一种自行走式高精度自动砌砖机的制作方法

本实用新型主要涉及建筑数字化建造领域，具体是一种自行走式高精度自动砌砖机。

背景技术：

目前已有的砌砖设备主要针对直线墙体砌筑，可摆放的砖的姿态十分有限，应用领域主要为砖厂砖块制作过程中养护后的码垛，而并非对精准度要求更高的建筑建造。在另一方面，现有机器不能完成砌块间的砂浆或粘结剂的涂刷。另外，随着建筑设计行业的不断发展，有些砖块的设计的非线性砌筑方式已经难以用传统手工砌筑方法实现，目前常见的砖块堆砌机器更无法满足要求，需要更高自由度更高精度的砌砖机器来辅助实现。

总体来说，目前已有的机械臂工作系统不足之处有：（1）可砌筑的方式有限，砌筑形态受限制；（2）精度一般；（3）设备较为笨重，不易搬运与移动；（4）自动化程度不高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种自行走式高精度自动砌砖机，可以通过自行走在长距离上实现任意砖姿态的摆放定位，并能进行自动涂抹砂浆，进行连续砌砖。

本实用新型提出的自行走式高精度自动砌砖机，包括自行走平台1、送砖系统2、砂浆涂抹系统3和六轴机械臂系统，其中：

六轴机械臂系统包括六轴机械臂４、机械臂控制柜13、砖拾取工具控制柜14，砖拾取工具动力源气泵15与砖拾取工具16；六轴机械臂４、机械臂控制柜13和砖拾取工具控制柜14均位于自行走平台1上方；六轴机械臂4端部设置砖拾取工具16，砖拾取工具动力源气泵15与砖拾取工具16通过气管连接，提供气动动力驱动砖拾取工具16；机械臂控制柜13通过信号电联控制六轴机械臂４；机械臂控制柜13和砖拾取控制柜14通过信号线进行双向信号连接；

自行走平台1上设有电驱转向轮5、液压支撑脚6和平台扩展槽7，自行走平台1为长方体结构，其前后底部各设置有两个电驱转向轮5，用于驱动自行走平台1,自行走平台1上前后两侧各设有两个液压支撑脚6，用于对自行走平台1进行自动调平；

送砖系统2包括传送带、砖块限位器8和砖块拾取槽9，传送带用于放置与输送砖块，传送带端部设置有砖块限位器8，传送带砖块一端连接砖块拾取槽9；送砖系统２设置于砖拾取工具控制柜14上方；

砂浆涂抹系统3包括伺服电机、砂浆料斗10、砂浆涂抹嘴11与涂抹控制柜12，伺服电机连接砂浆料斗10，砂浆料斗10通过砂浆涂抹嘴11，伺服电机和砂浆涂抹嘴11分别连接涂抹控制柜12；

其中砖拾取控制柜14，涂抹控制柜12，送砖系统2，自行走平台1与机械臂控制柜13间均具有双向信号连接，并以机械臂控制柜13作为控制信号中心。

本实用新型的工作过程如下：

本实用新型是运用六轴机械臂配合自行走平台、送砖系统、砂浆涂抹系统进行高精度在场自动砌筑作业。在进行加工作业之前，先通过建模设定所需的砌体形态，并通过专用的软件转化为机械臂路径控制文件，输入机械臂控制柜13；在砂浆料斗10中添加特制的粘结砂浆；在送砖系统2，传送带上放置一定量的砖块，并将砖块限位器8调整至适合砖块尺寸的宽度。自行走平台1按照机械臂路径控制文件，参考施工现场标注的参考线，驱动电驱转向轮5，行进至第一砌筑位置，使用液压支撑脚6对平台整体进行自动调平。按程序开启送砖系统，驱动传送带，使砖块行走至一定位置，按传感器信号，将一块砖滑落至砖块拾取槽9。机械臂控制柜13从送砖系统2获得砖块就绪型号，然后机械臂控制柜13通过控制机械臂4，带动砖拾取工具16行进至砖块拾取槽9位置；到达位置后，机械臂控制柜13给予砖拾取工具控制柜14信号，控制砖拾取工具16由砖拾取工具动力源气泵15提供气动动力驱动，对砖块进行拾取；砖块拾取后，机械臂按照程序行进至砂浆涂抹系统位置，机械臂控制柜13给予涂抹控制柜12信号，开启伺服电机，将砂浆料斗10中的砂浆从砂浆涂抹嘴11中挤出，涂抹于砖块上。涂抹完成后，涂抹控制柜12给予机械臂控制柜13反馈信号；机械臂控制柜13控制机械臂4带动砖块继续按照程序移动至砌筑位置；到达位置后，机械臂控制柜13给予砖拾取工具控制柜14信号，控制砖拾取工具16由砖拾取工具动力源气泵15提供气动动力驱动，放下砖块，完成一块砖的砌筑过程；机械臂控制柜13控制机械臂4回到砖块拾取槽9，开始下一块砖的砌筑；重复以上工作直至第一砌筑位置工作范围内的所有砌筑工作完成后，收起液压支撑脚6，自行走平台按照程序移动至下一砌筑位置。重复上述过程，按照程序完成全部墙体的砌筑。

本实用新型的有益效果在于：1. 将高精度自动砌砖机的工作范围大大扩大，一般的砌砖机按照选型及不同半径为1.2米至1.8米，而在本系统中，借助自行走平台与场地辅助定位线，自行走式高精度自动砌砖机的运动范围，在理论上可以达到施工场地的任意一点；实际操作中受制于场地实际的高低变化及液压支撑脚的调整长度，能过覆盖大部分施工范围；2.通过自行走与机械臂运动，可以完成复杂形态的砌体砌筑任务；3.砌筑精度参照机械臂精度，综合干扰因素，可以将砌筑精度控制在1mm以内,超越人工砌筑精度；4.系统自带动力，便于运输；5.系统自动化程度高，从送砖、涂抹粘结砂浆到完成砌筑工作均为自动化过程；6.系统兼容性好，通过调整砖块限位器与粘结砂浆，可兼容市面上常用的烧结砖、砂加气混凝土砌块等。

附图说明

图1为本实用新型轴测图；

图2为信号控制通路；

图3为砌筑流程图。

图中标号：1为自行走平台；2为送砖系统；3为砂浆涂抹系统；4为六轴机械臂；5为电驱转向轮；6为液压支撑脚；7为平台扩展槽；8为砖块限位器；9为砖块拾取槽；10为砂浆料斗；11为砂浆涂抹嘴；12为涂抹控制柜；13为机械臂控制柜；14为砖拾取工具控制柜；15为砖拾取工具动力源气泵；16为砖拾取工具。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。

实施例１：

如图1所示本实用新型由自行走平台1、送砖系统2、砂浆涂抹系统3、六轴机械臂4部分组成组成，六轴机械臂根据加工需求可选择不同型号。自行走平台1，尺寸为1200x2300mm，功率10kw，荷载1吨，电驱动；包括：电驱转向轮5四只，可以实现数控的自行走平台1前后转动与方向转动，方向转动范围360°，单轮荷载1吨。液压支撑脚6四只，调整高度为0-200mm，单支撑脚荷载1吨，能够参照重力，按照地面实际情况对自行走平台１进行自动调平。自行走平台１可以按照程序要求参照现场辅助定位线，运动至砌筑系统所需的砌筑位置。送砖系统2、砂浆涂抹系统3、六轴机械臂4通过平台扩展槽7连接至自行走平台１：平台扩展槽7选用40x80mm标准铝型材，可以使用M6 T形螺母进行螺栓连接。送砖系统2，尺寸为1000x350mm： 皮带宽度300mm，PU材质/1.5mm厚/白色/花纹/防静电/耐磨/耐油/耐温﹣10—﹢80℃；采用无辊筒设计与可调式挡边，可实现负重20kg，0-5m/min输送。砖块限位器8可实现200-300mm的砖块尺寸调节；带激光感应器的砖块拾取槽9，为砖块夹取位置，可以实现对送砖系统2的自动启停控制。砂浆涂抹系统3，由4kw/380V伺服电机驱动，通过涂抹控制柜12接受机械臂控制柜13 IO口控制信号，将特制粘结砂浆从砂浆料斗10中挤出，料斗容积30L，流量0-6L/min可调，砂浆涂抹嘴11采用DN32扳把式快速接头，可按照砖块需求转接不同宽度的橡胶涂抹嘴进行扩展。机械臂控制柜13按照程序要求，驱动六轴机械臂4，带动砖拾取工具16到达砖块拾取槽9。到达位置后，机械臂控制柜13向砖拾取工具控制柜14传送信号，砖拾取工具控制柜14向砖拾取工具动力源气泵15给出信号，驱动砖拾取工具16拾取砖块。机械臂控制柜13继续按照程序要求，驱动六轴机械臂4，带动砖拾取工具16到达砂浆涂抹嘴11位置。与此同时，带激光感应器的砖块拾取槽9检测到砖块被取走，向砖拾取工具控制柜14给出反馈信号，砖拾取工具控制柜14驱动送砖系统2皮带，将下一块砖块定位至砖块拾取槽9位置。另一方面，六轴机械臂4到达砂浆涂抹嘴11后，机械臂控制柜13向涂抹控制柜12传送信号，涂抹控制柜12向砂浆涂抹系统3给出信号，启动伺服电机，将砂浆料斗10中的砂浆涂抹至砖块表面。完成砂浆涂抹后，涂抹控制柜12向机械臂控制柜13给出反馈信号；机械臂控制柜13继续按照程序要求，驱动六轴机械臂4，带动砖拾取工具16到达砌筑位置，并向砖拾取工具控制柜14传送信号，砖拾取工具控制柜14向砖拾取工具动力源气泵15给出信号，驱动砖拾取工具16释放砖块，完成一块砖块的砌筑过程。重复上述过程，可以完成第一砌筑位置工作范围内的所有砌筑工作。之后，收起液压支撑脚6，自行走平台按照程序移动至下一砌筑位置。重复这一过程，按照程序完成全部墙体的砌筑。

此过程的信号连接如图2所示，整体过程以流程图形式呈现于图3中。