一種全機械化建墻施工系統中的噴筑機器人的制作方法與工藝

本發明是申請號：2014102157680，申請日：2014年5月22日，發明名稱：一種全機械化建墻施工系統，的分案申請；本發明屬于建筑領域，特別涉及一種噴筑墻體建造過程中的一種全機械化施工系統。

背景技術：
現有的墻體在建造過程中，大致分為砌筑，澆筑，噴筑，拼接等方法，砌筑，是采用預先成型的砌塊如磚，混凝土砌塊等采用人工將其堆疊，砌塊之間加入粘接劑使之粘結成整體從而形成墻體；澆筑是采用模板形成墻體形狀的內腔，在模板內腔澆注進混凝土，砂漿等物質，這些物質在模板內凝固形成墻體；噴筑是先建造一個骨架，將一定的漿料噴涂在骨架上并與骨架粘結在一起，一層附著一層，逐步形成墻體；拼接是將預先制成的墻體結構，如石膏板，木板，鋼板等制成相應的尺寸，拼接一起，形成墻體；以上的建墻方式，在建墻過程中都需要采用大量的人工，施工效率低，勞動強度大，對環境會造成污染，不能夠實現全機械化施工。

技術實現要素：
針對現有的建墻技術存在的缺陷，本發明提出一種全機械化建墻施工系統，適用于建造噴筑墻體，其特征在于：包括材料運輸設備，儲存設備，輸送設備，混合及攪拌設備，噴筑機器人；材料運輸設備在地面工作與儲存設備連接，儲存設備安裝在施工工地地面上，儲存設備與輸送設備連接，輸送設備安裝在施工工地與施工工作面之間，輸送設備與混合及攪拌設備連接，混合及攪拌設備安裝在施工工作面上，混合及攪拌設備與噴筑機器人連接，噴筑機器人安裝在施工工作面上。所述的材料運輸設備是采用背罐車和粉狀材料運輸車，所述的背罐車是一種專門運輸粉狀建筑材料儲存罐的車輛；所述的粉狀材料運輸車是采用罐裝運輸車。所述的儲存設備有兩個，一個干粉料儲存罐，一個輕質料儲存罐，安裝在施工工地的地面。所述的干粉料儲存罐包括罐體，干粉進料口，干粉出料口，干粉出料口處有定量給料閥；干粉進料口與運輸設備的粉料罐裝運輸車的出料口相對接，干粉出料口經過定量給料閥與輸送設備的進料口相連接。所述的輕質料儲存罐包括罐體，輕質進料口，輕質出料口，輕質出料口處安裝有定量給料閥，定量給料閥出口與輕質料輸送設備的進口連接。所述的輸送設備包括干粉料輸送設備和輕質料輸送設備，干粉料輸送設備進口與干粉料儲存罐的出口處的定量給料閥連接，輕質料輸送設備的進口與輕質料儲存罐的出口處的定量給料閥相連接。所述的干粉輸送設備包括風機，輸送泵，輸送管道，干粉集料器，所述的風機采用羅茨風機，為輸送系統提供輸送動力；所述的輸送泵采用轉盤式給料泵，輸送泵的進口與干粉儲存罐的定量給料閥連接，其出口與輸送管道在風機附近連接，其作用是將干粉料提供到輸送管道；輸送到管道內的干粉料隨風機送風產生的前后壓力差使得干粉料沿管道向前運動；所述的輸送管道為密閉軟管，輸送管道的一端與羅茨風機連接，在輸送泵處有開口，其開口與輸送泵的出料口連接，另一端與干粉料集料器連接；所述的干粉料集料器包括進料口，主體，出料口，安裝在施工工作面，如高層建筑的樓上；所述的干粉料集料器為旋風式集料器，干粉料集料器的進料口與輸送管道連接；干粉料集料器的出料口與混合及攪拌設備中的混合器的進料口連接。所述的輕質料輸送設備包括風機，輸送泵，輸送管道，輕質料集料器，所述的風機采用羅茨風機，為輸送系統提供輸送動力；輸送泵采用轉盤式給料泵，所述的輸送管道為密閉軟管，輸送管道的一端與羅茨風機連接，在輸送泵處有開口，其開口與輸送泵的出料口連接，另一端與輕質料集料器連接；所述的輕質料集料器有進料口，主體，出料口，安裝在施工工作面，如高層建筑的樓上；所述的輕質料集料器為旋風式集料器，集料器的進料口與輸送管道連接，輕質料集料器的出料口與混合及攪拌設備的進料口連接。所述的混合及攪拌設備包括混合器，螺旋式攪拌機，擠壓泵，螺桿泵；所述的混合器包括兩個進口，一個出口，兩個進口分別與輕質料集料器的出口和干粉料集料器的出口通過定量給料器相連接，從兩個進料口進入的干粉料和輕質料混合在一起通過混合器的出料口與螺旋式攪拌機的進料口連接；螺旋式攪拌機的進料口與混合器的出料口相連接其出料口與擠壓泵相連接，擠壓泵的進口與螺旋式攪拌機的出料口連接，擠壓泵的出料口與螺桿泵的進料口連接，螺桿泵的進料口與擠壓泵的出料口相連接，螺桿泵的出口與噴筑機器人的進料口相連接。一種全機械化建墻施工系統的具體技術方案是，包括材料運輸設備，儲存設備，輸送設備，混合及攪拌設備，噴筑機器人；各設備之間無縫對接，所述的材料運輸設備是采用背罐車和粉狀材料運輸車，所述的背罐車是一種專門運輸粉狀建筑材料儲存罐的車輛，能夠自動裝卸材料儲存罐，在運輸過程中不會產生粉塵污染；所述的粉狀材料運輸車是采用罐裝運輸車；所述的儲存設備有兩個，一個干粉料儲存罐，一個輕質料儲存罐，安裝在施工工地的地面；所述的干粉料儲存罐是用于儲存水泥，石膏砂子，添加劑的粉狀混合物；輕質料儲存罐用于儲存聚苯乙烯顆粒，植物粉碎物，珍珠巖等輕質顆粒狀物質；所述的干粉料儲存罐包括罐體，干粉進料口，干粉出料口，干粉出料口處有定量給料閥；干粉進料口與運輸設備的粉料罐裝運輸車的出料口相對接，干粉出料口經過定量給料閥與輸送設備的進料口相連接；所述的輕質料儲存罐包括罐體，輕質進料口，輕質出料口，輕質出料口處安裝有定量給料閥，定量給料閥出口與輕質料輸送設備的進口連接；所述的輸送設備包括干粉料輸送設備和輕質料輸送設備，干粉料輸送設備進口與干粉料儲存罐的出口處的定量給料閥連接，輕質料輸送設備的進口與輕質料儲存罐的出口處的定量給料閥相連接，所述的定量給料閥本行業又稱為閉風閥，是本行業用于定量供給粉狀或粒狀材料的常用設備，由旋轉容器和動力源組成，根據材料比重不同，采用一定容積的空間控制輸出出料口的材料的體積，從而控制輸出出料口材料的重量；通過調節旋轉容器的旋轉速度，達到控制排出材料在單位時間內的量；所述的干粉輸送設備包括風機，輸送泵，輸送管道，干粉集料器，所述的風機采用羅茨風機，為輸送系統提供輸送動力；所述的輸送泵采用轉盤式給料泵，輸送泵的進口與干粉儲存罐的定量給料閥連接，其出口與輸送管道在風機附近連接，其作用是將干粉料提供到輸送管道；輸送到管道內的干粉料隨風機送風產生的前后壓力差使得干粉料沿管道向前運動；所述的輸送管道為密閉軟管，羅茨風機送出的風與輸送泵送出的干粉料在管道內混合，由于壓力差的作用推動管道內的干粉料沿管道向前運動，輸送管道的一端與羅茨風機連接，在輸送泵處有開口，其開口與輸送泵的出料口連接，另一端與干粉料集料器連接；所述的干粉料集料器包括進料口，主體，出料口，安裝在施工工作面，如高層建筑的樓上；所述的干粉料集料器為旋風式集料器（本行業也有叫做旋風式除塵器的），干粉料集料器的進料口與輸送管道連接，從輸送管道進來的干粉料進入到干粉料集料器的進料口，經過干粉料集料器收集后，會落下到干粉料集料器的出料口，然后從出料口排出；干粉料集料器的出料口與混合及攪拌設備中的混合器的進料口連接；所述的輕質料輸送設備包括風機，輸送泵，輸送管道，輕質料集料器，所述的風機采用羅茨風機，為輸送系統提供輸送動力；輸送泵采用轉盤式給料泵，其作用是將輕質料提供到輸送管道，管道內的輕質料隨風機送風使得輕質料沿管道向前運動；所述的輸送管道為密閉軟管，羅茨風機送出的風與輸送泵送出的輕質料在管道內混合，由于壓力差的作用使輕質料沿管道向前運動，輸送管道的一端與羅茨風機連接，在輸送泵處有開口，其開口與輸送泵的出料口連接，另一端與輕質料集料器連接；所述的輕質料集料器有進料口，主體，出料口，安裝在施工工作面，如高層建筑的樓上；所述的輕質料集料器為旋風式集料器，集料器的進料口與輸送管道連接，從輸送管道進來的輕質料進入到輕質料集料器經輕質料集料器收集后，會落下到輕質料集料器的出料口，然后排出；輕質料集料器的出料口與混合及攪拌設備的進料口連接；所述的混合及攪拌設備包括混合器，螺旋式攪拌機，擠壓泵，螺桿泵；所述的混合器包括兩個進口，一個出口，兩個進口分別與輕質料集料器的出口和干粉料集料器的出口通過定量給料器相連接，從兩個進料口進入的干粉料和輕質料混合在一起通過混合器的出料口與螺旋式攪拌機的進料口連接；螺旋式攪拌機的進料口與混合器的出料口相連接其出料口與擠壓泵相連接，螺旋式攪拌機是本行業中常用的一種連續攪拌設備，包括進料口，機體，出料口，加水裝置；混合后的材料在螺旋式攪拌機內部通過加水，后經螺旋式攪拌機內的槳葉攪拌使之成為均勻混合的漿狀體，通過出料口輸出到擠壓泵的進料口；擠壓泵是本行業輸送漿狀物常用的輸送設備，通過擠壓泵壓輪的擠壓，使輸出的漿狀體有一定的壓力，能夠輸送到一定的距離；擠壓泵的進口與螺旋式攪拌機的出料口連接，擠壓泵的出料口與螺桿泵的進料口連接，所述的螺桿泵是本行業對漿狀體進行壓力輸送的常用設備，其工作原理是通過不等螺距的螺桿在膠套內旋轉，迫使漿狀物體產生相對其他輸送方式大的壓力，其作用是增加漿狀體輸出壓力，使其適合噴筑；螺桿泵的進料口與擠壓泵的出料口相連接，螺桿泵的出口與噴筑機器人的進料口相連接；所述的噴筑機器人包括行走系統，底座，動力系統，控制系統，支架，噴槍座，噴槍；所述的行走系統包括履帶，驅動輪，導向輪，支撐輪，行走系統安裝在底座上，所述的底座是用于安裝和支撐各種零部件的部件，包括底板，側板；所述的動力系統安裝在底座上，為整個機器人提供動力；所述的控制系統安裝在底座上，包括傳感器，信號接收裝置，信號分析比對裝置，信號輸出裝置；所述的支架安裝在底座上，其作用是支撐噴槍座并且保證噴槍座能夠在其上做上下運動；所述的噴槍座安裝在支架上，能夠在支架上上下運動，包括下座，中間座，上座，驅動裝置，下座安裝在支架上，中間座安裝在下座上互相嵌套，中間有軸相連接，并能夠在驅動裝置的驅動下在下座上左右擺動，上座安裝在中間座上，上座能夠在驅動裝置的驅動下相對中間座上下擺動；噴槍安裝在噴槍座的上座上一端與漿料輸送管連接，一端方向對準需要噴筑的目標位置，噴槍采用帶有伸縮臂的螺桿噴漿機的噴槍。有益效果能夠實現墻體建造過程的全機械化施工，提高施工效率，降低勞動強度，減少環境污染，噴筑機器人能夠自動行走，自動探測和操控，自動完成噴墻過程。附圖說明圖1是本發明的結構示意圖1.干粉料風機，2.干粉料輸送泵，3.干粉料儲存罐，4.干粉料輸送管道，5.干粉料集料器，6.輕質料集料器，7.連續式攪拌機，8.擠壓泵，9.螺桿泵，10.連接管，11.噴筑機器人，12.混合器，13.輕質料輸送管道，14.輕質料儲存罐，15.輕質料輸送泵，16.輕質料風機；圖2是噴筑機器人的結構示意圖111.驅動輪,112.導向輪，113.履帶,114.支撐輪，115.底座，116.噴槍下座，117.中間座，118.上座，119.傳感器，1110.噴槍卡座，1111.噴槍，1112.支架，1113.控制系統，1114.動力系統。具體實施方式現結合附圖進一步說明本發明的具體實施方式，儲存罐的運輸采用標準的背罐車，背罐車將干粉料儲存罐3和輕質料儲存罐14運送到施工工地，放置好，如圖1，選擇18.5kw，0.6MPa的羅茨風機作為干粉料風機1，風機出風口直徑75毫米,采用法蘭將直徑75毫米的塑料管與干粉料風機1連接，在干粉料儲存罐3的下方出料口處，安裝160型的定量給料閥，在定量給料閥的出料口連接干粉料輸送泵2，干粉料輸送泵2采用5立方米/小時的轉盤式給料泵，與干粉料風機1連接的管道在干粉料輸送泵2處設置三通，一端連接干粉料風機1出口的管，一端連接干粉料輸送泵2，一端連接干粉料輸送管道4，干粉料輸送管的4采用直徑為75毫米，由帆布制成的軟管，同樣，背罐車將輕質料儲存罐14運送到施工工地，放置在于干粉料儲存罐3并列的位置，間距4000毫米，將選擇7.5kw，0.6MPa的羅茨風機作為輕質料風機16，，風機出風口直徑75毫米，采用法蘭將直徑75毫米的塑料管與輕質料風機16連接，在輕質料儲存罐14的下方出料口處，安裝定160型的量給料閥，在定量給料閥的出料口連接輕質料輸送泵15，輕質料輸送泵15采用5立方米/小時轉盤式給料泵，與輕質料風機16連接的管道在輕質料輸送泵15處設置三通，一端連接輕質料風機16出口的管，一端連接輕質料輸送泵15，一端連接輕質料輸送管道13，輕質料輸送管的13采用直徑為75毫米，由帆布制成的軟管；將干粉料集料器5與輕質料集料器6，并列安裝在施工工作面附近，將干粉料輸送管道4和輕質料輸送管道13分別與干粉料集料器5和輕質料集料器6的進料口連接，將混合器12的兩個進口通過兩個160型的定量給料器，分別與干粉料集料器5和輕質料集料器6的出料口連接，混合器12采用直徑150毫米的金屬管，焊接成Y型，上端兩個管口為進口，下端一個管口為出口；將混合器12的出口與連續式攪拌機7的進料口連接，選用5立方米/小時的螺旋式攪拌機作為連續式攪拌機7,；將連續式攪拌機7的出料口與擠壓泵8的進料口連接，選用5立方米/小時的擠壓泵作為擠壓泵8，將擠壓泵8的出料口與螺桿泵9的進料口連接，本例中選用70升或90升的螺桿式噴漿泵作為螺桿泵9，將螺桿泵9的出料口通過直徑75毫米的復合軟管，與噴筑機器人11上的噴槍進口連接；如圖2，選用直徑為200毫米的輪子作為機器人11的驅動輪111和導向輪112，并將其安裝到底座115上，驅動輪111與安裝在底座115內的動力系統1114接通，在驅動輪111和導向輪112外部安裝有橡膠履帶113，履帶113的寬度為200毫米；履帶113內還裝有支撐輪114，用于支撐履帶113保證正常形狀，履帶113，驅動輪111，導向輪112，支撐輪114共同組成行走系統，在底座115兩側對稱安裝兩套行走系統，動力分別驅動；在底座115上還安裝有支架1112，支架1112本例中采用兩根螺紋柱，直徑為30毫米，高度為2500毫米；支架1112安裝有噴槍下座116，噴槍下座116與支架1112之間采用螺紋連接，即在噴槍下座116與支架結合部分采用有動力控制的可旋轉螺母與支架1112上的螺紋配合，當旋轉螺母時，螺母帶動噴槍下座116沿支架1112上下運動；噴槍下座116上安裝有中間座117，中間座117通過帶有驅動裝置的蝸輪蝸桿裝置與噴槍下座連接，中間座117能夠繞噴槍下座116左右擺動；中間座117的上部設置有與噴槍下座116垂直的帶有驅動裝置的渦輪蝸桿裝置，其上部與上座118連接，上座118能夠相對與中間座117上下擺動；上座118上設置有裝卡噴槍1111的噴槍卡座1110，噴槍卡座1110上安裝有與控制系統相連接的傳感器119，本例中傳感器119采用激光測距傳感器；噴槍1111安裝在噴槍卡座1110上，前端噴出墻體材料，后端用軟管與螺桿泵9的出料口連接；為了適應不同的施工環境，本例中采用帶有伸縮臂的噴槍，用于調節噴槍口到施工面的距離以及噴槍口處于接近地面和房頂部分時的距離調節；控制系統1113安裝在底座115上，其功能是設定工作參數，控制各部分的動作過程，收集傳感器傳來的信息，經過計算、比對，并給動作部件下達指令；動力系統1114安裝在底座115內部，為本設備提供能源；工作時，根據所建造的墻體不同，設定不同的工作參數，將噴筑機器人11安放在工作面前，啟動動力系統1114，噴槍1111噴出墻體材料，隨著噴涂進程傳感器119探測噴過的墻體的厚度和高度，并把信息傳遞給控制系統1113，控制系統1113將此信息與設定信息進行比對，從而指令行走系統沿墻面方向行走以及噴槍支座116沿支架1112上下運動或者噴槍1111做左右擺動或者噴槍1111做上下擺動，當施工環境不允許噴筑機器人11與施工墻體距離足夠近時，控制系統1113控制噴槍伸縮臂伸出或縮回，以調節合適的距離；如此循環，當噴筑完成后控制系統1113指令動力部分停止，各個工作單元回復原始狀態，同時向施工系統發出信號，暫時停止前端各種設備的工作。