自动砖块铺设机三维造型设计

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1前言

1.1技术现状

新型马路铺设机械主要是一种依靠人工组砖，通过机械传动及机械整体移动将砖层整体铺向地面的一种机械。通过这种整体性工作使效率大大提高。但是目前国内在道路铺设过程中面临问题的根本——占用过多人力资源并没有解决。

1.2该机械创新之处

我们致力于解决这一痛点，通过设计一种全自动道路铺设机来解决这个问题，只需将砖倾入机械，自动铺设。尽可能多的节约人力物力。

2总体结构

2.1动力

本机械采用柴油机提供动力，所选用的型号为NTA855-C360，四缸，压缩比较大，转速为广泛用于工程机械，可以为马路铺设机械提供足够强劲的动力。

2.2外形与性能参数

外形尺寸：（长*宽*高）3.65*1.32*1.21（m）铺设结构重量:0.9（t）材料：主体结构选用材料：40钢滚轮部分:塑料材料进料砖块尺寸：200*100*30、200*100*40、200*100*50（mm）最大铺砖速度：5.7m/min最小铺砖速度：0.3m/min最适铺砖速度：0.5m/min经仿真测试力学结构稳定。

3分部结构说明

3.1车架

主体车架采用普通履带车架履带车架，履带采用型号为DD-GR-COO的履带车架，履带使用塑胶材料。履带与地面接触面积较大，产生较大摩擦力，塑胶履带对地面的破坏较小。

3.2上车架

采用钢条、无缝钢管和槽型钢，槽型钢用来支撑整个车身，两边的支撑构件用来祈祷固定和支撑储砖装置，背后设计护栏以保护操作人会员安全。

3.3储砖装置

采用焊接的方式，固定在上车架上面，其中有一平面与砖面工作面相平行，以扩大储存空间的作用，而不影响输砖面工作。

3.4砖面工作面

此结构固定在上车架上，采用高强度钢材料以加强强度，让砖在下降的过程中可以获得更大的加速度，从提高工作效率。砖面工作面包含两个构件：

3.4.1液压推砖构件（带有位移传感器）此构件利用液压进行动力传送，其中推砖板可以绕其连接杆转动，也可以人工进行固定推砖板转过一定角度（见图示）。连接杆上带有的位移传感器用来检测一排砖是否码好，测量位移为零时说明一排砖已经码好了，当一排砖码好之后向计算机输入信号，并由计算机发出信号给驱动齿轮运动的电动机，电动机带动齿轮旋转，从而齿条向下运动，将砖块送到可自由下落的单向曲线导轨上，并自由下落。

3.4.2砖块下降构件由两块带有电磁继电器的薄板组成，主要用来夹紧砖块和控制砖块上移。下夹板通过铁管与下砖面的圆柱相连接，可以产生相对运动，传动构件为其齿轮和齿条构成的齿轮系，电动机为其提供动力。上夹板通过弹簧和储砖构件连接，其高度可调。

3.5砖面工作面

工作面分为两块，上工作面固定，并且摩擦力小于下工作面，这样有利于砖滑向下砖面。下工作面为大摩擦力材料制成的传送带，在两侧边缘内侧加工出齿槽，与齿轮配合完成砖块的传送。

3.6挡砖杆

由一根直径为6mm的杆组成，加上其走轨形成挡砖构件，该构件只有在铺第一排砖才发挥作用。在排第一排砖时能够对砖块的下滑起到一定的阻碍，使其不至于直接下滑，而只有在下一排砖的压力下开始向下滑。

3.7带滚轮的支撑杆

由72个滚轮和上下两个铁片构成。其上部与工作面相切，可以在工作面内左右移动。其下部带有传感器和在路基上走的轮子。

4使用说明

（1）挡板获取储存在储砖槽里的砖块

（2）微机控制液压系统将砖的任意一个面紧靠液压推动部件并使砖块中心对准其连接杆中心，并置于工作面上。与此同时向控制电磁继电器的开关发出指令，接通电流，薄板夹紧砖块。

（3）液压泵泵出液压油推动砖块沿直线向相对的另一个方向运动，当接触到另一边的边缘或者接触到砖块时，液压推动部件旋转一定角度（此步骤用来铺设花纹，若不需要摆出花纹则不需要旋转，直接进行下一步）。

（4）重复执行步骤2、3，直到液压推动机构连接杆上的位移传感器检测为零，表示排砖都已经码好，并将信息返回微机进行处理。

（5）微机发出指令，齿轮转动并带动工作面向下运动一段距离，之后将砖块放到挡板处，在重力的作用下，砖块随挡板渐渐下降，挡板最终下降到挡板槽内，砖块便可自由下降，完成整排铺路工作。电磁继电器断电，薄板在弹簧弹力的作用下回归原位。返程再进行下一排砖的排列。

（6）如此循环往复，完成道路铺设。

5结语

在实地考察并进行模拟工作后，我们发现该机械需配合压实机械一起使用，因压实机械现已独立成体，本机械为不再杂糅，故不直接作出。从生产一线出发，着眼需求生产中的痛点，是创造更好生活的开始。在本机械的设计生产过程中，我们始终立足于生产，致力于于解决生产中存在的问题。在后续使用过程中，我们还会继续优化。

作者：张迪 樊华飞 刘拼拼 许龙 单位：南京农业大学