自動磚塊鋪設機三維造型設計

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1前言

1.1技術現(xiàn)狀

新型馬路鋪設機械主要是一種依靠人工組磚，通過機械傳動及機械整體移動將磚層整體鋪向地面的一種機械。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該機械創(chuàng)新之處

我們致力于解決這一痛點，通過設計一種全自動道路鋪設機來解決這個問題，只需將磚傾入機械，自動鋪設。盡可能多的節(jié)約人力物力。

2總體結構

2.1動力

本機械采用柴油機提供動力，所選用的型號為NTA855-C360，四缸，壓縮比較大，轉速為廣泛用于工程機械，可以為馬路鋪設機械提供足夠強勁的動力。

2.2外形與性能參數(shù)

外形尺寸：（長*寬*高）3.65*1.32*1.21（m）鋪設結構重量:0.9（t）材料：主體結構選用材料：40鋼滾輪部分:塑料材料進料磚塊尺寸：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)仿真測試力學結構穩(wěn)定。

3分部結構說明

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車身，兩邊的支撐構件用來祈禱固定和支撐儲磚裝置，背后設計護欄以保護操作人會員安全。

3.3儲磚裝置

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，以擴大儲存空間的作用，而不影響輸磚面工作。

3.4磚面工作面

此結構固定在上車架上，采用高強度鋼材料以加強強度，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構件：

3.4.1液壓推磚構件（帶有位移傳感器）此構件利用液壓進行動力傳送，其中推磚板可以繞其連接桿轉動，也可以人工進行固定推磚板轉過一定角度（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，測量位移為零時說明一排磚已經(jīng)碼好了，當一排磚碼好之后向計算機輸入信號，并由計算機發(fā)出信號給驅動齒輪運動的電動機，電動機帶動齒輪旋轉，從而齒條向下運動，將磚塊送到可自由下落的單向曲線導軌上，并自由下落。

3.4.2磚塊下降構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)生相對運動，傳動構件為其齒輪和齒條構成的齒輪系，電動機為其提供動力。上夾板通過彈簧和儲磚構件連接，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，在兩側邊緣內(nèi)側加工出齒槽，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件，該構件只有在鋪第一排磚才發(fā)揮作用。在排第一排磚時能夠對磚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個滾輪和上下兩個鐵片構成。其上部與工作面相切，可以在工作面內(nèi)左右移動。其下部帶有傳感器和在路基上走的輪子。

4使用說明

（1）擋板獲取儲存在儲磚槽里的磚塊

（2）微機控制液壓系統(tǒng)將磚的任意一個面緊靠液壓推動部件并使磚塊中心對準其連接桿中心，并置于工作面上。與此同時向控制電磁繼電器的開關發(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磚塊沿直線向相對的另一個方向運動，當接觸到另一邊的邊緣或者接觸到磚塊時，液壓推動部件旋轉一定角度（此步驟用來鋪設花紋，若不需要擺出花紋則不需要旋轉，直接進行下一步）。

（4）重復執(zhí)行步驟2、3，直到液壓推動機構連接桿上的位移傳感器檢測為零，表示排磚都已經(jīng)碼好，并將信息返回微機進行處理。

（5）微機發(fā)出指令，齒輪轉動并帶動工作面向下運動一段距離，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。返程再進行下一排磚的排列。

（6）如此循環(huán)往復，完成道路鋪設。

5結語

在實地考察并進行模擬工作后，我們發(fā)現(xiàn)該機械需配合壓實機械一起使用，因壓實機械現(xiàn)已獨立成體，本機械為不再雜糅，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，是創(chuàng)造更好生活的開始。在本機械的設計生產(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