可实现砖间砂浆紧实的砌砖夹具及其砌砖方法与流程

本发明涉及自动砌砖技术领域，特别是一种可实现砖间砂浆紧实的砌砖夹具及其砌砖方法。

背景技术：

现有的砌砖大多数是由砌砖工人手工砌砖，砌砖工人在水平砌筑砖块时需要将相邻的砖块进行横向及竖向敲击紧实：砌砖时每皮砖通过砖缝水泥砂浆将每块独立砖粘结成一体，上下皮通过相互搭接，纵横交叉通过咬合成整体，因此砖缝砂浆是否填满密实是衡量墙体质量重要指标，规范规定填满饱和度必须≥80%，传统人工砌筑，通过铺抹水平缝砂浆，竖缝通过灌浆然后用正面垂敲砖，竖面横敲砖从而达到将砖缝砂浆压实饱满。但是人工砌砖，劳动效率低下，工作速度缓慢，砌砖质量参差不齐，工人工作环境恶劣存在一定的人身安全隐患。

人工作业已经满足不了日益增长的建筑业发展的需要，为此，为了让砌砖工作机械化，越来越多的砌砖机器人被研发出来。根据建筑需要，砌砖机器人也必须具备将竖缝和水平缝砂浆挤实压密，砖缝之间不留有缝隙，相邻砖通过砂浆紧密连接在一块。现有的砌砖机器人通过计算位置进行砖块摆放时，由于缝隙和误差的存在，横向、竖向砖间砂浆未进行紧实，影响墙体的整体强度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可实现砖间砂浆紧实的砌砖夹具及其砌砖方法，实现横向、竖向砖间紧实的效果，保证砖块之间粘结紧密。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明公开了可实现砖间砂浆紧实的砌砖夹具，包括动力组件、连杆机构、安装板、导杆及两组抓板，所述的动力组件与安装板及连杆机构连接，所述的连杆机构两侧分别与两组抓板连接，两组抓板安装在导杆上，所述的两组抓板包括抓板主体、连接板及防滑夹板，所述的抓板主体上开设有第一安装槽，第一安装槽内设有竖向设置的竖向导轨及竖向滑块，所述的竖向滑块安装在竖向导轨上，所述的连接板内侧固定在竖向滑块上，并可沿竖向导轨移动；所述的连接板上开设有第二安装槽，第二安装槽内设置有横向设置的横向导轨及横向滑块，所述的横向滑块安装在横向导轨上，所述的防滑夹板内侧固定在横向滑块上，并可沿横向导轨移动；所述的两组抓板中至少一组抓板的第一安装槽内设置有竖向位移传感器或竖向力传感器，至少一组抓板的第二安装槽内设置有横向位移传感器或横向力传感器。

进一步地，所述的第一安装槽内还设有竖向光杆，竖向光杆的上端嵌套有竖向弹簧，所述的连接板内侧面设有第一凸台，所述的第一凸台内开设有竖向导孔壁柱；所述的竖向光杆竖直安装在竖向导孔壁柱内，所述的第一凸台下表面与第一安装槽底部相抵靠，竖向弹簧一端与第一安装槽内壁连接，另一端与第一凸台上表面相抵，所述的第一安装槽内设置竖向力传感器，其与竖向弹簧的一端连接。

进一步地，所述的第二安装槽内设置有横向光杆，横向光杆的侧端嵌套有横向弹簧，所述的防滑夹板内侧面设有第二凸台,所述的第二凸台内开设有横向导孔壁柱；所述的横向光杆水平安装在横向导孔壁柱内，横向弹簧一端与第二安装槽内壁连接，另一端与第二凸台侧面相抵，所述的第二安装槽内设置横向力传感器，其与横向弹簧一端连接。

优选地，所述的两组抓板中的其中一组抓板的第一安装槽内设置有竖向位移传感器，第二安装槽内设置有横向位移传感器，所述的竖向位移传感器安装在连接板内侧或者竖向滑块上；所述的横向位移传感器安装在防滑夹板内侧或者横向滑块上。

其中，所述的第一凸台下表面与第一安装槽底部抵靠时，第一凸台的上表面与第一安装槽顶部距离20-30mm。

其中，所述的动力组件包括旋转驱动件及抓板驱动气缸，所述的旋转驱动件与安装板连接，所述的连杆机构通过一中心连杆轴固定于所述安装板上，所述的抓板驱动气缸固定在安装板下方，抓板驱动气缸的轴与一组抓板主体固接。

其中，所述的连杆机构包括第一连杆，第二连杆及中间连杆，所述的第一连杆一端与一抓板铰接，一端与中间连杆铰接，所述的中间连杆轴接于中心连杆轴上，所述的第二连杆一端与另一抓板铰接，一端与中间连杆的一端铰接。

优选地，所述的防滑夹板上设置有若干防滑钉，所述的防滑钉呈半圆台形。

本发明还公开了一种可实现砖间砂浆紧实的砌砖方法，其特征在于：采用上述的砌砖夹具，按以下步骤进行砌砖：

(1)夹砖对位：砌砖夹具夹取砖块运动至待砌砖块的落砖位上方。

(2)竖向就位：砌砖夹具向下运动至触及下层砖块上表面的水平缝砂浆，竖向位移传感器或竖向力传感器感应到后，砌砖夹具暂停运动。

(3)横向及竖向挤压：计算横向位移传感器感应移动的控制距离，或横向力传感器感应的阻力控制值，及竖向位移传感器感应移动的控制距离，或竖向力传感器感应的阻力控制值；砌砖夹具带动砖块往水平方向运动挤压水平相邻砖块的竖缝砂浆，横向位移传感器感应移动到控制距离，或横向力传感器感应阻力增大到控制值时停止运动；砌砖夹具带动砖向下运动挤压水平缝砂浆，竖向位移传感器感应移动到控制距离，或竖向力传感器感应阻力增大到控制值时停止运动。

(4)松开砌砖夹具。

其中，步骤（3）中横向位移传感器感应移动的控制距离为2～4mm，或横向力传感器感应阻力控制值为50～250n；竖向位移传感器感应移动的控制距离为2～4mm，或竖向力传感器感应阻力控制值为50～300n。

一实施方式中，步骤（3）中横向及竖向挤压过程如下，一次横向挤压：砌砖夹具带动砖块往水平方向运动挤压相邻砖块的竖缝砂浆，横向位移传感器感应移动距离h',或横向力传感器感应阻力数值为r'时暂停运动；竖向挤压：砌砖夹具带动砖向下运动挤压水平缝砂浆，竖向位移传感器感应移动至控制距离或竖向力传感器感应阻力增大至控制值时停止运动。二次横向挤压：砌砖夹具带动砖往水平方向运动挤压相邻砖块的竖缝砂浆，横向位移传感器感应移动距离为110％h'～120%h'，或横向力传感器感应阻力数值为110%r'～120%r'时停止运动。

另一实施例中，步骤（3）中设定竖向位移传感器移动总的距离为控制值h1,竖向力传感器总的阻力数值为控制值r1,横向位移传感器移动总的距离为控制值h2,横向力传感器总的阻力数值为控制值r2；横向及竖向挤压分次进行：一次竖向挤压，砌砖夹具将砖块竖向就位后进行第一次水平缝砂浆挤压，竖向位移传感器达到10%h1～40%h1时暂停，或者竖向力传感器达到10%r1～40%r1时暂停；一次横向挤压，砌砖夹具将砖块水平方向进行竖缝砂浆挤压，横向位移传感器达到20%h2～80%h2时暂停，或者横向力传感器达到20%r2～80%r2时暂停；二次竖向挤压，砌砖夹具将砖块竖直方向进行水平缝砂浆挤压，竖向位移传感器达到h1时停止，或者竖向力传感器达到r1时停止；二次横向挤压,砌砖夹具将砖块水平方向进行竖缝砂浆挤压，横向位移传感器达到h2时停止，或者横向力传感器达到r2时停止。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过在砌砖夹具的横向或竖向上设置位移传感器或力传感器，从而实现砖块砌筑时横向、竖向砖间的自动紧实，保证砖块之间粘结紧密，提高砌筑墙体的整体强度。

2.本发明在抓板上设置防滑钉，使得抓板与凹凸不平的砖面接触更加紧密，防止掉砖。

3.本发明的砌砖方法可靠，通过夹砖对位及竖向就位，实现砖块的精确定位，然后通过横向及竖向挤压达到相邻砖之间紧实的作用，稳定性好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的a向示意图。

图3为图1中连杆机构撑开的结构示意图。

图4为本发明实施例中左抓板的结构分解示意图。

图5为本发明实施例中右抓板的结构分解示意图。

图6为本发明连接板与防滑夹板的分解示意图。

图7为墙体砌砖示意图。

图8本发明抓板初始状态示意图。

图9为图7的剖视示意图。

图10为抓板横向挤压砖块的状态示意图。

图11为抓板竖向挤压砖块的状态示意图。

主要部件符号说明:

1：旋转驱动件，2：抓板驱动气缸，3：连杆机构，31：中心连杆轴，32：第一连杆，33：第二连杆，34：中间连杆，4：安装板，5：导杆，6：抓板，61：抓板主体，611：第一安装槽，612：竖向导轨，613：竖向滑块，614：竖向光杆，615：竖向弹簧，62：连接板，621：第二安装槽，622：横向导轨，623：横向滑块，624：横向光杆，625：横向弹簧，626：第一凸台，627：竖向导孔壁柱，63：防滑夹板，631：防滑钉，632：第二凸台，633：横向导孔壁柱，7：竖向位移传感器，8：竖向力传感器，9：横向位移传感器，10：横向力传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1-2所示，本发明公开了可实现砖间砂浆紧实的砌砖夹具，包括动力组件、连杆机构3、安装板4、导杆5及两组抓板6。动力组件与安装板4及连杆机构3连接，连杆机构3两侧分别与两组抓板6连接，两组抓板6安装在导杆5上。动力组件包括旋转驱动件1及抓板驱动气缸2，旋转驱动件1与安装板4连接，抓板驱动气缸2固定在安装板4下方。结合图3所示，连杆机构3通过一中心连杆轴31固定于安装板4上，抓板驱动气缸2的轴与一组抓板主体31固接。连杆机构3包括第一连杆32，第二连杆33及中间连杆34，第一连杆32一端与一抓板6铰接，一端与中间连杆34铰接，中间连杆34轴接于中心连杆轴31上，第二连杆33一端与另一抓板6铰接，一端与中间连杆34的一端铰接。

如图4-5所示，两组抓板6包括抓板主体61、连接板62及防滑夹板63。抓板主体61上开设有第一安装槽611。第一安装槽611内设有竖向设置的竖向导轨612、竖向滑块613、竖向光杆614，竖向光杆614的上端嵌套有竖向弹簧615，竖向滑块613安装在竖向导轨612上。连接板62上开设有第二安装槽621，第二安装槽621内设置有横向设置的横向导轨622、横向滑块623、横向光杆624，横向光杆624的侧端嵌套有横向弹簧625，横向滑块623安装在横向导轨622上。防滑夹板63上设置有若干防滑钉631，防滑钉631呈半圆台形，使得夹砖时，防滑钉631与不同类型砖体表面都能很好的嵌合，防止砖块掉落。

结合图6所示，连接板62内侧面中部设有第一凸台626，第一凸台626内开设有竖向导孔壁柱627。竖向光杆614竖直安装在竖向导孔壁柱627内，第一凸台626下表面与第一安装槽611底部相抵靠，竖向弹簧615一端与第一安装槽611内壁连接，另一端与第一凸台626上表面相抵。连接板62内侧两端固定在竖向滑块613上，并可沿竖向导轨612移动。防滑夹板63内侧面设有第二凸台632,第二凸台632内开设有横向导孔壁柱633。横向光杆624水平安装在横向导孔壁柱633内，横向弹簧625一端与第二安装槽621内壁连接，另一端与第二凸台632侧面相抵。防滑夹板63内侧两端固定在横向滑块623上，并可沿横向导轨622移动。

两组抓板6中至少一组抓板6的第一安装槽611内设置有竖向位移传感器7或竖向力传感器8，至少一组抓板6的第二安装槽621内设置有横向位移传感器9或横向力传感器10。比如：本实施例中，两抓板分别为左抓板和右抓板，如图4所示，左抓板的第一安装槽611内设置竖向力传感器8，其与竖向弹簧615的一端连接，第二安装槽621内设置横向力传感器10，其与横向弹簧625一端连接。右抓板为图5所示，在第一安装槽611内设置有竖向位移传感器7，第二安装槽621内设置有横向位移传感器9，竖向位移传感器7安装在连接板62内侧或者竖向滑块613上；横向位移传感器9安装在防滑夹板63内侧或者横向滑块625上。

需要说明的是，如图7所示，本发明中“横向挤压”指的是砌砖夹具在机械手的控制下进行水平方向移动挤压砂浆的过程，其挤压的是砖块间的竖缝砂浆，而本发明中的“竖向挤压”指的是砌砖夹具在机械手的控制下进行竖直方向移动挤压砂浆的过程，其挤压的是砖块间的水平缝砂浆。本发明的原理如下详述。

如图8及图9所示，初始状态时第一凸台626下表面与第一安装槽611底部抵靠，第一凸台626的上表面与第一安装槽611顶部距离l为20-30mm。初始状态至砖块与其余砖块挤压之前，夹具始终处于图8的状态。当砖对位完成后，开始挤压砖间的砂浆，如图10所示，横向挤压砂浆时，两抓板6（图中只画出一侧抓板）将夹取的砖块a向水平方向邻近的砖块b运动，此时砂浆被挤压到一定程度后，防滑夹板63带动横向导轨622移动，挤压横向弹簧625，横向位移传感器9或横向力传感器10感应到设定的移动距离或阻力后停止运动，此时砖块a受力与砖块b挤压，实现砂浆在被挤点竖缝砂浆紧实，使得砖块a与砖块b粘结。同样，如图11所示，竖向挤压砂浆时，两抓板6（图中只画出一侧抓板）将夹取的砖块a向竖直方向邻近的砖块c运动，此时砂浆被挤压到一定程度后，防滑夹板63带动竖向导轨612移动，挤压竖向弹簧615，竖向位移传感器7或竖向力传感器8感应到设定的移动距离或阻力后停止运动，此时砖块a与砖块c挤压，实现砂浆在被挤点水平缝砂浆紧实，使得砖块a与砖块c粘结。

本发明还公开了采用上述砌砖夹具的砌砖方法，通过以下三个实施例进行砌砖方法的说明：

实施例一

本实施例的砌砖步骤如下：

(1)夹砖对位：砌砖夹具夹取砖块运动至待砌砖块的落砖位上方。

(2)竖向就位：砌砖夹具向下运动至触及下层砖块上表面的水平缝砂浆，竖向位移传感器或竖向力传感器感应到后，砌砖夹具暂停运动。

(3)横向及竖向挤压：通过计算确定竖向位移传感器移动总的距离为控制值h1=2～4mm,竖向力传感器总的阻力数值为控制值r1=50～300n,横向位移传感器移动总的距离为控制值h2=2～4mm,横向力传感器总的阻力数值为控制值r2=50～250n。

砌砖夹具带动砖块往水平方向运动挤压相邻砖块的竖缝砂浆，横向位移传感器感应移动距离h2，或横向力传感器感应阻力增大至r2时停止运动；砌砖夹具带动砖向下运动挤压水平缝砂浆，竖向位移传感器感应移动距离h1，或竖向力传感器感应阻力增大至r1时停止运动。

(4)松开砌砖夹具。

实施例二

本实施例的砌砖步骤如下：

(1)夹砖对位：砌砖夹具夹取砖块运动至待砌砖块的落砖位上方。

(2)竖向就位：砌砖夹具向下运动至触及下层砖块上表面的水平缝砂浆，竖向位移传感器或竖向力传感器感应到后，砌砖夹具暂停运动。

(3)横向及竖向挤压：通过计算确定竖向位移传感器移动总的距离为控制值h1=2～4mm,竖向力传感器总的阻力数值为控制值r1=50～300n,横向位移传感器移动总的距离为控制值h2=2～4mm,横向力传感器总的阻力数值为控制值r2=50～250n。

（3.1）一次横向挤压：砌砖夹具带动砖块往水平方向运动挤压相邻砖块的竖缝砂浆，横向位移传感器感应移动距离h'=h2/(2.1～2.2),或横向力传感器感应阻力数值为r'=r2/(2.1～2.2)时暂停运动。

（3.2）竖向挤压：砌砖夹具带动砖向下运动挤压水平缝砂浆，竖向位移传感器感应移动距离h1，或竖向力传感器感应阻力增大至r1时停止运动。

（3.3）二次横向挤压：砌砖夹具带动砖往水平方向运动挤压水平相邻砖块的竖缝砂浆，横向位移传感器感应移动距离为110％h'～120%h'，或横向力传感器感应阻力数值为110%r'～120%r'时停止运动。

(4)松开砌砖夹具。

实施例三

本实施例的砌砖步骤如下：

(1)夹砖对位：砌砖夹具夹取砖块运动至待砌砖块的落砖位上方。

(2)竖向就位：砌砖夹具向下运动至触及下层砖块上表面的水平缝砂浆，竖向位移传感器或竖向力传感器感应到后，砌砖夹具暂停运动。

(3)横向及竖向挤压：通过计算确定竖向位移传感器移动总的距离为控制值h1=2～4mm,竖向力传感器总的阻力数值为控制值r1=50～300n,横向位移传感器移动总的距离为控制值h2=2～4mm,横向力传感器总的阻力数值为控制值r2=50～250n。横向及竖向挤压分次进行。

（3.1）一次竖向挤压，砌砖夹具将砖块竖向就位后进行第一次水平缝砂浆挤压，竖向位移传感器达到10%h1～40%h1时暂停，或者竖向力传感器达到10%r1～40%r1时暂停。

（3.2）一次横向挤压，砌砖夹具将砖块水平方向进行竖缝砂浆挤压，横向位移传感器达到20%h2～80%h2时暂停，或者横向力传感器达到20%r2～80%r2时暂停。

（3.3）二次竖向挤压，砌砖夹具将砖块竖直方向进行水平缝砂浆挤压，竖向位移传感器达到h1时停止，或者竖向力传感器达到r1时停止。

（3.4）二次横向挤压,砌砖夹具将砖块水平方向进行竖缝砂浆挤压，横向位移传感器达到h2时停止，或者横向力传感器达到r2时停止。

(4)松开砌砖夹具。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。