自動(dòng)磚塊鋪設(shè)機(jī)三維造型設(shè)計(jì)

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1前言

1.1技術(shù)現(xiàn)狀

新型馬路鋪設(shè)機(jī)械主要是一種依靠人工組磚，通過機(jī)械傳動(dòng)及機(jī)械整體移動(dòng)將磚層整體鋪向地面的一種機(jī)械。通過這種整體性工作使效率大大提高。但是目前國內(nèi)在道路鋪設(shè)過程中面臨問題的根本——占用過多人力資源并沒有解決。

1.2該機(jī)械創(chuàng)新之處

我們致力于解決這一痛點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)道路鋪設(shè)機(jī)來解決這個(gè)問題，只需將磚傾入機(jī)械，自動(dòng)鋪設(shè)。盡可能多的節(jié)約人力物力。

2總體結(jié)構(gòu)

2.1動(dòng)力

本機(jī)械采用柴油機(jī)提供動(dòng)力，所選用的型號(hào)為NTA855-C360，四缸，壓縮比較大，轉(zhuǎn)速為廣泛用于工程機(jī)械，可以為馬路鋪設(shè)機(jī)械提供足夠強(qiáng)勁的動(dòng)力。

2.2外形與性能參數(shù)

外形尺寸：（長*寬*高）3.65*1.32*1.21（m）鋪設(shè)結(jié)構(gòu)重量:0.9（t）材料：主體結(jié)構(gòu)選用材料：40鋼滾輪部分:塑料材料進(jìn)料磚塊尺寸：200*100*30、200*100*40、200*100*50（mm）最大鋪磚速度：5.7m/min最小鋪磚速度：0.3m/min最適鋪磚速度：0.5m/min經(jīng)仿真測試力學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3分部結(jié)構(gòu)說明

3.1車架

主體車架采用普通履帶車架履帶車架，履帶采用型號(hào)為DD-GR-COO的履帶車架，履帶使用塑膠材料。履帶與地面接觸面積較大，產(chǎn)生較大摩擦力，塑膠履帶對(duì)地面的破壞較小。

3.2上車架

采用鋼條、無縫鋼管和槽型鋼，槽型鋼用來支撐整個(gè)車身，兩邊的支撐構(gòu)件用來祈禱固定和支撐儲(chǔ)磚裝置，背后設(shè)計(jì)護(hù)欄以保護(hù)操作人會(huì)員安全。

3.3儲(chǔ)磚裝置

采用焊接的方式，固定在上車架上面，其中有一平面與磚面工作面相平行，以擴(kuò)大儲(chǔ)存空間的作用，而不影響輸磚面工作。

3.4磚面工作面

此結(jié)構(gòu)固定在上車架上，采用高強(qiáng)度鋼材料以加強(qiáng)強(qiáng)度，讓磚在下降的過程中可以獲得更大的加速度，從提高工作效率。磚面工作面包含兩個(gè)構(gòu)件：

3.4.1液壓推磚構(gòu)件（帶有位移傳感器）此構(gòu)件利用液壓進(jìn)行動(dòng)力傳送，其中推磚板可以繞其連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以人工進(jìn)行固定推磚板轉(zhuǎn)過一定角度（見圖示）。連接桿上帶有的位移傳感器用來檢測一排磚是否碼好，測量位移為零時(shí)說明一排磚已經(jīng)碼好了，當(dāng)一排磚碼好之后向計(jì)算機(jī)輸入信號(hào)，并由計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)齒輪運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而齒條向下運(yùn)動(dòng)，將磚塊送到可自由下落的單向曲線導(dǎo)軌上，并自由下落。

3.4.2磚塊下降構(gòu)件由兩塊帶有電磁繼電器的薄板組成，主要用來夾緊磚塊和控制磚塊上移。下夾板通過鐵管與下磚面的圓柱相連接，可以產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)構(gòu)件為其齒輪和齒條構(gòu)成的齒輪系，電動(dòng)機(jī)為其提供動(dòng)力。上夾板通過彈簧和儲(chǔ)磚構(gòu)件連接，其高度可調(diào)。

3.5磚面工作面

工作面分為兩塊，上工作面固定，并且摩擦力小于下工作面，這樣有利于磚滑向下磚面。下工作面為大摩擦力材料制成的傳送帶，在兩側(cè)邊緣內(nèi)側(cè)加工出齒槽，與齒輪配合完成磚塊的傳送。

3.6擋磚桿

由一根直徑為6mm的桿組成，加上其走軌形成擋磚構(gòu)件，該構(gòu)件只有在鋪第一排磚才發(fā)揮作用。在排第一排磚時(shí)能夠?qū)Υu塊的下滑起到一定的阻礙，使其不至于直接下滑，而只有在下一排磚的壓力下開始向下滑。

3.7帶滾輪的支撐桿

由72個(gè)滾輪和上下兩個(gè)鐵片構(gòu)成。其上部與工作面相切，可以在工作面內(nèi)左右移動(dòng)。其下部帶有傳感器和在路基上走的輪子。

4使用說明

（1）擋板獲取儲(chǔ)存在儲(chǔ)磚槽里的磚塊

（2）微機(jī)控制液壓系統(tǒng)將磚的任意一個(gè)面緊靠液壓推動(dòng)部件并使磚塊中心對(duì)準(zhǔn)其連接桿中心，并置于工作面上。與此同時(shí)向控制電磁繼電器的開關(guān)發(fā)出指令，接通電流，薄板夾緊磚塊。

（3）液壓泵泵出液壓油推動(dòng)磚塊沿直線向相對(duì)的另一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)接觸到另一邊的邊緣或者接觸到磚塊時(shí)，液壓推動(dòng)部件旋轉(zhuǎn)一定角度（此步驟用來鋪設(shè)花紋，若不需要擺出花紋則不需要旋轉(zhuǎn)，直接進(jìn)行下一步）。

（4）重復(fù)執(zhí)行步驟2、3，直到液壓推動(dòng)機(jī)構(gòu)連接桿上的位移傳感器檢測為零，表示排磚都已經(jīng)碼好，并將信息返回微機(jī)進(jìn)行處理。

（5）微機(jī)發(fā)出指令，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)工作面向下運(yùn)動(dòng)一段距離，之后將磚塊放到擋板處，在重力的作用下，磚塊隨擋板漸漸下降，擋板最終下降到擋板槽內(nèi)，磚塊便可自由下降，完成整排鋪路工作。電磁繼電器斷電，薄板在彈簧彈力的作用下回歸原位。返程再進(jìn)行下一排磚的排列。

（6）如此循環(huán)往復(fù)，完成道路鋪設(shè)。

5結(jié)語

在實(shí)地考察并進(jìn)行模擬工作后，我們發(fā)現(xiàn)該機(jī)械需配合壓實(shí)機(jī)械一起使用，因壓實(shí)機(jī)械現(xiàn)已獨(dú)立成體，本機(jī)械為不再雜糅，故不直接作出。從生產(chǎn)一線出發(fā)，著眼需求生產(chǎn)中的痛點(diǎn)，是創(chuàng)造更好生活的開始。在本機(jī)械的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，我們始終立足于生產(chǎn)，致力于于解決生產(chǎn)中存在的問題。在后續(xù)使用過程中，我們還會(huì)繼續(xù)優(yōu)化。

作者：張迪 樊華飛 劉拼拼 許龍 單位：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)