置前后顺序衔接设置；涂浆装置上设置提砖机械手，提砖机械手能够将前输送装置上的耐火砖提至涂浆装置中，完成单面或多面涂浆作业后，再通过提砖机械手将涂浆后的耐火砖放置到后砌筑装置上，后砌筑装置能够推送耐火砖至墙面进行砌筑作业。

优选的，所述前输送装置包括前输送支架，在前输送支架上安装若干个输送辊，在输送辊上套装输送带；位于最前端或最后端的输送辊通过传动装置连接输送电机；所述输送电机能够带动输送辊转动，继而驱动输送带移动带动放置在输送带上的耐火砖隧道。

优选的，在输送带上方左右两侧分别设置左挡板和右挡板，所述左挡板和右挡板的下端安装在前输送支架上；在左挡板和右挡板的内侧分别嵌入若干个球形滑动滚珠；输送带上的耐火砖在行进时耐火砖的左右两侧通过球形滑动滚珠滑动接触左挡板或右挡板。

优选的，所述涂浆装置包括涂浆支架，在涂浆支架上安装提砖机械手，在涂浆支架的上方设置浆料供应刮匀结构，在涂浆支架的下部设置残浆接料结构。

所述浆料供应刮匀结构包括浆料管升降支架，所述浆料管升降支架通过升降气缸安装在龙门形支架上；在浆料管升降支架上固定浆料管的下端出料口，所述浆料管的上端跨过龙门形支架后通过浆料输送泵连接浆料储料箱；所述浆料管的下端出料口处呈扁口形，在扁口形出料口的前后两侧分别固定刮料板；在浆料管的下端安装距离传感器，所述距离传感器能够感应浆料管与耐火砖的距离，并传送信号至升降气缸的控制器上，控制浆料管的出料口升降并与耐火砖保持预设涂覆距离。

优选的，所述提砖机械手包括在涂浆支架的左右两侧分别对称设置的“L”形左提砖机械臂和右提砖机械臂，所述左提砖机械臂和右提砖机械臂的横杆部通过连接轴固定为一体；在涂浆支架上设置前后摆动驱动装置，所述前后摆动驱动装置能够带动左提砖机械臂和右提砖机械臂围绕连接轴前后摆动；在左提砖机械臂和右提砖机械臂的竖杆上端分别固定左夹装机械手和右夹装机械手；

所述左夹装机械手包括左夹装气缸、左伸缩杆、左砖体旋转电机和左夹块，所述左夹装气缸横向安装在左提砖机械臂的竖杆上端，左夹装气缸的气缸轴横向连接左伸缩杆的左端，在左伸缩杆的右端安装左砖体旋转电机，左砖体旋转电机的电机轴连接左夹块，所述左夹块的夹持工作面上设置防滑橡胶垫；

所述右夹装机械手包括右夹装气缸、右伸缩杆、右砖体旋转电机和右夹块，所述右夹装气缸横向安装在右提砖机械臂的竖杆上端，右夹装气缸的气缸轴横向连接右伸缩杆的右端，在右伸缩杆的左端安装右砖体旋转电机，右砖体旋转电机的电机轴连接右夹块，所述右夹块的夹持工作面上设置防滑橡胶垫。

优选的，所述前后摆动驱动装置包括摆动驱动电机，所述摆动驱动电机的电机轴竖直向上设置，在摆动驱动电机的电机轴上固定主动伞齿轮，在右提砖机械臂的横杆上套装从动伞齿轮，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮相互啮合；当摆动驱动电机正向转动时，能够通过主动伞齿轮啮合带动从动伞齿轮转动，继而带动右提砖机械臂和左提砖机械臂同步向前摆动；当摆动驱动电机反向转动时，能够通过主动伞齿轮啮合带动从动伞齿轮转动，继而带动右提砖机械臂和左提砖机械臂同步向后摆动。

优选的，在主动伞齿轮的上方设置摩擦式刹车片，所述摩擦式刹车片通过刹车片支架安装在涂浆支架上；

在主动伞齿轮的上顶面围绕中轴线对称开设左部扇形槽和右部扇形槽，在向上穿出主动伞齿轮的摆动驱动电机的电机轴上开设横向插孔，在横向插孔内插装转杆，所述转杆的两端分别位于左部扇形槽和右部扇形槽内；在左部扇形槽内设置左外弹簧和左内弹簧，所述左外弹簧和左内弹簧的前端均连接固定在左部扇形槽的一侧直壁上，左外弹簧和左内弹簧的后端均连接固定在转杆位于左部扇形槽内的一端的侧壁上；在右部扇形槽内设置右外弹簧和右内弹簧，所述右外弹簧和右内弹簧的前端均连接固定在右部扇形槽的一侧直壁上，右外弹簧和右内弹簧的后端均连接固定在转杆位于右部扇形槽内的一端的侧壁上；

在左部扇形槽的底部开设左部顶簧容槽，在左部顶簧容槽内设置插装左部止转栓体，在左部止转栓体上套装左部顶簧，所述左部顶簧设置在左部顶簧容槽内；在左部止转栓体朝向转杆的一侧侧壁上设置带有上斜坡面的左部下楔形块，在朝向左部止转栓体的转杆的一侧侧壁上对应该设置带有下斜坡面的左部上楔形块；

在右部扇形槽的底部开设右部顶簧容槽，在右部顶簧容槽内设置插装右部止转栓体，在右部止转栓体上套装右部顶簧，所述右部顶簧设置在右部顶簧容槽内；在右部止转栓体朝向转杆的一侧侧壁上设置带有上斜坡面的右部下楔形块，在朝向右部止转栓体的转杆的一侧侧壁上对应该设置带有下斜坡面的右部上楔形块；

在摆动驱动电机止停状态下，摆动驱动电机的电机轴处于自由转动状态或在摆动驱动电机的电机轴在止停后反向驱动电机轴转动预设角度，此时左外弹簧、左内弹簧、右外弹簧和右内弹簧处于舒张状态，转杆位于左部扇形槽和右部扇形槽内的两端分别抵紧左部扇形槽和右部扇形槽的另一侧直壁；左部下楔形块与左部上楔形块不接触，右部下楔形块与右部上楔形块不接触，左部止转栓体和右部止转栓体分别在左部顶簧和右部顶簧的作用下向上抵紧摩擦式刹车片；当摆动驱动电机开始转动时，转杆的两端分别压缩左外弹簧、左内弹簧、右外弹簧和右内弹簧，令转杆上的左部上楔形块和右部上楔形块分别通过斜坡面压合至左部下楔形块和右部下楔形块上，继而令左部止转栓体和右部止转栓体分别克服左部顶簧和右部顶簧的顶力下移，不再接触摩擦式刹车片，主动伞齿轮能够在摆动驱动电机的带动下同步转动。

优选的，所述后砌筑装置包括砌筑平台，所述砌筑平台上设置下直线滑轨，在下直线滑轨上安装电动滑车，所述电动滑车上安装电动转盘，在电动转盘上设置转盘基座，在转盘基座上通过上直线滑轨安装底部安装有电动滑块的“∟”形推砖机械手；所述提砖机械手将涂浆后的耐火砖放置到推砖机械手上，然后通过电动转盘调整转盘基座的旋转角度，令耐火砖的涂浆面面对砌筑方向；再通过电动滑车带动耐火砖沿下直线滑轨移动至贴近砌筑的位置后，令电动滑块带动推砖机械手沿上直线滑轨将耐火砖推出并压合在砌筑面上，完成砌筑作业。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置前输送装置、涂浆装置和后砌筑装置，能够前后顺序衔接并配合自动实施耐火砖的输送和浆料涂覆、砌筑作业，省时省力，降低劳动强度。

2、前输送装置能够输送耐火砖，并在输送带上方左右两侧分别设置左挡板和右挡板，保证输送稳定，即便在输送尺寸较高的耐火砖时，也不易发生倾倒跌落的情况。在左挡板和右挡板的内侧分别嵌入若干个球形滑动滚珠；输送带上的耐火砖在行进时耐火砖的左右两侧通过球形滑动滚珠滑动接触左挡板或右挡板，降低输送阻力，并且不会损伤做左挡板和右挡板，更不会磨损耐火砖，保证输送顺畅。

3、涂浆装置的提砖机械手包括左提砖机械臂和右提砖机械臂，所述左提砖机械臂和右提砖机械臂能够在摆动驱动电机的带动下前摆至前位、中位和后位。

前位对应夹持取砖位置，在该位置时，提砖机械手能够夹持住前输送装置上的耐火砖，并带动耐火砖摆动至中位。

所述中位对应涂浆装置的涂浆位置，当左提砖机械臂和右提砖机械臂摆动到中位时，即可暂时停止摆动，开设实施涂浆作业。启动距离传感器，距离传感器能够感应浆料管与耐火砖的距离，并传送信号至升降气缸的控制器上，控制浆料管的出料口升降并与耐火砖保持预设涂覆距离；调整好涂浆间距后，再开启浆料输送泵，通过浆料管将浆料储料箱内的浆料涂覆到耐火砖上，完成一个面的涂覆后，启动左、右砖体旋转电机，令耐火砖旋转换面，再次重复测距和涂浆作业。在耐火砖翻转的过程中，保持间距的动态调整，防止翻转后涂浆距离过大或翻转时破坏已涂覆的砖面。完成耐火砖的涂覆后，左提砖机械臂和右提砖机械臂带动耐火砖摆动到后位。

所述后位对应设置在后砌筑装置上。砖机械手将涂浆后的耐火砖放置到推砖机械手上，然后通过电动转盘调整转盘基座的旋转角度，令耐火砖的涂浆面面对砌筑方向；再通过电动滑车带动耐火砖沿下直线滑轨移动至贴近砌筑的位置后，令电动滑块带动推砖机械手沿上直线滑轨将耐火砖推出并压合在砌筑面上，完成砌筑作业。

上述操作流程能够实现自动化操作，工人劳动强度低，可通过提前预设涂浆间距和旋转角度和旋转次数，实现耐火砖的单面或多面的涂浆作业。

4、本装置在完成涂浆后能够自动实施砌筑作业。由于后砌筑装置上设置了电动转盘，当将砌筑平台上的下直线导轨对准一个方向后，能够通过电动转盘在一定范围内实时调整砌筑推进角度，完成一个水平高度上一定范围弧面或平面的砌筑作业，作业高效便捷，适宜使用。

5.本设计不只依赖电机轴止停摆臂转动，而是创新性的加入主动伞齿轮与摩擦式刹车片的刹车结构，能够在止停状态时，利用左部止转栓体和右部止转栓体分别在左部顶簧和右部顶簧的作用下向上抵紧摩擦式刹车片，分担电机转轴受力，保护电机并启动延长电机使用寿寿命的效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A向结构示意图；

图3是涂浆装置的结构示意图；

图4是主动伞齿轮与摩擦式刹车片的配合结构示意图（摆动驱动电机止停的刹车状态下）；

图5是图4的B-B向结构示意图；

图6是左部上楔形块与左部下楔形块的配合结构示意图（刹车状态）；

图7是左部上楔形块与左部下楔形块的配合结构示意图（转动状态）；

图中： 1、前输送装置；1.1、左挡板；1.2、输送辊；1.3、前输送支架；1.4、输送带；1.5、球形滑动滚珠；1.6、右挡板；

2、涂浆装置；2.1、龙门形支架；2.2、距离传感器；2.3、刮料板；2.4、防滑橡胶垫；2.5、左夹块；2.6、左夹装气缸；2.7、左砖体旋转电机；2.8、左提砖机械臂的竖杆；2.9、左提砖机械臂的横杆；2.10、连接轴；2.11、涂浆支架；2.12、接料漏斗；2.13、排料管；2.14、摆动驱动电机；2.15、主动伞齿轮；2.16、摩擦式刹车片；2.17、刹车片支架；2.18、从动伞齿轮；2.19、右提砖机械臂的横杆；2.20、右提砖机械臂的竖杆；2.21、右夹装气缸；2.22、右砖体旋转电机；2.23、右夹块；2.24、浆料管升降支架；2.25、浆料管；2.26、升降气缸；2.27、左部止转栓体；2.28、左部顶簧；2.29、左外弹簧；2.30、左部顶簧容槽；2.31、左内弹簧；2.32、摆动驱动电机的电机轴；2.33、转杆；2.34、右部止转栓体；2.35、左部扇形槽；2.36、右部扇形槽；2.37、右内弹簧；2.38、左伸缩杆；2.39、右伸缩杆；2.40、右外弹簧；

3、后砌筑装置；3.1、推砖机械手；3.2、下直线滑轨；3.3、电动滑车；3.4、电动滑块；3.5、转盘基座；3.6、电动转盘；3.7、砌筑平台；

4、耐火砖。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种耐火材料施工自动化砌砖设备，包括前输送装置、涂浆装置和后砌筑装置，所述前输送装置、涂浆装置和后砌筑装置前后顺序衔接设置；涂浆装置上设置提砖机械手，提砖机械手能够将前输送装置上的耐火砖提至涂浆装置中，完成单面或多面涂浆作业后，再通过提砖机械手将涂浆后的耐火砖放置到后砌筑装置上，后砌筑装置能够推送耐火砖至墙面进行砌筑作业。

如图2所示，所述前输送装置包括前输送支架，在前输送支架上安装若干个输送辊，在输送辊上套装输送带；位于最前端或最后端的输送辊通过传动装置连接输送电机；所述输送电机能够带动输送辊转动，继而驱动输送带移动带动放置在输送带上的耐火砖隧道。

在输送带上方左右两侧分别设置左挡板和右挡板，所述左挡板和右挡板的下端安装在前输送支架上；在左挡板和右挡板的内侧分别嵌入若干个球形滑动滚珠；输送带上的耐火砖在行进时耐火砖的左右两侧通过球形滑动滚珠滑动接触左挡板或右挡板。

如图3所示，所述涂浆装置包括涂浆支架，在涂浆支架上安装提砖机械手，在涂浆支架的上方设置浆料供应刮匀结构，在涂浆支架的下部设置残浆接料结构。所述残浆接料结构包括上端敞口的半球形接料漏斗，在接料漏斗的底部开设排料口，所述排料口通过排料管连接残料收集箱。

所述浆料供应刮匀结构包括浆料管升降支架，所述浆料管升降支架通过升降气缸安装在龙门形支架上；在浆料管升降支架上固定浆料管的下端出料口，所述浆料管的上端跨过龙门形支架后通过浆料输送泵连接浆料储料箱；所述浆料管的下端出料口处呈扁口形，在扁口形出料口的前后两侧分别固定刮料板；在浆料管的下端安装距离传感器，所述距离传感器能够感应浆料管与耐火砖的距离，并传送信号至升降气缸的控制器上，控制浆料管的出料口升降并与耐火砖保持预设涂覆距离。

所述提砖机械手包括在涂浆支架的左右两侧分别对称设置的“L”形左提砖机械臂和右提砖机械臂，所述左提砖机械臂和右提砖机械臂的横杆部通过连接轴固定为一体；在涂浆支架上设置前后摆动驱动装置，所述前后摆动驱动装置能够带动左提砖机械臂和右提砖机械臂围绕连接轴前后摆动；在左提砖机械臂和右提砖机械臂的竖杆上端分别固定左夹装机械手和右夹装机械手。

所述左夹装机械手包括左夹装气缸、左伸缩杆、左砖体旋转电机和左夹块，所述左夹装气缸横向安装在左提砖机械臂的竖杆上端，左夹装气缸的气缸轴横向连接左伸缩杆的左端，在左伸缩杆的右端安装左砖体旋转电机，左砖体旋转电机的电机轴连接左夹块，所述左夹块的夹持工作面上设置防滑橡胶垫。

所述右夹装机械手包括右夹装气缸、右伸缩杆、右砖体旋转电机和右夹块，所述右夹装气缸横向安装在右提砖机械臂的竖杆上端，右夹装气缸的气缸轴横向连接右伸缩杆的右端，在右伸缩杆的左端安装右砖体旋转电机，右砖体旋转电机的电机轴连接右夹块，所述右夹块的夹持工作面上设置防滑橡胶垫。

所述前后摆动驱动装置包括摆动驱动电机，所述摆动驱动电机的电机轴竖直向上设置，在摆动驱动电机的电机轴上固定主动伞齿轮，在右提砖机械臂的横杆上套装从动伞齿轮，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮相互啮合；当摆动驱动电机正向转动时，能够通过主动伞齿轮啮合带动从动伞齿轮转动，继而带动右提砖机械臂和左提砖机械臂同步向前摆动；当摆动驱动电机反向转动时，能够通过主动伞齿轮啮合带动从动伞齿轮转动，继而带动右提砖机械臂和左提砖机械臂同步向后摆动。

如图3所示在主动伞齿轮的上方设置摩擦式刹车片，所述摩擦式刹车片通过刹车片支架安装在涂浆支架上。

如图4和5所示，在主动伞齿轮的上顶面围绕中轴线对称开设左部扇形槽和右部扇形槽，在向上穿出主动伞齿轮的摆动驱动电机的电机轴上开设横向插孔，在横向插孔内插装转杆，所述转杆的两端分别位于左部扇形槽和右部扇形槽内；在左部扇形槽内设置左外弹簧和左内弹簧，所述左外弹簧和左内弹簧的前端均连接固定在左部扇形槽的一侧直壁上，左外弹簧和左内弹簧的后端均连接固定在转杆位于左部扇形槽内的一端的侧壁上；在右部扇形槽内设置右外弹簧和右内弹簧，所述右外弹簧和右内弹簧的前端均连接固定在右部扇形槽的一侧直壁上，右外弹簧和右内弹簧的后端均连接固定在转杆位于右部扇形槽内的一端的侧壁上。

在左部扇形槽的底部开设左部顶簧容槽，在左部顶簧容槽内设置插装左部止转栓体，在左部止转栓体上套装左部顶簧，所述左部顶簧设置在左部顶簧容槽内。如图6和7所示，在左部止转栓体朝向转杆的一侧侧壁上设置带有上斜坡面的左部下楔形块，在朝向左部止转栓体的转杆的一侧侧壁上对应该设置带有下斜坡面的左部上楔形块。

在右部扇形槽的底部开设右部顶簧容槽，在右部顶簧容槽内设置插装右部止转栓体，在右部止转栓体上套装右部顶簧，所述右部顶簧设置在右部顶簧容槽内。如图6和7所示，在右部止转栓体朝向转杆的一侧侧壁上设置带有上斜坡面的右部下楔形块，在朝向右部止转栓体的转杆的一侧侧壁上对应该设置带有下斜坡面的右部上楔形块。

如图4和6所示，在摆动驱动电机止停状态下，摆动驱动电机的电机轴处于自由转动状态或在摆动驱动电机的电机轴在止停后反向驱动电机轴转动预设角度，此时左外弹簧、左内弹簧、右外弹簧和右内弹簧处于舒张状态，转杆位于左部扇形槽和右部扇形槽内的两端分别抵紧左部扇形槽和右部扇形槽的另一侧直壁；左部下楔形块与左部上楔形块不接触，右部下楔形块与右部上楔形块不接触，左部止转栓体和右部止转栓体分别在左部顶簧和右部顶簧的作用下向上抵紧摩擦式刹车片。当摆动驱动电机开始转动时，转杆的两端分别压缩左外弹簧、左内弹簧、右外弹簧和右内弹簧，如图7所示，令转杆上的左部上楔形块和右部上楔形块分别通过斜坡面压合至左部下楔形块和右部下楔形块上，继而令左部止转栓体和右部止转栓体分别克服左部顶簧和右部顶簧的顶力下移，不再接触摩擦式刹车片，主动伞齿轮能够在摆动驱动电机的带动下同步转动。

如图1所示，所述后砌筑装置包括砌筑平台，所述砌筑平台上设置下直线滑轨，在下直线滑轨上安装电动滑车，所述电动滑车上安装电动转盘，在电动转盘上设置转盘基座，在转盘基座上通过上直线滑轨安装底部安装有电动滑块的“∟”形推砖机械手；所述提砖机械手将涂浆后的耐火砖放置到推砖机械手上，然后通过电动转盘调整转盘基座的旋转角度，令耐火砖的涂浆面面对砌筑方向；再通过电动滑车带动耐火砖沿下直线滑轨移动至贴近砌筑的位置后，令电动滑块带动推砖机械手沿上直线滑轨将耐火砖推出并压合在砌筑面上，完成砌筑作业。

本发明的前输送装置能够输送耐火砖，并在输送带上方左右两侧分别设置左挡板和右挡板，保证输送稳定，即便在输送尺寸较高的耐火砖时，也不易发生倾倒跌落的情况。在左挡板和右挡板的内侧分别嵌入若干个球形滑动滚珠；输送带上的耐火砖在行进时耐火砖的左右两侧通过球形滑动滚珠滑动接触左挡板或右挡板，降低输送阻力，并且不会损伤做左挡板和右挡板，更不会磨损耐火砖，保证输送顺畅。

涂浆装置的提砖机械手包括左提砖机械臂和右提砖机械臂，所述左提砖机械臂和右提砖机械臂能够在摆动驱动电机的带动下前摆至前位、中位和后位。

前位对应夹持取砖位置，在该位置时，提砖机械手能够夹持住前输送装置上的耐火砖，并带动耐火砖摆动至中位。

所述中位对应涂浆装置的涂浆位置，当左提砖机械臂和右提砖机械臂摆动到中位时，即可暂时停止摆动，开设实施涂浆作业。启动距离传感器，距离传感器能够感应浆料管与耐火砖的距离，并传送信号至升降气缸的控制器上，控制浆料管的出料口升降并与耐火砖保持预设涂覆距离；调整好涂浆间距后，再开启浆料输送泵，通过浆料管将浆料储料箱内的浆料涂覆到耐火砖上，完成一个面的涂覆后，启动左、右砖体旋转电机，令耐火砖旋转换面，再次重复测距和涂浆作业。在耐火砖翻转的过程中，保持间距的动态调整，防止翻转后涂浆距离过大或翻转时破坏已涂覆的砖面。完成耐火砖的涂覆后，左提砖机械臂和右提砖机械臂带动耐火砖摆动到后位。

所述后位对应设置在后砌筑装置上。砖机械手将涂浆后的耐火砖放置到推砖机械手上，然后通过电动转盘调整转盘基座的旋转角度，令耐火砖的涂浆面面对砌筑方向；再通过电动滑车带动耐火砖沿下直线滑轨移动至贴近砌筑的位置后，令电动滑块带动推砖机械手沿上直线滑轨将耐火砖推出并压合在砌筑面上，完成砌筑作业。

上述操作流程能够实现自动化操作，工人劳动强度低，可通过提前预设涂浆间距和旋转角度和旋转次数，实现耐火砖的单面或多面的涂浆作业。

本装置在完成涂浆后能够自动实施砌筑作业。由于后砌筑装置上设置了电动转盘，当将砌筑平台上的下直线导轨对准一个方向后，能够通过电动转盘在一定范围内实时调整砌筑推进角度，完成一个水平高度上一定范围弧面或平面的砌筑作业，作业高效便捷，适宜使用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。