一種建筑的半自動(dòng)碼砌方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑的半自動(dòng)碼砌方法，尤其適用于人口密度較大、戶房型相對(duì)緊湊統(tǒng)一的地方，屬于建筑工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，建筑行業(yè)中所普遍使用的建筑碼砌方法多采用千年未變秦磚漢瓦時(shí)代的人工碼砌法，由于多高層住宅建筑面廣量大人力因素的不可確定性，所以造成這類由人工碼砌的建筑其質(zhì)量難以保證。其中，人力因素的不可確定性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一、不同的建筑工人對(duì)于建筑工程的圖紙、特別是在現(xiàn)場綁扎的鋼筋籠及其砼框架等有著不同的偏差，從而很容易導(dǎo)致其所完成的建筑與設(shè)計(jì)時(shí)的構(gòu)想產(chǎn)生偏差。二、同一建筑在建造時(shí)需要眾多的工人同時(shí)進(jìn)行操作，而工人之間的操作技術(shù)參差不齊，很難保證每個(gè)人之間的水平相當(dāng)，因此在建造時(shí)建筑的質(zhì)量更難被整體把控。
[0003]此外，在部分人口密度較大、住宅建筑面積較小的地區(qū)，尤其是在廣大第三世界國家的部分地區(qū)中，由于人口眾多，其對(duì)建筑的需求量大。在一些地震多發(fā)地區(qū)的大多數(shù)房屋都需要采用一種圓筒形的結(jié)構(gòu)，在靠中心設(shè)置的數(shù)臺(tái)電梯背后予留一直徑為1.5米左右的數(shù)十層樓高直通的風(fēng)井，利用煙囪效應(yīng)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)散熱。這樣的設(shè)計(jì)時(shí)因?yàn)樵趬γ骈L度一定的情況下，圓形的建筑底面可以保證最大的居住面積。這種圓筒形的建筑結(jié)構(gòu)，對(duì)建筑工人及其操作技術(shù)的要求是很高的。與此同時(shí)，在上述的這些地區(qū)中，由于其人口壓力較大，因此對(duì)建筑的工程周期要求短，對(duì)單塊重30公斤左右的聯(lián)鎖裝配式混凝土砌塊，于人力即普通的建造方式在短時(shí)間內(nèi)難以滿足實(shí)際的使用需求。如何能夠?qū)⒃诠S制作的鋼管(鋼筋籠)裝配式混凝土空心砌塊等在較短的工期和較低造價(jià)內(nèi)完成相對(duì)而言復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)就成為了實(shí)際建造過程中的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種適用于人口密度較大、戶型相對(duì)緊湊的地區(qū)的一種建筑的半自動(dòng)碼砌方法。
[0005]本發(fā)明的上述目的一種建筑的半自動(dòng)碼砌方法，其技術(shù)解決方案為:所述建筑由一種以上形狀規(guī)格的砌塊、鋼管、砼樓板及水泥基膠結(jié)劑漿碼砌而成，其特征在于:所述半自動(dòng)碼砌方法基于可移動(dòng)定位并組合復(fù)用的機(jī)器人裝配組件實(shí)現(xiàn)，其中所述機(jī)器人裝配組件由滑軌、PLC程控的升降式滑臺(tái)、機(jī)械臂、提升機(jī)、排孔式定位塊、自動(dòng)螺接裝置、布膠器和混凝土攪拌注漿裝置搭配構(gòu)成，包括步驟:
1、在地基完成的基礎(chǔ)上根據(jù)建筑的平面設(shè)計(jì)圖在建筑內(nèi)距離外墻或內(nèi)墻2米~4米的范圍內(nèi)鋪設(shè)滑軌，在滑軌上裝載受驅(qū)沿滑軌導(dǎo)向平移的升降式滑臺(tái)，并在滑臺(tái)頂面裝接固定一臺(tái)帶自適應(yīng)夾具、吸盤的機(jī)械臂，并將砌塊、鋼管、砼樓板運(yùn)至機(jī)械臂吸或抓取的范圍內(nèi)；
I1、升降式滑臺(tái)的定位及升降控制:在機(jī)械臂空載情況下通過程控驅(qū)動(dòng)升降式滑臺(tái)沿滑軌移動(dòng)定位至作業(yè)區(qū)域，并根據(jù)當(dāng)前砌筑高度程控驅(qū)動(dòng)升降式滑臺(tái)的高度位置，定位升降式滑臺(tái)后允許機(jī)械臂作業(yè)；
II1、機(jī)械臂碼砌控制:根據(jù)建造流程程控機(jī)械臂伸縮、位移，分先后抓取砌塊、鋼管、布膠器或排孔式定位塊，在機(jī)械臂的活動(dòng)范圍內(nèi)逐排碼砌砌塊、涂布磚縫膠接漿料、插接鋼管、套接排孔式定位塊，并操控混凝土攪拌注漿裝置通過足夠長度的軟管自頂側(cè)朝鋼管及部分砌塊內(nèi)的空腔注漿，成型建筑墻面；
IV、在每一樓層高度位置程控操控機(jī)械臂抓取鋼管在墻體上周向設(shè)圈梁并橫向安置于已完成砌筑的豎直墻面的圈梁之間，程控操控機(jī)械臂抓取砼樓板的免拆模板抵靠于橫向鋼管底側(cè)，然后在免拆模板上面設(shè)置鋼筋網(wǎng)片并澆注混凝土漿成型樓面板；
將所述機(jī)器人裝配組件拆解，并經(jīng)施工現(xiàn)場塔吊、井架運(yùn)至上層樓面板重組，重復(fù)步驟I至步驟IV的程控作業(yè)，完成包括外墻及內(nèi)墻的建筑整體碼砌。
[0006]優(yōu)選地，隨所述建筑的碼砌高度增高，所述砌塊、鋼管、砼樓板通過提升機(jī)同步抬升至機(jī)械臂抓取范圍內(nèi)。
[0007]優(yōu)選地，步驟III中碼砌砌塊和插接鋼管為獨(dú)立受控的動(dòng)作，并在需要混凝土注漿時(shí)套接排孔式定位塊定位各鋼管的間隔距離，所述排孔式定位塊內(nèi)插接有軟管振動(dòng)器，批量振動(dòng)并飽和填充空腔；或以自流平混凝土漿填實(shí)鋼管孔并通過管壁流漿孔漏出部分混凝土漿填實(shí)管壁外圍和砌塊孔壁的間隙。
[0008]優(yōu)選地，所述鋼管端部設(shè)有內(nèi)螺紋且鋼管隨建筑碼砌高度增加需通過外螺紋接頭續(xù)接，所述機(jī)械臂程控抓取自動(dòng)螺接裝置逐根或批量螺接鋼管。
[0009]優(yōu)選地，在所碼砌的建筑豎直墻面橫向周長內(nèi)，所述滑軌內(nèi)分段設(shè)有數(shù)臺(tái)升降式滑臺(tái)及其頂部組裝的機(jī)械臂，多機(jī)械臂分別獨(dú)立受控、分段碼砌。
[0010]優(yōu)選地，所述建筑主體呈圓形且所用砌塊對(duì)應(yīng)圓形建筑直徑設(shè)為微弧形，所述鋪設(shè)的滑軌為環(huán)形滑軌，滑軌上裝載一臺(tái)或數(shù)臺(tái)沿滑軌受驅(qū)導(dǎo)向平移的升降式滑臺(tái)及其頂部組裝的機(jī)械臂。
[0011]優(yōu)選地，所述建筑主體內(nèi)設(shè)有數(shù)個(gè)面積25m2以下的腔室，且沿各腔室的中心連線鋪設(shè)滑軌，并在滑軌上裝載一臺(tái)或數(shù)臺(tái)沿滑軌受驅(qū)導(dǎo)向平移的升降式滑臺(tái)及其頂部組裝的機(jī)械臂。
[0012]優(yōu)選地，所述各腔室之間設(shè)有透光隔音玻璃，隨碼砌作業(yè)的進(jìn)行，程控機(jī)械臂轉(zhuǎn)動(dòng)抓取透光隔音玻璃、嵌入已完成碼砌的部分墻體中固定。
[0013]優(yōu)選地，在完成建筑主體的碼砌后，在建筑外側(cè)墻面貼附光伏電池板，且全部光伏電池板匯連輸出至變壓器及蓄電池。
[0014]優(yōu)選地，在完成建筑主體的碼砌后，在建筑外側(cè)墻面砌塊中垂直向嵌合設(shè)置數(shù)排帶有管柱和自動(dòng)滲灌水管的綠花盆塊，并栽種花木綠色枝條作為外飾面。
[0015]本發(fā)明的上述目的一種建筑的半自動(dòng)碼砌方法，其另一個(gè)技術(shù)解決方案為:所述建筑由一種以上形狀規(guī)格的砌塊、鋼管、砼樓板及水泥基膠結(jié)劑漿碼砌而成，其特征在于:所述半自動(dòng)碼砌方法基于可移動(dòng)定位并組合復(fù)用的機(jī)器人裝配組件實(shí)現(xiàn)，其中所述機(jī)器人裝配組件由門吊梁、PLC程控的升降式支撐滑臺(tái)、機(jī)械臂、塔吊、排孔式定位塊、自動(dòng)螺接裝置、布膠器和混凝土攪拌注漿裝置搭配構(gòu)成，包括步驟:
1、在地基完成的基礎(chǔ)上根據(jù)建筑的平面設(shè)計(jì)圖在建筑橫向排布設(shè)有兩臺(tái)以上PLC程控的升降式支撐滑臺(tái)，并將門吊梁接設(shè)于PLC程控的升降式支撐滑臺(tái)上，而后在門吊梁上掛設(shè)數(shù)個(gè)相隔一段距離且?guī)ё赃m應(yīng)夾具、吸盤的機(jī)械臂，且機(jī)械臂的作業(yè)范圍滿足建筑的外墻與內(nèi)墻砌筑；
I1、門吊梁的定位及升降控制:在機(jī)械臂空載情況下PLC程控升降式支撐滑臺(tái)沿自設(shè)、相對(duì)建筑豎向的導(dǎo)軌移動(dòng)并定位至作業(yè)區(qū)域，并隨當(dāng)前樓層的砌筑高度程控調(diào)整門吊梁的高度位置，雙向調(diào)節(jié)完成后允許機(jī)械臂作業(yè)；
II1、機(jī)械臂碼砌控制:門吊梁上的機(jī)械臂根據(jù)建造流程受控在各自的作業(yè)范圍內(nèi)分先后抓取砌塊、鋼管、布膠器、排孔式定位塊或砼樓板，在機(jī)械臂的擺動(dòng)、伸縮范圍內(nèi)逐排碼砌砌塊、涂布磚縫膠結(jié)漿料、插接鋼管、套接排孔式定位塊，并操控混凝土攪拌注漿裝置通過足夠長度的軟管自頂側(cè)朝鋼管及部分砌塊內(nèi)的空腔注漿，沿門吊梁逐排同步皇砌多面平行墻面；
IV、在每一樓層高度位置操控塔吊將門吊梁、PLC程控的升降式支撐滑臺(tái)、機(jī)械臂吊離建筑，并吊裝鋼管于已砌筑的墻面頂部完成圈梁及砼樓板的免拆模板安