一种全自动铺地砖机的制作方法

本发明涉及一种全自动铺地砖机，属于室内装修机械设备技术领域。

背景技术：

随着社会的进步和人民生活水平的提高，目前在各种公共设施和民用建筑的施工中，室内装修是必不可少的工序。室内装修质量的好坏直接影响着公共设施的使用和家庭的生活质量。在室内装修中，地面装修是重中之重。目前，地面装修主要有铺地板和铺地砖两种工艺，近年来还开始流行自流平处理工艺，但是目前还不是主流。铺地砖工艺具有结实耐用、美观漂亮、后期保养方便、价格相对便宜等优点，更成为室内装修的主流，特别是车站、机场航站楼、大型商场、超市、办公楼、写字楼等公共场所一般都采用铺地砖工艺，一般的家庭装修也大多采用铺地砖工艺。目前在地砖铺贴作业中都是采用人工施工，不但要求工人具有相当高的技术，同时也非常耗费体力，这在地砖的规格从300*300mm、400*400mm逐渐转移到800*800mm后更加突出。人工铺贴800*800mm、1000*1000mm地砖已经是在挑战人的体力极限，不但严重影响了铺贴地砖的效率，也对铺贴地砖的质量造成不利影响。目前，市场上有一些铺贴地砖的机械，但使用效果不理想，特别是对目前广泛采用的干铺工艺不能适应，使用机械铺贴地砖的问题基本没有解决，非常值得技术人员进行新的探索。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种全自动铺地砖机，这种铺地砖机的自动化程度高，可以替代人工铺贴地砖的施工方法，降低劳动强度，提高施工质量和效率。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种全自动铺地砖机，它由后支撑基准装置、主梁、前支撑找平装置、走车及布料机构、放砖机构、给料箱组成，主梁为两根平行的纵向钢梁，后支撑基准装置和前支撑找平装置分别与主梁的两端相连接，放砖机构连接在后支撑基准装置前方的主梁上，走车及布料机构连接在放砖机构前方的主梁上，给料箱连接在放砖机构与前支撑找平装置之间的主梁上。

上述全自动铺地砖机，所述后支撑基准装置包括两个平行的钢板框架、箱体、连接轴、电磁振动跟车件、后支撑橡胶轮、双轴水平倾角传感器和探针，箱体两端底面固定连接在两个平行的钢板框架的上方，箱体两端有连接轴与主梁后端的轴孔安装连接，两个钢板框架的内侧面的前后两端分别有卡槽相对，两个电磁振动跟车件的两端分别安装在两个钢板框架的前后两端的相对的两个卡槽中，两个钢板框架的下面安装有多个后支撑橡胶轮，双轴水平倾角传感器安装在箱体上，探针安装在一个钢板框架上。

上述全自动铺地砖机，所述前支撑找平装置包括前支撑横梁、前支撑立柱、高度调整轴、高度调整套管、找平直流减速电机、前支撑行走轮，两个前支撑立柱分别垂直安装在前支撑横梁的两端，前支撑立柱为套筒结构，前支撑立柱的套筒上端通过轴承与高度调整轴的上部为可转动连接，高度调整轴的上端与找平直流减速电机的电机轴相连接，高度调整轴的下部有螺纹与高度调整套管的内螺纹相啮合，高度调整轴和高度调整套管安装在前支撑立柱的筒体中，高度调整套管的下端安装前支撑行走轮。

上述全自动铺地砖机，所述主梁由主梁侧板、主梁顶板、主梁齿条组成，主梁顶板和主梁齿条的齿条面背面分别安装在主梁侧板内侧的上边缘和下边缘，与同在一垂直面的主梁顶板内立面和主梁齿条内立面组成主梁工作面，主梁的轨道槽下面为齿条工作面，轨道槽内前后两端分别安装前限位和后限位，主梁顶板的后端（非工作面）安装与放砖机构连接的顶杆安装孔，主梁的后部安装单轴水平倾角传感器，它的检测平面与主梁的上、下工作面平行，以上前、后限位和单轴水平传感器分别与控制电路连接，控制机身机构部分的找平和走车机构部分的前后停车位置。

上述全自动铺地砖机，所述后支撑基准装置的箱体内部安装控制电路，箱体上面有显示器窗口，电磁振动跟车件的两端为振动器，振动器的下方连接底面胶块，底面胶块的下端与地砖上平面接触，探针下端的检测触点与后支撑橡胶轮的行走面在同一平面上，以上双轴水平倾角传感器、探针、电磁震动跟车件分别与箱体内的控制电路相连接，控制电磁震动跟车件震动找平放下的地砖，显示器窗口显示整机工作状态。

上述全自动铺地砖机，所述前支撑找平装置的前支撑横梁中部安装锁车直流减速电机，锁车直流减速电机的电机轴与锁车齿轮的轴孔相连接，在前支撑横梁上安装有锁车推拉齿条，锁车推拉齿条与前支撑横梁的长度方向平行，锁车推拉齿条的中部与锁车齿轮相啮合，前支撑找平装置两端的前支撑立柱底部后侧开槽，通过锁车推拉齿条分别与高度调整套管的外圆周齿轮相啮合，锁车解锁控制开关安装在前支撑横梁上，检测锁车推拉齿条的移动位置，以上找平直流减速电机、锁车直流减速电机、锁车解锁控制开关通过电缆线与控制电路连接，控制前支撑找平装置锁车和解锁工作状态。

上述全自动铺地砖机，所述走车及布料机构包括走车箱体、走车调速电机、链条、走车齿轮轴、走车齿轮、走车滚轮，走车箱体的顶板上安装走车调速电机，走车调速电机的电机轴通过链条与走车齿轮轴相连接，走车齿轮轴的两端通过轴承安装在走车箱体两侧板中部的轴孔内，走车齿轮轴的两端穿过走车箱体的两侧板与走车齿轮相连接，两端的走车齿轮分别与两根主梁的主梁齿条相啮合，走车箱体的两侧板的上部和下部外侧分别安装走车滚轮，走车滚轮分别与左，右主梁工作面滚动配合。

上述全自动铺地砖机，所述走车及布料机构包括布料调速电机、布料调速电机输出齿轮、偏心传动轴、连杆、直线滑道、布料刀具，布料调速电机安装在走车箱体的顶板上，布料调速电机的电机轴通过布料调速电机输出齿轮与偏心传动轴相连接，偏心传动轴的两端分别连接连杆，连杆的下端与直线滑道相连接，直线滑道与布料刀具相连接。

上述全自动铺地砖机，所述放砖机构包括一个开口的角钢框架、两块立板、小拖轮、十字节、顶杆顶头、拉线、双头吸合电磁铁、地砖抓手、弹簧和砖槽，两块立板连接在角钢框架的背面两侧，立板上分别安装了小拖轮和十字节，十字节和顶杆顶头连接，角钢框架背面的角钢内侧安装拉线、双头吸合电磁铁，角钢框架背面的横边框上有跟车行车连接孔，角钢框架内侧有装砖的砖槽和地砖抓手，地砖抓手的一侧有弹簧。

上述全自动铺地砖机，所述给料箱为直立的长方形箱体，安装在走车及布料机构的前立面、布料刀具的上方，长方形箱体的两端位于两个主梁之间，给料箱的下部沿着给料箱的长度方向有给料口，给料口与布料刀具的上部垂直相对，给料箱的下部箱体内安装有给料轴，给料轴的两端通过传动单项轴承安装在给料箱的箱体两端外侧面上，给料轴的一端安装有给料箱跟车齿轮，给料箱跟车齿轮与相同一侧的主梁齿条相啮合，给料轴圆周上安装有多块格板，格板沿着给料轴的长度方向，格板的板面在给料轴截面的直径延长线上，多块格板沿着给料轴的圆周均布，格板的外边缘与给料箱的水平下料槽孔圆周相匹配。

以上所述的走车及布料机构、放砖机构、给料箱组成走车机构部分，在机身机构部分的轨道内工作，以上走车调速电机、布料调速电机和双头吸合电磁铁通过电缆线与控制电路连接，控制走车机构部分走车、布料、放砖、倒车等工作步骤。

本发明的有益效果是：

本发明在工作中，后支撑基准装置放置在在基准瓷砖上，前支撑找平装置位于铺贴地砖的前方，主梁上安装的单轴水平倾角传感器启动控制装置驱动前支撑找平装置进行主梁找平操作，走车及布料机构沿着主梁向前行走，在前进中给料箱下料，布料刀具进行布料和混合，放砖机构进行铺砖。

本发明实现了铺贴地砖的全自动操作，是室内装修机械的首创。本发明自动化程度高，可以替代人工铺贴地砖，解决了建筑行业铺贴地砖必须依赖人工操作的难题，大大降低了工人的劳动强度，提高了施工质量和效率，具有很好的经济效益和社会效益，有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是主梁的结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是前支撑找平装置的结构示意图；

图6是图5的A-A剖视图；

图7是图5的B-B剖视图；

图8是走车及布料机构的结构示意图；

图9是图8的A-A剖视图；

图10是放砖机构的结构示意图；

图11是图10的A向放大视图；

图12是图10的B向局部视图；

图13是图11的C向局部视图；

图14是给料箱的结构示意图；

图15是图14的A-A剖视图。

图中标记如下：

后支撑基准装置1、电磁振动跟车件11、显示器窗口12、后支撑橡胶轮13、双轴水平倾角传感器14、探针15、钢板框架16、箱体17、卡槽18、连接轴19；

主梁2、主梁齿条21、单轴水平倾角传感器22、主梁连杆安装孔23、后限位24、前限位25、主梁侧板26、主梁顶板27；

前支撑找平装置3、找平直流减速电机31、锁车直流减速电机32、锁车齿轮33、锁车推拉齿条34、锁车解锁控制开关35、前支撑行走轮36、前支撑横梁37、前支撑立柱38、高度调整轴39、高度调整套管310；

走车及布料机构4、走车箱体40、走车调速电机41、链条42、走车齿轮轴43、布料调速电机44、布料调速电机输出齿轮45、偏心传动轴46、连杆47、直线滑道48、走车齿轮49、放砖机构安装孔410、走车滚轮411、定位块412、前刀片413 、后刀片414 、布料刀具415；

放砖机构5、跟车行走连接孔51、连杆固定孔52、小拖轮53、地砖抓手54、拉线扳手55、拉线56、双头吸和电磁铁57、十字节58、连杆顶头59、弹簧510；

给料箱6、给料箱跟车齿轮61、传动单项轴承62、给料轴63、给料口64、格板65、水平下料槽孔66。

具体实施方式

本发明由后支撑基准装置1、主梁2、前支撑找平装置3、走车及布料机构4、放砖机构5、给料箱6组成。主梁2为两根平行的纵向轨道，前支撑找平装置3和后支撑基准装置1分别与主梁2两端的连接孔通过销轴相连接组成机身结构部分，以实现主梁2的高精度水平找平，为由走车及布料机构4、放砖机构5、给料箱6组成的走车结构部分提供走车轨道。放砖机构5、走车及布料机构4、给料箱6自后向前顺序连接在后支撑基准装置1与前支撑找平装置3之间的主梁2上，以实现走车结构部分的布料、放地砖、倒车等动作，随后由后支撑基准装置1对刚放下的地砖震动、找平。

本发明的后支撑基准装置1由两个平行的钢板框架16、箱体17、连接轴19、电磁振动跟车件11、后支撑橡胶轮13、双轴水平倾角传感器14、探针15和控制电路组成。

图1、2显示，箱体17两端底面固定连接在两个平行的钢板框架16的上方，箱体17两端有连接轴19与主梁2后端的轴孔安装连接，连接轴19的作用是将钢板框架16、箱体17与主梁2连接为一体。箱体17内部安装控制电路，箱体17上面有显示器窗口12，双轴水平倾角传感器14安装在箱体17上。

图1、2显示，两个钢板框架16的内侧面的前后两端分别有卡槽18相对，两个电磁振动跟车件11的两端分别安装在两个钢板框架16的前后两端的相对的两个卡槽18中，不与卡槽18连接，靠卡槽18的推动跟车前移。电磁振动跟车件11的两端为振动器，振动器的下方连接底面胶块，底面胶块的下端与地砖上平面接触。两个钢板框架16的下面安装有平行的两排多个后支撑橡胶轮13行走在地砖上，均匀分散了设备的重量。探针15安装在一个钢板框架16上，探针15下端的检测触点与后支撑橡胶轮13的行走面在同一平面上，检测后面地砖的水平高度。双轴水平倾角传感器14安装在箱体17内，其控制的水平面与后支撑基准装置1的行走平面平行，双轴水平倾角传感器14、探针15、电磁振动跟车件11分别与箱体17内的控制电路相连接。

在工作过程中，振动器的下方底面胶块的圆形凸头形状能使电磁振动跟车件11在前后砖的连接处平稳移动并在振动中避免对地砖的硬性冲击。探针15的检测点在后面已铺好的地砖上，电磁振动跟车件11受箱体17内的双轴水平倾角传感器14和探针15的控制，对已放下的地砖做精确的微调振动找平。为整机设备提供一个基准工作平面。

图1、2、3显示，主梁2为两根平行的纵向钢梁，钢梁由主梁侧板26、主梁顶板27、主梁齿条21组成。主梁顶板27和主梁齿条21分别连接在主梁侧板26一侧的上边缘和下边缘，两根主梁2的主梁顶板27和主梁齿条21的一侧相对，在主梁侧板26上安装有单轴水平倾角传感器22，在主梁侧板26两端分别安装有后限位24和前限位25。单轴水平倾角传感器22可以通过控制电路使前支撑找平装置在后支撑平衡装置提供的基准平面上将主梁2前后找平，为走车及布料机构提供一个水平的工作平面。

本发明的前支撑找平装置3由找平部分和锁车部分组成。

图5、6显示，前支撑找平装置3的找平部分包括前支撑横梁37、前支撑立柱38、高度调整轴39、高度调整套管310、找平直流减速电机31、前支撑行走轮36。其结构是：两个前支撑立柱38分别垂直连接在前支撑横梁37的两端，前支撑立柱38为套筒结构，前支撑立柱38的套筒上端通过轴承与高度调整轴39的上部为可转动连接，高度调整轴39的上端与找平直流减速电机31的电机轴相连接，高度调整轴39的下部有螺纹与高度调整套管310的内螺纹相啮合，高度调整轴39和高度调整套管310安装在前支撑立柱38的筒体中，高度调整套管310的下端安装前支撑行走轮36。

找平作业时，找平直流减速电机31转动，带动高度调节轴39转动，高度调节管310沿着高度调节轴39上下移动，高度调节管310下端安装的前支撑行走轮36随之移动，由于高度调节轴39与前支撑立柱38保持高度不变，因此前支撑行走轮36相对于前支撑立柱38发生高度变化，可以完成对与前支撑找平装置3连接的主梁2进行找平。

图5、7显示，前支撑找平装置3的锁车部分包括锁车直流减速电机32、锁车齿轮33、锁车推拉齿条34、锁车解锁控制开关35。其结构是，前支撑横梁37中部安装锁车直流减速电机32，锁车直流减速电机32的电机轴与锁车齿轮33的齿轮轴相连接，在前支撑横梁37上安装有锁车推拉齿条34，锁车推拉齿条34与前支撑横梁37的长度方向平行，锁车推拉齿条34的中部与锁车齿轮33相啮合，前支撑找平装置3两端的前支撑立柱38内的高度调整套管310的外圆周有齿轮，锁车推拉齿条34的两端分别与高度调整套管310的外圆周齿轮相啮合，在锁车推拉齿条34上安装有锁车解锁控制开关35。

需要锁车时，锁车减速直流电机32转动，带动锁车齿轮33转动，锁车齿轮33拉动锁车推拉齿条34移动，锁车推拉齿条34通过高度调整套管310的外圆周齿轮带动高度调节管310转动，高度调节管310下方安装的前支撑行走轮36进行90度转动，完成锁车，同时由锁车解锁控制开关35将前支撑找平装置3的工作状态反馈到控制中心。

本发明的走车及布料机构4由走车部分和布料部分组成。

图8、9显示，走车及布料机构4的走车部分包括走车箱体40、走车调速电机41、链条42、走车齿轮轴43、走车齿轮49、走车滚轮411。走车箱体40的顶板上安装走车调速电机41，走车调速电机41的电机轴通过链条42与走车齿轮轴43相连接，走车齿轮轴43的两端通过轴承安装在走车箱体40两侧板中部的轴孔内，走车齿轮轴43的两端穿过走车箱体40的两侧板与走车齿轮49相连接，两端的走车齿轮49分别与两根主梁2的主梁齿条21相啮合，走车箱体40的两侧板的上部和下部外侧分别安装走车滚轮411，走车滚轮411分别与主梁顶板27的上端面和主梁齿条21的下端面滚动配合。

走车时，走车调速电机41通过链条42带动走车齿轮轴43转动，走车齿轮轴43两端安装的走车齿轮49与主梁齿条21啮合，沿着主梁齿条21移动，随之带动走车箱体40整体移动，走车滚轮411支撑走车箱体40在主梁顶板27上滚动。调整走车滚轮411的偏心套，精确控制与主梁2的间隙，使走车平稳，克服机身结构部分前移时主梁2上、下波动时的扭力。

图8、9显示，走车及布料机构4的布料部分包括布料调速电机44、布料调速电机输出齿轮45、偏心传动轴46、连杆47、直线滑道48、布料刀具415。布料调速电机44安装在走车箱体40的顶板上，布料调速电机44的电机轴通过布料调速电机输出齿轮45与偏心传动轴46相连接，偏心传动轴46的两端分别连接连杆47，连杆47的下端与直线滑道48相连接，直线滑道48与布料刀具415相连接。

布料作业时，布料调速电机44带动布料电机输出齿轮45转动，布料电机输出齿轮45带动偏心传动轴46转动，偏心传动轴46带动连杆47往复运动，连杆47末端连接的直线滑道48带动布料刀具49进行往复运动。

图10、11、12、13显示，放砖机构包括一个开口的角钢框架、两块立板、小拖轮53、十字节58、连杆顶头59、拉线56、双头吸合电磁铁57、地砖抓手54、弹簧510和砖槽，两块立板连接在角钢框架的背面两侧，立板上分别安装了小拖轮53和十字节58，十字节58和连杆顶头59连接，角钢框架背面内侧安装拉线56、双头吸合电磁铁57，角钢框架背面的横边框上有跟车行车连接孔51，角钢框架内侧有装砖的砖槽和地砖抓手54，地砖抓手54的一侧有弹簧510。

布料作业时，放砖机构的跟车行走连接孔51与走车机构底部的放砖机构安装孔410连接，使放砖机构跟车运动获得动力。十字节58与连杆顶头59连接，连杆固定孔52和横梁的横梁连杆安装孔23连接。以上组成放砖机构的垂直位置装砖到水平位置卸砖，到返回垂直位置的运动。当走车机构走到前端位置时，小拖轮53压到横梁轨道的工作面上，同时控制中心供电到双头吸合电磁铁57，通过拉线56拉动拉线扳手55，转动同轴两侧的地砖抓手54卸下地砖，断电复位弹簧510顶回地砖抓手54。

放砖机构与走车机构连接并在其后部空间作业，走车机构前进时释放最大空间到放砖机构水平位置到横梁上并卸砖，走车机构后退时顶起放砖机构到垂直位置装砖。

图14、15显示，给料箱6为直立的长方形箱体，长方形箱体的两端位于两个主梁2之间，给料箱6安装在走车及布料机构4的布料刀具49上方。

图14、15显示，给料箱6的下部沿着给料箱6的长度方向有给料口64，给料口64与布料刀具49的上部垂直相对。给料箱6的下部箱体内安装有给料轴63，给料轴63的两端通过传动单项轴承62安装在给料箱6的箱体两端外侧面上。给料轴63的一端安装有给料箱跟车齿轮61，给料箱跟车齿轮61与相同一侧的主梁齿条21相啮合。给料轴63圆周上安装有多块格板65，格板65沿着给料轴63的长度方向，格板65的板面在给料轴63截面的直径延长线上，多块格板65沿着给料轴63的圆周均布，格板65的外边缘与给料箱6的水平下料槽孔66圆周相匹配。

工作时，给料箱6外侧的给料箱跟车齿轮61与主梁齿条21相啮合，带动给料箱6内部的给料轴63在走车及布料机构4前进过程中转动，给料轴63上安装的格板65将给料箱6中物料从给料箱6下端的给料口64拨出。后退时，给料箱跟车齿轮61转动，传动单项轴承62空转。

本发明的一个周期的工作过程由以下四个工序步骤完成：

第一，锁车、自动找平步骤

把后支撑平衡装置1放在基准瓷砖上，走车及布料机构4位于后限位24的位置。启动开车按钮，前支撑找平装置3的前支撑行走轮36转动90度到垂直于主梁2位置，然后单轴水平倾角传感器22启动控制找平直流减速电机31找平左、右主梁2。

第二，走刀、打底层、撒水泥素灰、放砖步骤

布料调速电机44启动，带动上、下往复运动的布料刀具49，在走车及布料机构4前进中由布料刀具49的前刀片413完成对底层水泥砂浆的平铺，同时走车及布料机构4带动给料轴63的格板65把水泥素灰均匀洒在平铺好的水泥砂浆底层上，由布料刀具49的后刀片414对洒下的水泥素灰和平铺好的水泥砂浆底层上表面层进行不饱和混合，（不饱和混合：布料刀具49的后刀片414比前刀片413高2mm，只对上表面层进行混合而不推动混合层前移）。当走车及布料机构4前行到前限位25的位置时，由连杆机构把瓷砖平稳的放在平铺好的水泥砂浆底层上。

第三，解锁、机身前移步骤

启动倒车按钮，前支撑找平装置3的前支撑行走轮36转回到平行于主梁2的位置，走车及布料机构4底面的定位块件412被放下的瓷砖卡住，走车及布料机构4后退，使机身结构部分相对于走车及布料机构4向前移动一个车位。

第四，振动、找平步骤

这时后支撑平衡装置1又前移到刚放下瓷砖的居中位置。电磁振动跟车件11在双轴水平倾角传感器14、探针15的控制中振动，再次对刚放下的瓷砖精确找平并和后面的瓷砖在同一水平面上。整个过程完成。