CN115354543A - 一种道路地砖自动铺设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种道路地砖自动铺设方法,包括以下步骤:清理待铺路基,铺砂浆层,将砂浆层找平;在砂浆层上做与待铺地砖形状相匹配的网格型标记;将铺设装置移动至初始铺设位;通过摄像头采集的铺设框底部开口的图像,调节铺设框的位置,使采集图像无标记,取砖机构铺设地砖;通过激光雷达采集的边线信息和环境信息,控制铺设装置移动到下一个待铺设位置上;地砖铺设路线整体呈“矩形波”形状,当一个“矩形波”形状完成后,再从反向进行下一个“矩形波”形状,依次反复,直至待铺路基铺设完成。该方法通过激光雷达实现自定位,并通过摄像头对铺设位置进行微调,砖块铺设位置准确,且降低了人工的需求量,人工劳动强度低。
Description
技术领域
本发明涉及地砖铺设技术领域,尤其涉及一种道路地砖自动铺设方法。
背景技术
目前通常采用地砖铺设的方法对人行道、公园等道路进行铺设,在铺设前需要对道路进行基层清理,再铺干硬性水泥砂浆并进行找平,再通过人工铺设地砖并对地砖进行捶打加固,整个铺设过程对人工的需求大,而且地砖铺设时,工人需要蹲着铺设,劳动强度较大,劳动效率较低。另外,地砖铺设时对铺设精度要求较高,砖块之间的距离既不能过大影响外观,也不能过小,因为砖块为硬质物体,若距离过小,再无人工调节的情况下,可能出现砖块相碰而隆起的情况。
发明内容
本发明提供了一种道路地砖自动铺设方法,该方法通过激光雷达技术实现自定位,并通过摄像头技术对铺设位置进行微调,砖块铺设位置准确,且降低了人工的需求量,人工劳动强度低。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为:
一种道路地砖自动铺设方法,包括以下步骤:
(1)清理待铺路基,在待铺路基上铺砂浆层,将砂浆层找平;
(2)根据待铺地砖的尺寸以及预设的砖缝距离,在整个待铺路基的砂浆层上做标记,将待铺路基划分为与待铺地砖形状相匹配的网格型;
(3)通过人工将铺设装置移动至初始铺设位,在铺设装置上存储地砖;
(4)通过铺设装置上摄像头采集的铺设装置上铺设框底部开口的图像,调节铺设装置上铺设框的位置,使铺设框底部开口处的砂浆层上无标记,铺设装置上的取砖机构将地砖取出并从铺设框顶部竖直下放至待铺路基,取砖机构放下地砖,并竖直向上回归原位;
(5)地砖放下的同时,通过铺设装置上的激光雷达采集的边线信息和环境信息,采用电气控制单元控制铺设装置上的驱动机构,将铺设装置移动到下一个待铺设位置上,并重复步骤(4),后面的地砖铺设均通过激光雷达和电气控制单元定位;
(6)地砖铺设路线整体呈“矩形波”形状,当一个“矩形波”形状完成后,再从反向进行下一个“矩形波”形状,依次反复,直至待铺路基铺设完成;
(7)铺设装置铺设完成后,通过人工完成边角处不足一块地砖尺寸路基的地砖铺设,整个待铺路基的地砖铺设完成后,用地砖敲打机敲打地砖表面,再通过人工完成待铺路基路缘石的铺设。
所述步骤(1)中用模板将待铺路基包围,模板的高度与砂浆层的高度一致,根据待铺路基的面积以及砂浆层的高度计算所需砂浆的总量,通过螺旋搅拌机将所需的砂浆总量一次性均匀铺在待铺路基上,并通过砂浆找平机将砂浆层找平。
所述步骤(2)中预设的砖缝距离为0.3cm~1cm。
所述步骤(2)中的标记为彩色标记或者颜色鲜艳的线,标记的宽度为0.1cm~0.3cm。
所述步骤(3)中的铺设装置包括机架、存储架、铺设框、取砖机构、走行机构、激光雷达、电气控制单元和电力单元,激光雷达安装于机架的前端并与电气控制单元连接,电气控制单元与走行机构上的驱动电机连接并控制走行机构走行;所述存储架与地砖形状相匹配并安装于机架的后部,所述铺设框为与地砖形状相匹配的框型结构,铺设框的底部为开口结构,铺设框上两个相对的侧面上安装有Y导轨,两根Y导轨上位于铺设框的两外侧垂直连接有两根X导轨,X导轨固定安装于机架上,机架上方沿前后方向水平安装连接有运输杆,运输杆的后端固定于机架上,取砖机构连接于运输杆上,取砖机构上下升降并沿运输杆移动;运输杆上设置有固定止挡块和滑动止挡块,取砖机构连接于运输杆上,取砖机构上下升降并沿运输杆在机架上方前后移动;固定止挡块固定连接于后杆体的靠近后端的两侧,当取砖机构取砖时,取砖机构被固定止挡块止档,取砖机构的底部中心点与存储架的中心点处于同一竖直线上;位于铺设框上方的运输杆上部设置有滑槽,所述滑动止挡块与滑槽相匹配并安装于滑槽内,滑动止挡块与铺设框的顶部四角处延伸设置的钢杆固定连接,运输杆由前杆体和后杆体组成,前杆体和后杆体在铺设框和存储架之间的位置铰接,使前杆体相对于后杆体在水平面上转动,铺设框沿Y导轨移动带动滑动止挡块沿滑槽移动,铺设框沿X导轨移动,滑动止挡块随铺设框移动,从而推动前杆体相对于后杆体水平转动,使滑动止挡块的中心点与铺设框的中心点始终处于同一竖直线上,当取砖机构放砖时,取砖机构被滑动止挡块止档,取砖机构的底部中心点与铺设框的中心点处于同一竖直线上;钢杆上分布安装有摄像头,摄像头采集铺设框底部开口下的道路图像,摄像头与电气控制单元连接并将道路图像传输至电气控制单元。
所述走行机构为轮胎式结构,并沿机架底部两侧各分布有一个以上,走行机构的轮胎表面朝外均匀分布斜齿,所述斜齿为橡胶制成,斜齿内部嵌设有钢板。
所述机架的底部四角处连接设置有转向机构,所述转向机构包括万向轮和伸缩油缸,其中伸缩油缸与机架连接,万向轮连接于伸缩油缸的底部并随伸缩油缸上下移动。
所述步骤(4)的具体步骤为摄像头将采集的图像传至电气控制单元,若采集的图像上无标记,电气控制单元发出指令控制取砖机构铺设地砖;若采集的图像上有标记,电气控制单元将图像上的标记信号转化为位移信号并控制铺设框移动,直至摄像头采集的图像上无标记,电气控制单元发出指令控制取砖机构铺设地砖。
所述步骤(6)的具体步骤为:“矩形波”的“波宽”为地砖宽度或长度的N1倍,N1为偶数,当一个“矩形波”形状完成后,铺设装置朝“矩形波”相反的方向旋转90°后前移N2块地砖的宽度或长度,N2为奇数,且N2<N1,铺设装置再朝“矩形波”相反的方向旋转90°,从反向开始铺设下一个“矩形波”形状。
所述N1为2,N2为1,铺设装置上的两侧走行机构之间的距离为偶数倍的地砖的宽度或长度。
与现有技术相比,本发明提供的技术方案有以下优点:本发明中提供的道路地砖自动铺设方法中待铺路基的清理、砂浆层铺设和找平以及后期的已铺设地砖的敲打都是整体施工的,大大节约了施工的时间;同时铺设装置通过激光雷达技术进行自定位,地砖铺设位置准确,而且铺设装置上的摄像头及可调整位置的铺设框实现了地砖铺设过程中地砖铺设位置的进一步调整,满足地砖铺设精度高的要求,而且降低了人工的需求量,人工劳动强度低。另外,通过“矩形波”铺设路线的设置能够保证铺设装置的走行机构在整个铺设过程中均位于同一高度,解决了现有常规方法中铺设装置站位不平的难题。
附图说明
图1为本发明提供的地砖铺设路线的示意图;
图2为本发明提供的道路地砖铺设装置的整体结构示意图;
图3为本发明中走行机构单个部件的侧视图;
图4为本发明中走行机构的局部立体图;
图5为本发明中转向机构的结构示意图;
图6为本发明中吸吊机与运输杆的连接示意图;
图7为本发明中吸吊机的结构示意图;
图8为本发明中吸吊机取砖时的示意图;
图9为本发明中滑动止挡块与滑槽的示意图;
图10为图9中A-A向的截面图;
图11为本发明中运输杆的偏转示意图;
图12为本发明中吸吊机放砖时的示意图;
图中:100-待铺路基,200-地砖,300-地砖铺设路线,1-机架,2-存储架,3-走行机构,31-斜齿,4-铺设框,5-万向轮,6-伸缩油缸,7-Y导轨,8-X导轨,9-运输杆,901-前杆体,902-后杆体,10-吸吊机,1001-多级伸缩气缸,1002-吸盘架,1003-吸盘,1004-斜撑杆,11-支座,12-液压马达,13-齿轮,14-齿条轨道,15-固定止挡块,16-滑动止挡块,1601-滑块,1602-滑杆,17-滑槽,1701-上槽,1702-下槽,18-滚珠,19-钢杆,20-支撑杆,21-摄像头,22-电力单元以及电气控制单元,23-精密铰链。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细具体的说明,但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
本实施例提供的道路地砖自动铺设方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)清理待铺路基100,在待铺路基上铺砂浆层,将砂浆层找平;具体地用模板将待铺路基包围,模板的高度与砂浆层的高度一致,根据待铺路基的面积以及砂浆层的高度计算所需砂浆的总量,通过螺旋搅拌机将所需的砂浆总量一次性均匀铺在待铺路基上,并通过砂浆找平机将砂浆层找平。
(2)根据待铺地砖的尺寸以及预设的砖缝距离,在整个待铺路基的砂浆层上做标记,将待铺路基划分为与待铺地砖形状相匹配的网格型;具体地,每个网格的尺寸为地砖的尺寸加上预设缝隙的尺寸,其中预设的砖缝距离为0.3cm~1cm;标记为彩色标记或者颜色鲜艳的线,标记的宽度为0.1cm~0.3cm。
(3)通过人工将铺设装置移动至初始铺设位,在铺设装置上存储地砖200;地砖的存储可以通过人工或者借用工具完成。
(4)通过铺设装置上摄像头采集的铺设装置上铺设框底部开口的图像,调节铺设装置上铺设框的位置,摄像头将采集的图像传至电气控制单元,若采集的图像上无标记,电气控制单元发出指令控制取砖机构铺设地砖;若采集的图像上有标记,电气控制单元将图像上的标记信号转化为位移信号并控制铺设框移动,直至摄像头采集的图像上无标记,电气控制单元发出指令控制取砖机构铺设地砖,从而确保铺设地砖前,铺设框底部开口处的砂浆层上无标记。由于做标记时,一个网格的尺寸为一块地砖和一个缝隙的尺寸之和,而本实施例中铺设框底部开口的尺寸与一块地砖的尺寸相匹配,也就是说,按照网格铺设时,铺设框底部开口大于网格尺寸,若铺设框底部开口处无标记,此时地砖的铺设误差在可控制的允许范围内。具体地取砖步骤为:铺设装置上的取砖机构将地砖取出并从铺设框顶部竖直下放至待铺路基,取砖机构放下地砖,并竖直向上回归原位。
(5)地砖放下的同时,通过铺设装置上的激光雷达采集的边线信息和环境信息,采用电气控制单元控制铺设装置上的驱动机构,将铺设装置移动到下一个待铺设位置上,并重复步骤(4),后面的地砖铺设均通过激光雷达和电气控制单元定位。具体地,激光雷达采集已铺设地砖和铺设框的边线信息和环境信息,电气控制单元接收信号并控制铺设装置上的驱动机构,从而将铺设装置移动到下一个待铺设位置上,及铺设机构的铺设框对准一个网格标记。
(6)地砖铺设路线300整体呈“矩形波”形状,当一个“矩形波”形状完成后,再从反向进行下一个“矩形波”形状,依次反复,直至待铺路基铺设完成;
具体步骤为:“矩形波”的“波宽”为地砖宽度或长度的N1倍,N1为偶数,“波宽”即图1中标记的L的距离;当一个“矩形波”形状完成后,铺设装置朝“矩形波”相反的方向旋转90°后前移N2块地砖的宽度或长度,N2为奇数,且N2<N1,铺设装置再朝“矩形波”相反的方向旋转90°,从反向开始铺设下一个“矩形波”形状,其中以地砖的宽度还是长度作为标准,取决于铺设装置的左右方向上地砖的尺寸,即若地砖的长度沿铺设装置的左右方向上,此时均以地砖的长度作为标准,即“矩形波”的“波宽”为地砖长度的N1倍。地砖铺设路线如图1所示,该路线能够保证铺设装置的走行机构在整个铺设过程中均位于同一高度,即两侧走行机构同时支撑于砂浆层上,或者同时支撑于已铺设的地砖上,解决了现有常规方法中铺设装置站位不平的难题。本实施例中所述N1为2,N2为1,整个铺设过程只需铺设两个相反的“矩形波”路线,铺设装置上的两侧走行机构之间的距离为偶数倍的地砖的宽度或长度,从而满足两侧走行机构始终处于同一高度。若N1为4,此时N2为1或者3,整个铺设过程只需铺设四个“矩形波”路线,走行机构之间的距离对应调整,满足两侧走行机构始终处于同一高度。为了方便,在规划铺设路线时,尽量通过两个相反的“矩形波”完成铺设。
(7)铺设装置铺设完成后,通过人工完成边角处不足一块地砖尺寸路基的地砖铺设,整个待铺路基的地砖铺设完成后,用地砖敲打机敲打地砖表面,再通过人工完成待铺路基路缘石的铺设。
本实施例中步骤(3)中的铺设装置的结构如图2所示,包括机架1、存储架2、铺设框4、取砖机构、走行机构3、激光雷达(走行机构和激光雷达在图2中未画出)、电力单元以及电气控制单元22,其中取砖机构具体为吸吊机10。
本实施例中走行机构为轮胎式结构,并沿机架底部两侧各分布有一个以上,具体地,机架底部两侧各分布有一排轮胎,轮胎之间分布较紧密,走行机构的轮胎表面朝外均匀分布斜齿31,所述斜齿为橡胶制成,斜齿内部嵌设有钢板,如图3和图4所示。斜齿的设置以及紧密的轮胎排布,能够保证道路地砖铺设装置与砂浆层接触时,整个道路地砖铺设装置通过斜齿支撑于砂浆层上,斜齿与砂浆层的接触面积小,而且斜齿外表面包裹有橡胶,在走行时对砂浆层的损坏较小,也能够保护后期砂浆层上做的网格标记。本实施例中机架的底部四角处连接设置有转向机构(图2中未画出),转向机构的结构如图5所示,所述转向机构包括万向轮5和伸缩油缸6,其中伸缩油缸与机架连接,万向轮连接于伸缩油缸的底部并随伸缩油缸上下移动。具体地,电气控制单元控制伸缩油缸伸缩,当道路地砖铺设装置铺设地砖时,伸缩油缸回缩,道路地砖铺设装置通过走行机构支撑并走行,当道路地砖铺设装置转向时,伸缩油缸伸长,使道路地砖铺设装置通过转向机构支撑,此时通过人过或通过电气控制单元程序控制万向轮转向,从而实现道路地砖铺设装置的整体转向,转向完成后,再回缩伸缩油缸,使道路地砖铺设装置支撑于走行机构上。这样能够保证在地砖铺设时,铺设装置在“矩形波”路线上的转向。
本实施例中机架的前端安装有激光雷达(图中未画出),激光雷达与电气控制单元连接,电气控制单元与走行机构上的驱动电机连接并控制走行机构走行。具体地,激光雷达扫描机架和已铺设地砖的边线并获得机架与铺设位置的相对位置信息,电气控制单元接收边线和位置信息并控制驱动电机将机架移动到铺设位置,从而实现铺设装置的定位功能。当铺设第一块地砖时,可以通过人工将整个装置移动到待铺设的位置,后面的地砖铺设时,道路地砖铺设装置自定位,无需人工移动,自动化程度高。其中整个定位过程中所采用的算法为可采用本领域的常规算法,如中国专利CN112767490A中公开的一种基于激光雷达的室外三维同步定位与建图方法,CN113418525A中公开的一种基于激光雷达成像的自主定位装置及定位方法,CN111240331A中公开的基于激光雷达和里程计SLAM的智能小车定位导航方法及系统,CN111664842A中公开的一种无人扫地机的即时定位与地图构建系统,CN110063157A中公开的一种矮化密植枣树修剪、环割机器人。
本实施例中存储架与地砖形状相匹配并安装于机架的后部,存储架上码放有地砖,铺设地砖前可以通过人工或借用工具将地砖先码放在存储架上,存储架可以为盒状、网架状等结构,本实施例中存储架的底部为平板状,四周为网架状,具体地,存储架四周设置有四根支柱,存储架的四周通过支柱连接有网架(图2中未画出)。
本发明中由于地砖铺设的精度要求较高,所以通过激光雷达对地砖铺设装置自定位后,还对铺设位置进行了进一步的定位,即对铺设框的位置进行调节,具体地原理为:在铺设地砖前,先对路基做标记,在铺设框上方设置摄像头,摄像头拍摄铺设框底部开口下的道路路基,若铺设框底部开口下方的道路上拍摄到标记,说明地砖铺设位置有偏差,此时需要调整铺设框的位置,以使铺设框内无标记,即铺设位置处于误差内。具体地,铺设框4为与地砖形状相匹配的框型结构,铺设框的底部为开口结构,铺设框的顶部四角处延伸设置有钢杆19,钢杆上分布安装有摄像头21,需要确保摄像头能够将铺设框底部开口下的道路图像拍摄完全,另外为了避免拍摄图像有偏差,铺设框的底部离道路路基较近,但是不影响装置的整体走行。摄像头采集铺设框底部开口下的道路图像,摄像头与电气控制单元连接并将道路图像传输至电气控制单元。
铺设框上两个相对的侧面上安装有Y导轨7,两根Y导轨上位于铺设框的两外侧垂直连接有两根X导轨8,X导轨固定安装于机架上,具体地,X导轨可以沿机架的左右方向设置,也可以沿前后方向设置;本实施例中,X导轨沿机架的左右方向设置,对应的Y导轨沿前后方向设置,此时铺设框和Y导轨整体在X导轨上沿左右方向移动,铺设框在Y导轨上沿前后方向移动。本实施例中X导轨和Y导轨均与电气控制单元连接,电气控制单元接收到摄像头传输的图像信号后,将图像信号转变为数字信号,并控制X导轨和Y导轨移动,使铺设框底部开口的道路上无标记,则说明此时的铺设位置在误差控制范围内,地砖铺设位置准确。另外,由于激光雷达的设置,铺设位置已经相对较准确,X导轨和Y导轨的设置则是进一步对铺设位置进行调节,因此本实施例中铺设框的左右移动和前后移动均为微调。
机架上方沿前后方向水平安装连接有运输杆9,运输杆的后端固定于机架上,运输杆上连接有吸吊机10,吸吊机上下升降并沿运输杆在机架上方前后移动。具体地,吸吊机上固定连接有支座11,吸吊机通过支座与运输杆连接并沿运输杆前后移动。
本实施例中运输杆的上部靠近两侧设置有齿条轨道14,支座的内部两侧安装有相连接的液压马达12和齿轮13,支座整体套在运输杆上,使两侧的齿轮与运输杆上两侧的齿条轨道相啮合,并使吸吊机位于运输杆的下方,液压马达驱动齿轮齿条传动,示意图如图6所示,液压马达均与电气控制单元连接,通过电气控制单元控制两个液压马达同步驱动,从而实现吸吊机沿运输杆在机架上方前后移动,从而将地砖从存储架处运输到铺设框处。具体地吸吊机包括多级伸缩气缸1001和吸盘架1002,其中吸盘架的底部均匀分布有吸盘1003,如图7所示,本实施例中吸盘为专用的吸取地砖的吸盘,吸盘架连接于多级伸缩气缸的底部。吸盘架与地砖的形状相匹配且吸盘架的尺寸小于地砖的尺寸,吸吊机与电气控制单元连接,通过电气控制单元控制吸吊机上下移动及取砖和放砖。
运输杆上设置有固定止挡块15和滑动止挡块16,吸吊机在运输杆上移动时,当吸吊机上的支座碰触到固定止挡块和滑动止挡块时,液压马达停止驱动,使吸吊机停止移动。具体地,支座内设置有限位开关(图中未画出),限位开关的位置与固定止挡块和滑动止挡块的位置相对应,所述限位开关与液压马达的电路连接,当支座与固定止挡块或滑动止挡块碰触时,限位开关控制液压马达的电路断开,使液压马达停止工作。在支座上与固定止挡块和滑动止挡块的接触位置上设置限位开关,通过限位开关控制液压马达的停止。
本实施例中固定止挡块固定连接于运输杆的靠近后端的两侧,当吸吊机取砖时,吸吊机被固定止挡块止档,此时吸吊机的底部中心点与存储架的中心点处于同一竖直线上,如图8所示,从而保证吸吊机每次取砖时的位置准确。
本实施例中位于铺设框上方的运输杆上部设置有滑槽17,所述滑动止挡块与滑槽相匹配并安装于滑槽内,如图9和图10所示。具体地,滑动止挡块包括由上到下的滑块1601和滑杆1602,两者固定连接为一体,其中滑块和滑杆均为圆柱体结构,滑块的直径大于滑杆的直径,所述滑槽包括连通的上槽1701和下槽1702,上槽连通运输杆的上表面,所述下槽的宽度与滑块的直径相匹配,所述下槽的上部两侧均分布连接有滚珠18,下槽的高度等于滑块的高度与滚珠的直径之和,确保滑块于下槽尺寸匹配,同时滑块的圆柱体形设置以及滚珠的设置能够保证滑块在下槽内滑动无阻碍。所述上槽的宽度与滑杆的直径相匹配,滑杆伸出上槽并与钢杆19固定连接,从而使运输杆的前部吊挂于铺设框的上方。
当铺设框沿Y导轨移动时,会带动滑动止挡块沿滑槽移动,当铺设框沿X导轨移动时,为了保证滑动止挡块能够随铺设框移动,本实施例中运输杆由前杆体901和后杆体902组成,前杆体和后杆体在铺设框和存储架之间的位置铰接,使前杆体相对于后杆体在水平面上转动。具体地,前杆体和后杆体通过精密铰链23连接,可参考现有技术中的精密铰链,如物联网中使用的精密铰链或者华为折叠屏中的铰链,此处对于精密铰链的结构不再详细说明。由于铺设框的移动均为微调,调节位移远小于前杆体的长度,所以滑动止挡块随铺设框左右移动时,会带动前杆体进行很微小的偏转,其示意图如图11所示,因此不会影响吸吊机在运输杆上的移动。本实施例中在铺设框和存储架之间的位置放置电力单元以及电气控制单元22,电力单元以及电气控制单元设置有安装板,精密铰链的下方及安装板之间连接有支撑杆20,保证连接处的稳定性,并对运输杆中部进行支承。
滑动止挡块随铺设框左右移动或前后移动,从而保证滑动止挡块的中心点与铺设框的中心点始终处于同一竖直线上,如图12所示,当吸吊机放砖时,吸吊机被滑动止挡块止档,本实施例中多级伸缩气缸的中心点与吸盘架的中心点之间的水平距离等于吸吊机放砖时滑动止挡块的中心点与支座的中心点之间的水平距离,从而保证吸吊机的底部中心点与铺设框的中心点始终处于同一竖直线上,确保放砖位置的准确性。所以本实施例中多级伸缩气缸的中心点与吸盘架的中心点不在同一个竖直线上,为了确保吸吊机的稳定性,多级伸缩气缸和吸盘架之间连接有斜撑杆1004,如图7所示。
Claims (10)
1.一种道路地砖自动铺设方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)清理待铺路基,在待铺路基上铺砂浆层,将砂浆层找平;
(2)根据待铺地砖的尺寸以及预设的砖缝距离,在整个待铺路基的砂浆层上做标记,将待铺路基划分为与待铺地砖形状相匹配的网格型;
(3)通过人工将铺设装置移动至初始铺设位,在铺设装置上存储地砖;
(4)通过铺设装置上摄像头采集的铺设装置上铺设框底部开口的图像,调节铺设装置上铺设框的位置,使铺设框底部开口处的砂浆层上无标记,铺设装置上的取砖机构将地砖取出并从铺设框顶部竖直下放至待铺路基,取砖机构放下地砖,并竖直向上回归原位;
(5)地砖放下的同时,通过铺设装置上的激光雷达采集的边线信息和环境信息,采用电气控制单元控制铺设装置上的驱动机构,将铺设装置移动到下一个待铺设位置上,并重复步骤(4),后面的地砖铺设均通过激光雷达和电气控制单元定位;
(6)地砖铺设路线整体呈“矩形波”形状,当一个“矩形波”形状完成后,再从反向进行下一个“矩形波”形状,依次反复,直至待铺路基铺设完成;
(7)铺设装置铺设完成后,通过人工完成边角处不足一块地砖尺寸路基的地砖铺设,整个待铺路基的地砖铺设完成后,用地砖敲打机敲打地砖表面,再通过人工完成待铺路基路缘石的铺设。
2.根据权利要求1所述的道路地砖自动铺设方法,其特征在于:所述步骤(1)中用模板将待铺路基包围,模板的高度与砂浆层的高度一致,根据待铺路基的面积以及砂浆层的高度计算所需砂浆的总量,通过螺旋搅拌机将所需的砂浆总量一次性均匀铺在待铺路基上,并通过砂浆找平机将砂浆层找平。
3.根据权利要求1所述的道路地砖自动铺设方法,其特征在于:所述步骤(2)中预设的砖缝距离为0.3cm~1cm。
4.根据权利要求1所述的道路地砖自动铺设方法,其特征在于:所述步骤(2)中的标记为彩色标记或者颜色鲜艳的线,标记的宽度为0.1cm~0.3cm。
5.根据权利要求1所述的道路地砖自动铺设方法,其特征在于:所述步骤(3)中的铺设装置包括机架、存储架、铺设框、取砖机构、走行机构、激光雷达、电气控制单元和电力单元,激光雷达安装于机架的前端并与电气控制单元连接,电气控制单元与走行机构上的驱动电机连接并控制走行机构走行;所述存储架与地砖形状相匹配并安装于机架的后部,所述铺设框为与地砖形状相匹配的框型结构,铺设框的底部为开口结构,铺设框上两个相对的侧面上安装有Y导轨,两根Y导轨上位于铺设框的两外侧垂直连接有两根X导轨,X导轨固定安装于机架上,机架上方沿前后方向水平安装连接有运输杆,运输杆的后端固定于机架上,取砖机构连接于运输杆上,取砖机构上下升降并沿运输杆移动;运输杆上设置有固定止挡块和滑动止挡块,取砖机构连接于运输杆上,取砖机构上下升降并沿运输杆在机架上方前后移动;固定止挡块固定连接于后杆体的靠近后端的两侧,当取砖机构取砖时,取砖机构被固定止挡块止档,取砖机构的底部中心点与存储架的中心点处于同一竖直线上;位于铺设框上方的运输杆上部设置有滑槽,所述滑动止挡块与滑槽相匹配并安装于滑槽内,滑动止挡块与铺设框的顶部四角处延伸设置的钢杆固定连接,运输杆由前杆体和后杆体组成,前杆体和后杆体在铺设框和存储架之间的位置铰接,使前杆体相对于后杆体在水平面上转动,铺设框沿Y导轨移动带动滑动止挡块沿滑槽移动,铺设框沿X导轨移动,滑动止挡块随铺设框移动,从而推动前杆体相对于后杆体水平转动,使滑动止挡块的中心点与铺设框的中心点始终处于同一竖直线上,当取砖机构放砖时,取砖机构被滑动止挡块止档,取砖机构的底部中心点与铺设框的中心点处于同一竖直线上;钢杆上分布安装有摄像头,摄像头采集铺设框底部开口下的道路图像,摄像头与电气控制单元连接并将道路图像传输至电气控制单元。
6.根据权利要求5所述的道路地砖自动铺设方法,其特征在于:所述走行机构为轮胎式结构,并沿机架底部两侧各分布有一个以上,走行机构的轮胎表面朝外均匀分布斜齿,所述斜齿为橡胶制成,斜齿内部嵌设有钢板。
7.根据权利要求5所述的道路地砖自动铺设方法,其特征在于:所述机架的底部四角处连接设置有转向机构,所述转向机构包括万向轮和伸缩油缸,其中伸缩油缸与机架连接,万向轮连接于伸缩油缸的底部并随伸缩油缸上下移动。
8.根据权利要求1所述的道路地砖自动铺设方法,其特征在于:所述步骤(4)的具体步骤为摄像头将采集的图像传至电气控制单元,若采集的图像上无标记,电气控制单元发出指令控制取砖机构铺设地砖;若采集的图像上有标记,电气控制单元将图像上的标记信号转化为位移信号并控制铺设框移动,直至摄像头采集的图像上无标记,电气控制单元发出指令控制取砖机构铺设地砖。
9.根据权利要求1所述的道路地砖自动铺设方法,其特征在于:所述步骤(6)的具体步骤为:“矩形波”的“波宽”为地砖宽度或长度的N1倍,N1为偶数,当一个“矩形波”形状完成后,铺设装置朝“矩形波”相反的方向旋转90°后前移N2块地砖的宽度或长度,N2为奇数,且N2<N1,铺设装置再朝“矩形波”相反的方向旋转90°,从反向开始铺设下一个“矩形波”形状。
10.根据权利要求9所述的道路地砖自动铺设方法,其特征在于:所述N1为2,N2为1,铺设装置上的两侧走行机构之间的距离为偶数倍的地砖的宽度或长度。
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CN115354543B (zh) | 2023-05-02 |
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