一種全自動鋪地磚機的製作方法
2023-05-03 22:17:41 2
本實用新型涉及一種全自動鋪地磚機，屬於室內裝修機械設備技術領域。
背景技術：
隨著社會的進步和人民生活水平的提高，目前在各種公共設施和民用建築的施工中，室內裝修是必不可少的工序。室內裝修質量的好壞直接影響著公共設施的使用和家庭的生活質量。在室內裝修中，地面裝修是重中之重。目前，地面裝修主要有鋪地板和鋪地磚兩種工藝，近年來還開始流行自流平處理工藝，但是目前還不是主流。鋪地磚工藝具有結實耐用、美觀漂亮、後期保養方便、價格相對便宜等優點，更成為室內裝修的主流，特別是車站、機場航站樓、大型商場、超市、辦公樓、寫字樓等公共場所一般都採用鋪地磚工藝，一般的家庭裝修也大多採用鋪地磚工藝。目前在地磚鋪貼作業中都是採用人工施工，不但要求工人具有相當高的技術，同時也非常耗費體力，這在地磚的規格從300*300mm、400*400mm逐漸轉移到800*800mm後更加突出。人工鋪貼800*800mm、1000*1000mm地磚已經是在挑戰人的體力極限，不但嚴重影響了鋪貼地磚的效率，也對鋪貼地磚的質量造成不利影響。目前，市場上有一些鋪貼地磚的機械，但使用效果不理想，特別是對目前廣泛採用的幹鋪工藝不能適應，使用機械鋪貼地磚的問題基本沒有解決，非常值得技術人員進行新的探索。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種全自動鋪地磚機，這種鋪地磚機的自動化程度高，可以替代人工鋪貼地磚的施工方法，降低勞動強度，提高施工質量和效率。
解決上述技術問題的技術方案是：
一種全自動鋪地磚機，它由後支撐基準裝置、主梁、前支撐找平裝置、走車及布料機構、放磚機構、給料箱組成，主梁為兩根平行的縱向鋼梁，後支撐基準裝置和前支撐找平裝置分別與主梁的兩端相連接，放磚機構連接在後支撐基準裝置前方的主梁上，走車及布料機構連接在放磚機構前方的主梁上，給料箱連接在放磚機構與前支撐找平裝置之間的主梁上。
上述全自動鋪地磚機，所述後支撐基準裝置包括兩個平行的鋼板框架、箱體、連接軸、電磁振動跟車件、後支撐橡膠輪、雙軸水平傾角傳感器和探針，箱體兩端底面固定連接在兩個平行的鋼板框架的上方，箱體兩端有連接軸與主梁後端的軸孔安裝連接，兩個鋼板框架的內側面的前後兩端分別有卡槽相對，兩個電磁振動跟車件的兩端分別安裝在兩個鋼板框架的前後兩端的相對的兩個卡槽中，兩個鋼板框架的下面安裝有多個後支撐橡膠輪，雙軸水平傾角傳感器安裝在箱體上，探針安裝在一個鋼板框架上。
上述全自動鋪地磚機，所述前支撐找平裝置包括前支撐橫梁、前支撐立柱、高度調整軸、高度調整套管、找平直流減速電機、前支撐行走輪，兩個前支撐立柱分別垂直安裝在前支撐橫梁的兩端，前支撐立柱為套筒結構，前支撐立柱的套筒上端通過軸承與高度調整軸的上部為可轉動連接，高度調整軸的上端與找平直流減速電機的電機軸相連接，高度調整軸的下部有螺紋與高度調整套管的內螺紋相嚙合，高度調整軸和高度調整套管安裝在前支撐立柱的筒體中，高度調整套管的下端安裝前支撐行走輪。
上述全自動鋪地磚機，所述主梁由主梁側板、主梁頂板、主梁齒條組成，主梁頂板和主梁齒條的齒條面背面分別安裝在主梁側板內側的上邊緣和下邊緣，與同在一垂直面的主梁頂板內立面和主梁齒條內立面組成主梁工作面，主梁的軌道槽下面為齒條工作面，軌道槽內前後兩端分別安裝前限位和後限位，主梁頂板的後端（非工作面）安裝與放磚機構連接的頂杆安裝孔，主梁的後部安裝單軸水平傾角傳感器，它的檢測平面與主梁的上、下工作面平行，以上前、後限位和單軸水平傳感器分別與控制電路連接，控制機身機構部分的找平和走車機構部分的前後停車位置。
上述全自動鋪地磚機，所述後支撐基準裝置的箱體內部安裝控制電路，箱體上面有顯示器窗口，電磁振動跟車件的兩端為振動器，振動器的下方連接底面膠塊，底面膠塊的下端與地磚上平面接觸，探針下端的檢測觸點與後支撐橡膠輪的行走面在同一平面上，以上雙軸水平傾角傳感器、探針、電磁震動跟車件分別與箱體內的控制電路相連接，控制電磁震動跟車件震動找平放下的地磚，顯示器窗口顯示整機工作狀態。
上述全自動鋪地磚機，所述前支撐找平裝置的前支撐橫梁中部安裝鎖車直流減速電機，鎖車直流減速電機的電機軸與鎖車齒輪的軸孔相連接，在前支撐橫梁上安裝有鎖車推拉齒條，鎖車推拉齒條與前支撐橫梁的長度方向平行，鎖車推拉齒條的中部與鎖車齒輪相嚙合，前支撐找平裝置兩端的前支撐立柱底部後側開槽，通過鎖車推拉齒條分別與高度調整套管的外圓周齒輪相嚙合，鎖車解鎖控制開關安裝在前支撐橫梁上，檢測鎖車推拉齒條的移動位置，以上找平直流減速電機、鎖車直流減速電機、鎖車解鎖控制開關通過電纜線與控制電路連接，控制前支撐找平裝置鎖車和解鎖工作狀態。
上述全自動鋪地磚機，所述走車及布料機構包括走車箱體、走車調速電機、鏈條、走車齒輪軸、走車齒輪、走車滾輪，走車箱體的頂板上安裝走車調速電機，走車調速電機的電機軸通過鏈條與走車齒輪軸相連接，走車齒輪軸的兩端通過軸承安裝在走車箱體兩側板中部的軸孔內，走車齒輪軸的兩端穿過走車箱體的兩側板與走車齒輪相連接，兩端的走車齒輪分別與兩根主梁的主梁齒條相嚙合，走車箱體的兩側板的上部和下部外側分別安裝走車滾輪，走車滾輪分別與左，右主梁工作面滾動配合。
上述全自動鋪地磚機，所述走車及布料機構包括布料調速電機、布料調速電機輸出齒輪、偏心傳動軸、連杆、直線滑道、布料刀具，布料調速電機安裝在走車箱體的頂板上，布料調速電機的電機軸通過布料調速電機輸出齒輪與偏心傳動軸相連接，偏心傳動軸的兩端分別連接連杆，連杆的下端與直線滑道相連接，直線滑道與布料刀具相連接。
上述全自動鋪地磚機，所述放磚機構包括一個開口的角鋼框架、兩塊立板、小拖輪、十字節、頂杆頂頭、拉線、雙頭吸合電磁鐵、地磚抓手、彈簧和磚槽，兩塊立板連接在角鋼框架的背面兩側，立板上分別安裝了小拖輪和十字節，十字節和頂杆頂頭連接，角鋼框架背面的角鋼內側安裝拉線、雙頭吸合電磁鐵，角鋼框架背面的橫邊框上有跟車行車連接孔，角鋼框架內側有裝磚的磚槽和地磚抓手，地磚抓手的一側有彈簧。
上述全自動鋪地磚機，所述給料箱為直立的長方形箱體，安裝在走車及布料機構的前立面、布料刀具的上方，長方形箱體的兩端位於兩個主梁之間，給料箱的下部沿著給料箱的長度方向有給料口，給料口與布料刀具的上部垂直相對，給料箱的下部箱體內安裝有給料軸，給料軸的兩端通過傳動單項軸承安裝在給料箱的箱體兩端外側面上，給料軸的一端安裝有給料箱跟車齒輪，給料箱跟車齒輪與相同一側的主梁齒條相嚙合，給料軸圓周上安裝有多塊格板，格板沿著給料軸的長度方向，格板的板面在給料軸截面的直徑延長線上，多塊格板沿著給料軸的圓周均布，格板的外邊緣與給料箱的水平下料槽孔圓周相匹配。
以上所述的走車及布料機構、放磚機構、給料箱組成走車機構部分，在機身機構部分的軌道內工作，以上走車調速電機、布料調速電機和雙頭吸合電磁鐵通過電纜線與控制電路連接，控制走車機構部分走車、布料、放磚、倒車等工作步驟。
本實用新型的有益效果是：
本實用新型在工作中，後支撐基準裝置放置在在基準瓷磚上，前支撐找平裝置位於鋪貼地磚的前方，主梁上安裝的單軸水平傾角傳感器啟動控制裝置驅動前支撐找平裝置進行主梁找平操作，走車及布料機構沿著主梁向前行走，在前進中給料箱下料，布料刀具進行布料和混合，放磚機構進行鋪磚。
本實用新型實現了鋪貼地磚的全自動操作，是室內裝修機械的首創。本實用新型自動化程度高，可以替代人工鋪貼地磚，解決了建築行業鋪貼地磚必須依賴人工操作的難題，大大降低了工人的勞動強度，提高了施工質量和效率，具有很好的經濟效益和社會效益，有廣闊的市場前景。
附圖說明
圖1是本實用新型的結構示意圖；
圖2是本實用新型的俯視結構示意圖；
圖3是主梁的結構示意圖；
圖4是圖3的A-A剖視圖；
圖5是前支撐找平裝置的結構示意圖；
圖6是圖5的A-A剖視圖；
圖7是圖5的B-B剖視圖；
圖8是走車及布料機構的結構示意圖；
圖9是圖8的A-A剖視圖；
圖10是放磚機構的結構示意圖；
圖11是圖10的A向放大視圖；
圖12是圖10的B向局部視圖；
圖13是圖11的C向局部視圖；
圖14是給料箱的結構示意圖；
圖15是圖14的A-A剖視圖。
圖中標記如下：
後支撐基準裝置1、電磁振動跟車件11、顯示器窗口12、後支撐橡膠輪13、雙軸水平傾角傳感器14、探針15、鋼板框架16、箱體17、卡槽18、連接軸19；
主梁2、主梁齒條21、單軸水平傾角傳感器22、主梁連杆安裝孔23、後限位24、前限位25、主梁側板26、主梁頂板27；
前支撐找平裝置3、找平直流減速電機31、鎖車直流減速電機32、鎖車齒輪33、鎖車推拉齒條34、鎖車解鎖控制開關35、前支撐行走輪36、前支撐橫梁37、前支撐立柱38、高度調整軸39、高度調整套管310；
走車及布料機構4、走車箱體40、走車調速電機41、鏈條42、走車齒輪軸43、布料調速電機44、布料調速電機輸出齒輪45、偏心傳動軸46、連杆47、直線滑道48、走車齒輪49、放磚機構安裝孔410、走車滾輪411、定位塊412、前刀片413 、後刀片414 、布料刀具415；
放磚機構5、跟車行走連接孔51、連杆固定孔52、小拖輪53、地磚抓手54、拉線扳手55、拉線56、雙頭吸和電磁鐵57、十字節58、連杆頂頭59、彈簧510；
給料箱6、給料箱跟車齒輪61、傳動單項軸承62、給料軸63、給料口64、格板65、水平下料槽孔66。
具體實施方式
本實用新型由後支撐基準裝置1、主梁2、前支撐找平裝置3、走車及布料機構4、放磚機構5、給料箱6組成。主梁2為兩根平行的縱向軌道，前支撐找平裝置3和後支撐基準裝置1分別與主梁2兩端的連接孔通過銷軸相連接組成機身結構部分，以實現主梁2的高精度水平找平，為由走車及布料機構4、放磚機構5、給料箱6組成的走車結構部分提供走車軌道。放磚機構5、走車及布料機構4、給料箱6自後向前順序連接在後支撐基準裝置1與前支撐找平裝置3之間的主梁2上，以實現走車結構部分的布料、放地磚、倒車等動作，隨後由後支撐基準裝置1對剛放下的地磚震動、找平。
本實用新型的後支撐基準裝置1由兩個平行的鋼板框架16、箱體17、連接軸19、電磁振動跟車件11、後支撐橡膠輪13、雙軸水平傾角傳感器14、探針15和控制電路組成。
圖1、2顯示，箱體17兩端底面固定連接在兩個平行的鋼板框架16的上方，箱體17兩端有連接軸19與主梁2後端的軸孔安裝連接，連接軸19的作用是將鋼板框架16、箱體17與主梁2連接為一體。箱體17內部安裝控制電路，箱體17上面有顯示器窗口12，雙軸水平傾角傳感器14安裝在箱體17上。
圖1、2顯示，兩個鋼板框架16的內側面的前後兩端分別有卡槽18相對，兩個電磁振動跟車件11的兩端分別安裝在兩個鋼板框架16的前後兩端的相對的兩個卡槽18中，不與卡槽18連接，靠卡槽18的推動跟車前移。電磁振動跟車件11的兩端為振動器，振動器的下方連接底面膠塊，底面膠塊的下端與地磚上平面接觸。兩個鋼板框架16的下面安裝有平行的兩排多個後支撐橡膠輪13行走在地磚上，均勻分散了設備的重量。探針15安裝在一個鋼板框架16上，探針15下端的檢測觸點與後支撐橡膠輪13的行走面在同一平面上，檢測後面地磚的水平高度。雙軸水平傾角傳感器14安裝在箱體17內，其控制的水平面與後支撐基準裝置1的行走平面平行，雙軸水平傾角傳感器14、探針15、電磁振動跟車件11分別與箱體17內的控制電路相連接。
在工作過程中，振動器的下方底面膠塊的圓形凸頭形狀能使電磁振動跟車件11在前後磚的連接處平穩移動並在振動中避免對地磚的硬性衝擊。探針15的檢測點在後面已鋪好的地磚上，電磁振動跟車件11受箱體17內的雙軸水平傾角傳感器14和探針15的控制，對已放下的地磚做精確的微調振動找平。為整機設備提供一個基準工作平面。
圖1、2、3顯示，主梁2為兩根平行的縱向鋼梁，鋼梁由主梁側板26、主梁頂板27、主梁齒條21組成。主梁頂板27和主梁齒條21分別連接在主梁側板26一側的上邊緣和下邊緣，兩根主梁2的主梁頂板27和主梁齒條21的一側相對，在主梁側板26上安裝有單軸水平傾角傳感器22，在主梁側板26兩端分別安裝有後限位24和前限位25。單軸水平傾角傳感器22可以通過控制電路使前支撐找平裝置在後支撐平衡裝置提供的基準平面上將主梁2前後找平，為走車及布料機構提供一個水平的工作平面。
本實用新型的前支撐找平裝置3由找平部分和鎖車部分組成。
圖5、6顯示，前支撐找平裝置3的找平部分包括前支撐橫梁37、前支撐立柱38、高度調整軸39、高度調整套管310、找平直流減速電機31、前支撐行走輪36。其結構是：兩個前支撐立柱38分別垂直連接在前支撐橫梁37的兩端，前支撐立柱38為套筒結構，前支撐立柱38的套筒上端通過軸承與高度調整軸39的上部為可轉動連接，高度調整軸39的上端與找平直流減速電機31的電機軸相連接，高度調整軸39的下部有螺紋與高度調整套管310的內螺紋相嚙合，高度調整軸39和高度調整套管310安裝在前支撐立柱38的筒體中，高度調整套管310的下端安裝前支撐行走輪36。
找平作業時，找平直流減速電機31轉動，帶動高度調節軸39轉動，高度調節管310沿著高度調節軸39上下移動，高度調節管310下端安裝的前支撐行走輪36隨之移動，由於高度調節軸39與前支撐立柱38保持高度不變，因此前支撐行走輪36相對於前支撐立柱38發生高度變化，可以完成對與前支撐找平裝置3連接的主梁2進行找平。
圖5、7顯示，前支撐找平裝置3的鎖車部分包括鎖車直流減速電機32、鎖車齒輪33、鎖車推拉齒條34、鎖車解鎖控制開關35。其結構是，前支撐橫梁37中部安裝鎖車直流減速電機32，鎖車直流減速電機32的電機軸與鎖車齒輪33的齒輪軸相連接，在前支撐橫梁37上安裝有鎖車推拉齒條34，鎖車推拉齒條34與前支撐橫梁37的長度方向平行，鎖車推拉齒條34的中部與鎖車齒輪33相嚙合，前支撐找平裝置3兩端的前支撐立柱38內的高度調整套管310的外圓周有齒輪，鎖車推拉齒條34的兩端分別與高度調整套管310的外圓周齒輪相嚙合，在鎖車推拉齒條34上安裝有鎖車解鎖控制開關35。
需要鎖車時，鎖車減速直流電機32轉動，帶動鎖車齒輪33轉動，鎖車齒輪33拉動鎖車推拉齒條34移動，鎖車推拉齒條34通過高度調整套管310的外圓周齒輪帶動高度調節管310轉動，高度調節管310下方安裝的前支撐行走輪36進行90度轉動，完成鎖車，同時由鎖車解鎖控制開關35將前支撐找平裝置3的工作狀態反饋到控制中心。
本實用新型的走車及布料機構4由走車部分和布料部分組成。
圖8、9顯示，走車及布料機構4的走車部分包括走車箱體40、走車調速電機41、鏈條42、走車齒輪軸43、走車齒輪49、走車滾輪411。走車箱體40的頂板上安裝走車調速電機41，走車調速電機41的電機軸通過鏈條42與走車齒輪軸43相連接，走車齒輪軸43的兩端通過軸承安裝在走車箱體40兩側板中部的軸孔內，走車齒輪軸43的兩端穿過走車箱體40的兩側板與走車齒輪49相連接，兩端的走車齒輪49分別與兩根主梁2的主梁齒條21相嚙合，走車箱體40的兩側板的上部和下部外側分別安裝走車滾輪411，走車滾輪411分別與主梁頂板27的上端面和主梁齒條21的下端面滾動配合。
走車時，走車調速電機41通過鏈條42帶動走車齒輪軸43轉動，走車齒輪軸43兩端安裝的走車齒輪49與主梁齒條21嚙合，沿著主梁齒條21移動，隨之帶動走車箱體40整體移動，走車滾輪411支撐走車箱體40在主梁頂板27上滾動。調整走車滾輪411的偏心套，精確控制與主梁2的間隙，使走車平穩，克服機身結構部分前移時主梁2上、下波動時的扭力。
圖8、9顯示，走車及布料機構4的布料部分包括布料調速電機44、布料調速電機輸出齒輪45、偏心傳動軸46、連杆47、直線滑道48、布料刀具415。布料調速電機44安裝在走車箱體40的頂板上，布料調速電機44的電機軸通過布料調速電機輸出齒輪45與偏心傳動軸46相連接，偏心傳動軸46的兩端分別連接連杆47，連杆47的下端與直線滑道48相連接，直線滑道48與布料刀具415相連接。
布料作業時，布料調速電機44帶動布料電機輸出齒輪45轉動，布料電機輸出齒輪45帶動偏心傳動軸46轉動，偏心傳動軸46帶動連杆47往復運動，連杆47末端連接的直線滑道48帶動布料刀具49進行往復運動。
圖10、11、12、13顯示，放磚機構包括一個開口的角鋼框架、兩塊立板、小拖輪53、十字節58、連杆頂頭59、拉線56、雙頭吸合電磁鐵57、地磚抓手54、彈簧510和磚槽，兩塊立板連接在角鋼框架的背面兩側，立板上分別安裝了小拖輪53和十字節58，十字節58和連杆頂頭59連接，角鋼框架背面內側安裝拉線56、雙頭吸合電磁鐵57，角鋼框架背面的橫邊框上有跟車行車連接孔51，角鋼框架內側有裝磚的磚槽和地磚抓手54，地磚抓手54的一側有彈簧510。
布料作業時，放磚機構的跟車行走連接孔51與走車機構底部的放磚機構安裝孔410連接，使放磚機構跟車運動獲得動力。十字節58與連杆頂頭59連接，連杆固定孔52和橫梁的橫梁連杆安裝孔23連接。以上組成放磚機構的垂直位置裝磚到水平位置卸磚，到返回垂直位置的運動。當走車機構走到前端位置時，小拖輪53壓到橫梁軌道的工作面上，同時控制中心供電到雙頭吸合電磁鐵57，通過拉線56拉動拉線扳手55，轉動同軸兩側的地磚抓手54卸下地磚，斷電復位彈簧510頂回地磚抓手54。
放磚機構與走車機構連接並在其後部空間作業，走車機構前進時釋放最大空間到放磚機構水平位置到橫梁上並卸磚，走車機構後退時頂起放磚機構到垂直位置裝磚。
圖14、15顯示，給料箱6為直立的長方形箱體，長方形箱體的兩端位於兩個主梁2之間，給料箱6安裝在走車及布料機構4的布料刀具49上方。
圖14、15顯示，給料箱6的下部沿著給料箱6的長度方向有給料口64，給料口64與布料刀具49的上部垂直相對。給料箱6的下部箱體內安裝有給料軸63，給料軸63的兩端通過傳動單項軸承62安裝在給料箱6的箱體兩端外側面上。給料軸63的一端安裝有給料箱跟車齒輪61，給料箱跟車齒輪61與相同一側的主梁齒條21相嚙合。給料軸63圓周上安裝有多塊格板65，格板65沿著給料軸63的長度方向，格板65的板面在給料軸63截面的直徑延長線上，多塊格板65沿著給料軸63的圓周均布，格板65的外邊緣與給料箱6的水平下料槽孔66圓周相匹配。
工作時，給料箱6外側的給料箱跟車齒輪61與主梁齒條21相嚙合，帶動給料箱6內部的給料軸63在走車及布料機構4前進過程中轉動，給料軸63上安裝的格板65將給料箱6中物料從給料箱6下端的給料口64撥出。後退時，給料箱跟車齒輪61轉動，傳動單項軸承62空轉。
本實用新型的一個周期的工作過程由以下四個工序步驟完成：
第一，鎖車、自動找平步驟
把後支撐平衡裝置1放在基準瓷磚上，走車及布料機構4位於後限位24的位置。啟動開車按鈕，前支撐找平裝置3的前支撐行走輪36轉動90度到垂直於主梁2位置，然後單軸水平傾角傳感器22啟動控制找平直流減速電機31找平左、右主梁2。
第二，走刀、打底層、撒水泥素灰、放磚步驟
布料調速電機44啟動，帶動上、下往復運動的布料刀具49，在走車及布料機構4前進中由布料刀具49的前刀片413完成對底層水泥砂漿的平鋪，同時走車及布料機構4帶動給料軸63的格板65把水泥素灰均勻灑在平鋪好的水泥砂漿底層上，由布料刀具49的後刀片414對灑下的水泥素灰和平鋪好的水泥砂漿底層上表面層進行不飽和混合，（不飽和混合：布料刀具49的後刀片414比前刀片413高2mm，只對上表面層進行混合而不推動混合層前移）。當走車及布料機構4前行到前限位25的位置時，由連杆機構把瓷磚平穩的放在平鋪好的水泥砂漿底層上。
第三，解鎖、機身前移步驟
啟動倒車按鈕，前支撐找平裝置3的前支撐行走輪36轉回到平行於主梁2的位置，走車及布料機構4底面的定位塊件412被放下的瓷磚卡住，走車及布料機構4後退，使機身結構部分相對於走車及布料機構4向前移動一個車位。
第四，振動、找平步驟
這時後支撐平衡裝置1又前移到剛放下瓷磚的居中位置。電磁振動跟車件11在雙軸水平傾角傳感器14、探針15的控制中振動，再次對剛放下的瓷磚精確找平並和後面的瓷磚在同一水平面上。整個過程完成。