一种透光混凝土的自动打孔及光纤排布装置及其排布方法与流程

本发明涉及一种透光混凝土的自动打孔及光纤排布装置及其排布方法。

背景技术：

随着人类社会文明发展至今，科学与艺术的进步不断促进建筑领域的完善，水泥的诞生无疑作为里程碑式的存在。水泥混凝土这一人造建筑材料不仅耐久，且价格较为低廉，正是因为它具备这样的优势，时至今日还依旧占领着建筑材料的主流。早在2002年一位匈牙利的建筑师aronlosonczj首次发明出透光混凝土，并将它命名为litracon，这一发明得到了各国业内的认可并得到了广泛的应用，现有一种透光混凝土方法是把光纤规整的埋入水泥混凝土中，经过加工处理制备出一种功能性极强的建材——透光混凝土，然而现有的方式是在水泥混凝土成型过程或成型前穿入采用人工操作，不仅复杂也容易导致质量参差不齐效率低，而且制备成本很高。

技术实现要素：

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是现有的透光混凝土需要在成型过程中在内部人工导入光纤，效率低造价高。

本发明的具体实施方案是：一种透光混凝土的自动打孔及光纤排布装置，包括底座及设置于底座上用于固定成型混凝土模板的一对模板凹槽，所述底座两侧具有用于向模板钻孔的钻孔装置，两个模板凹槽相互背离的一侧及两个模板凹槽之间各设置有用于向模板插入并导向光纤的轧辊装置，所述底座上固定有对应轧辊装置数量的横向导轨，各个横向导轨上滑动配合有横向滑块，各个横向滑块纵向固定有纵向导轨，各个轧辊装置分别滑动配合于其中一个纵向导轨，各个横向滑块上设置有驱动轧辊装置沿纵向导轨升降的纵向驱动装置，纵向导轨沿横向导轨横向移动的横向驱动装置，所述轧辊装置包括固定板，所述固定板上具有多对能转动的夹辊，所述夹辊由驱动装置驱动相向旋转，所述固定板两侧具有以供光纤通入的导向孔。

进一步的，所述钻孔装置包括固定于底座上的固定刀架，所述固定刀架上固定有垂直于模板设置钻孔导轨，所述钻孔导轨上滑动配合有钻孔滑块，所述钻孔滑块上部设置有用于向模板钻孔的钻头，所述钻头由钻头电机驱动转动，所述固定刀架上部还具有驱动固定刀架向模板方向滑移的钻头滑移驱动装置。

进一步的，所述钻孔装置与模板凹槽之间还设置有实现将轧辊装置导出光纤调转方向的换向装置，所述底座上具有纵向设置的换向导轨，换向导轨上滑动配合有换向滑块，所述换向装置下方具有推动换向装置沿纵向升降的换向升降装置，所述底座上还固定有能驱动换向导轨横向移动的换向横移装置。

进一步的，所述换向装置包括台座，所述台座上铰接有能转动的圆形的转盘，所述转盘旁侧具有一卡位器，所述卡位器包括卡位座，所述卡位座包括底板及固定于底板上围合形成槽道的侧板，所述槽道内经弹簧连接有卡位滑块，所述卡位滑块朝向转盘的一端具有凸部，所述转盘具有一对能与卡位滑块凸部配合的定位槽，所述定位槽在转盘上的间隔为180°，所述卡位座经连杆与一转轴固定连接，所述转轴与转盘同轴，所述底板具有定位通孔，所述卡位滑块底部具有插入定位通孔内的顶销，所述转盘下方具有固定于台座的顶杆，所述凸部及转盘定位通孔的上表面各延伸有纵向夹板，所述纵向夹板上部对应设置有弧形夹槽，所述顶杆侧部为斜面当卡位座转动时，顶杆能接触顶销使卡位滑块的凸部克服弹簧弹力脱离定位槽，所述转轴由卡位电机驱动转动。

进一步的，所述横向驱动装置为横向液压缸，横向液压缸的伸缩端固定连接与横向滑块一驱动横向滑块沿横向导轨横向移动，所述纵向驱动装置为固定于横向滑块上的纵向液压缸，纵向液压缸的伸缩端固定连接于固定板。

进一步的，所述固定板朝向纵向导轨一侧具有与纵向导轨配合的导槽，所述固定板的经轴承与各个夹辊连接，每对夹辊之间留有光纤通入的间隙，所述固定座内固定有驱动每对夹辊中的其中一个夹辊转动的夹辊电机，每对夹辊同轴固定有相互啮合的齿轮，夹辊电机驱动其中一个夹辊转动并带动另一个夹辊相向转动以实现对光纤的输出。

进一步的，所述固定刀架上具有纵向刀架凸轨，所述钻孔导轨的侧部与纵向刀架凸轨滑动配合，所述钻孔导轨的下部固定于一纵向设置的刀架升降气缸的伸缩端，所述刀架升降气缸固定于底座上。

进一步的，所述底座上方具有能扣于模板顶部的顶板，所述顶板下表面固定有扣入模板上部的辅助凹槽，所述换向升降装置及换向横移装置为换向电缸、换向气缸或换向液压缸。

进一步的，所述横向导轨为经轴承座固定于座上的丝杠，所述横向滑块与丝杠螺纹配合，所述丝杠经轴承座固定于底座，所述各个丝杠的端部具有链轮，各个链轮外套设有链条，其中一个丝杠由丝杠电机驱动转动从而实现各个丝杠同步带动各个横向滑块同步移动。

一种透光混凝土的自动打孔及光纤排布方法，其特征在于，利用如权利要求4所述的一种透光混凝土的自动打孔及光纤排布装置，所述轧辊装置具有三个，包括由右侧向左侧依次设置的为第一轧辊装置、第二轧辊装置及第三轧辊装置，所述第一轧辊装置及第三轧辊装置的外侧具有换向装置，具体包括以下工作步骤步骤：

（1）在模板凹槽内放置模板，利用各个模板旁侧的钻孔装置对模板进行钻孔，所述钻孔装置的钻头滑移驱动装置用于驱动钻头向模板方向移动，钻头依靠钻头电机转动实现对模板满足，工作时光纤端部固定有引导光纤增加光纤硬度的引针；

（2）引针带动光纤夹于第一轧辊装置的夹辊内，夹辊电机驱动由右侧向左侧依次为第一轧辊装置、第二轧辊装置及第三轧辊装置、初始时在钻孔完成后，引针由人工放置于第一轧辊装置的导向孔穿入并各个轧辊装置的夹辊将光纤输出，光纤依次经过第一轧辊装置的夹辊、右侧模板上的通孔、第二轧辊装置的夹辊、左侧模板上的通孔最后由第三轧辊装置的夹辊输出从而实现光纤的穿出；

（3）第三轧辊装置的夹辊输出后的光纤，初始状态下，换向装置上凸部扣入转盘其中一个定位槽内，的凸部及转盘上表面各的纵向夹板相互配合形成以供引针穿过的夹孔，卡位座在转动的过程中同步拨动转盘转动，光纤插入纵向夹板构成的定位通孔之间，之后卡位电机驱动卡位座及转盘同步转动从而带动光纤同步转动一定角度，实现光纤掉头，之后第三轧辊装置平移至下一排通孔位置，之后卡位座继续转动直至转动达到180°，第二轧辊装置及第一轧辊装置将光纤输出并使光纤端部的引针进入第三轧辊的夹辊中由第三轧辊拉动光纤移动，当卡位座510继续转动直至转动超过180°时立即顶销会接触到顶杆，顶杆将顶销沿定位通孔512方向抵顶，使卡位滑块的凸部克服弹簧弹力脱离定位槽同步松开纵向夹板对光纤的限位，卡位座继续转动并移动至转盘的另一个定位槽上；

（4）之后卡位座在换向升降装置的驱动下下行并使卡位座的纵向夹板脱离光纤，此时光纤由第三轧辊装置的夹辊及模板支撑，之后反向利用第三轧辊装置的夹辊将光纤依次经过左侧模板上的通孔、第二轧辊装置的夹辊、右侧模板上的通孔最后由第一轧辊装置的夹辊输出从而实现光纤的回穿；

（5）回穿时，第二轧辊装置移动至与第三轧辊装置出料端平齐的位置承接由第三轧辊装置出料输出的光纤，当光纤进入第二轧辊装置内的夹辊后，第一轧辊装置移动至与第二轧辊装平齐位置；

（6）所述第一轧辊装置的输出端与位于右侧的钻孔装置之间也设置有换向装置，该换向装置与位于左侧的换向装置结构相同，换向过程中右侧的换向装置旋转方向与左侧换向装置的旋转方向相反，从而能够实现对光纤的再次换向；

（7）位于右侧的换向装置将光纤输出至第一轧辊装置内再由第一轧辊输出穿过右侧模板上的通孔。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过利用轧辊装置及钻孔装置能够整合透光混凝土制备过程中的钻孔和光纤排布环节，所采用的自动化生产方式能够大大减少传统透光混凝土生产的劳动力从而达到效率的提高。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明正视结构示意图。

图3为本发明钻孔装置结构俯视结构示意图。

图4为本发明压辊装置结构示意图（未示意夹辊电机）。

图5为本发明结构示意图换向装置固定结构示意图。

图6为本发明换向装置结构示意图（未示意卡位电机）。

图7为本发明图6后视图结构示意图。

图8为本发明顶板结构示意图。

图9为本发明带有顶板状态的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1～9所示，一种透光混凝土的自动打孔及光纤排布装置，包括底座10及设置于底座上用于固定成型混凝土模板的一对模板凹槽110，所述底座两侧具有用于向模板100钻孔的钻孔装置20，两个模板凹槽相互背离的一侧及两个模板凹槽之间各设置有一个用于向模板插入并导向光纤的轧辊装置30。

本实施例中，模板100的材料可以根据实际情况设计，模板凹槽110大小根据模板厚度设计，为了能够满足在成型混凝土的模板上将光纤穿入两个模板之间，为此需要对两个模板100进行钻孔，钻孔的大小和路径位置根据设计需求制定。

本实施例中，所述钻孔装置包括固定于底座上的固定刀架210，所述固定刀架上固定有垂直于模板设置钻孔导轨220，所述钻孔导轨220上滑动配合有钻孔滑块230，所述钻孔滑块上部设置有用于向模板钻孔的钻头240，所述钻头由钻头电机驱动转动，所述固定刀架上部还具有驱动固定刀架向模板方向滑移的钻头滑移驱动装置。

本实施例中，所述的固定刀架可以固定在底座上，也可以通过固定在横向布设的电缸、气缸或液压缸的伸缩端上进行横向的移动，钻头电机驱动钻头转动实现对模板的钻孔工作，钻头的数量可以根据需要设计。

本实施例中，所述固定刀架210上具有纵向刀架凸轨211，所述钻孔导轨的侧部通过凹凸面与纵向刀架凸轨滑动配合，所述钻孔导轨的下部固定于一纵向设置的刀架升降气缸（图中未示）的伸缩端，所述刀架升降气缸固定于底座上。刀架升降气缸的纵向移动满足钻孔导轨带动钻头整体进行上下移动，满足钻头在高度方向的变化，而钻头滑移驱动装置用于驱动钻头向模板100方向移动，满足钻头工作需求，钻孔装置为与整体机构的最外侧，设计时，位于内侧的钻孔导轨其横向位移长度以超过模板长度为佳，以避免与钻头发生干涉。

钻头滑移驱动装置可以是电缸、气缸或液压缸，钻头滑移驱动装置固定在钻孔导轨220上伸缩端推动钻孔滑块230沿钻孔导轨220移动，钻头电机固定在钻孔导轨220上驱动钻头240转动。

为了实现多个钻头由同一个钻头电机驱动转动，本实施例视图中相邻钻头同轴固定有相互啮合的传动齿轮从而实现钻头的同步转动，钻孔导轨220与钻孔滑块230可以是常规的倒锥状、燕尾状或其他能保证钻孔滑块仅能沿钻孔导轨长度方向移动的限位形状。

为了满足轧辊装置30在模板钻孔平面对各个钻孔位置进行导向光纤，轧辊装置30需要能够满足在纵向和横向方向的移动，本实施例中在两个模板凹槽相互背离的一侧及两个模板凹槽之间各设置有一个用于向模板插入并导向光纤的轧辊装置30，实际设计中可以根据需要增加轧辊装置30的数量从而保证光纤导向过程中的稳定。

本实施例中，所述底座上固定有对应轧辊装置数量的横向导轨，各个横向导轨上滑动配合有横向滑块，各个横向滑块纵向固定有纵向导轨130，各个轧辊装置分别滑动配合于其中一个纵向导轨130，各个横向滑块上设置有驱动轧辊装置沿纵向导轨升降的纵向驱动装置，纵向导轨沿横向导轨横向移动的横向驱动装置。横向导轨、横向滑块、纵向导轨及在纵向导轨上滑动的固定板构成了二轴联动机构，各个轧辊装置30能够通过该单独设置的驱动机构实现满足在纵向和横向方向的移动。

所述轧辊装置包括固定板310，所述固定板上具有多对能转动的夹辊320，所述夹辊由驱动装置驱动相向旋转，所述固定板两侧具有以供光纤通入的导向孔330，导向孔330轴向位于各个夹辊之间。

所述固定板310朝向纵向导轨一侧具有与纵向导轨配合的导槽，所述固定板的经轴承与各个夹辊320连接，每对夹辊之间留有光纤通入的间隙，所述固定座内固定有驱动每对夹辊中的其中一个夹辊转动的夹辊电机，每对夹辊同轴固定有相互啮合的齿轮，夹辊电机驱动其中一个夹辊转动并带动另一个夹辊相向转动以实现对光纤的输出，同一个固定板310上每对夹辊输送方向相同。

工作时光纤端部固定有引导光纤增加光纤硬度的引针，本实施例图中由右侧向左侧依次为第一轧辊装置、第二轧辊装置及第三轧辊装置、初始时在钻孔完成后，引针由人工放置于第一轧辊装置的导向孔330穿入并经过第一轧辊装置的夹辊、右侧模板上的通孔、第二轧辊装置的夹辊、左侧模板上的通孔最后由第三轧辊装置的夹辊输出从而实现光纤的穿出。

本实施例中，所述横向导轨为经轴承座固定于座上的丝杠120，所述横向滑块与丝杠螺纹配合，所述丝杠120经轴承座固定于底座，所述各个丝杠的端部具有链轮121，各个链轮外套设有链条122，其中一个丝杠由丝杠电机驱动转动从而实现各个丝杠同步带动各个横向滑块同步移动。

实际设计中，所述横向驱动装置还可以是为横向液压缸，横向液压缸的伸缩端固定连接与横向滑块一驱动横向滑块沿横向导轨横向移动，所述纵向驱动装置可以为固定于横向滑块上的纵向液压缸，纵向液压缸的伸缩端固定连接于固定板。

工作时，当光纤贯穿两个模板的过程中各个轧辊装置的纵向高度和横向位置应处于平齐状态。

当光纤从第三轧辊装置的夹辊输出后为了能够实现光纤的调转，本实施例中，所述钻孔装置与模板凹槽之间还设置有实现将轧辊装置导出光纤调转方向的换向装置40，所述底座上具有纵向设置的换向导轨140，换向导轨上滑动配合有换向滑块141，所述换向装置下方具有推动换向装置沿纵向升降的换向升降装置，所述底座上还固定有能驱动换向导轨横向移动的换向横移装置。

本实施例中，所述换向装置40包括台座410，所述台座410上铰接有能转动的圆形的转盘420，所述转盘旁侧具有一卡位器50，所述卡位器包括卡位座510，所述卡位座包括底板511及固定于底板上围合形成槽道的侧板512，所述槽道内经弹簧513连接有卡位滑块520，所述卡位滑块朝向转盘的一端具有凸部521，所述转盘具有一对能与卡位滑块凸部配合的定位槽421，所述定位槽421在转盘上的间隔为180°，所述卡位座510经连杆与一转轴固定连接，所述转轴与转盘同轴，所述底板511具有定位通孔512，所述卡位滑块520底部具有插入定位通孔内的顶销521，所述转盘下方具有固定于台座410的顶杆411，所述凸部521及转盘定位槽的上表面各延伸有纵向夹板530，所述凸部521及转盘的纵向夹板上部对应设置有弧形夹槽531，所述顶杆侧部为斜面当卡位座转动时，顶杆能接触顶销使卡位滑块的凸部克服弹簧弹力脱离定位槽，所述转轴由卡位电机驱动转动，电机可以直接固定在台座下部与转轴同轴连接。

工作时，第三轧辊装置的夹辊输出后的光纤，初始状态下，弧形夹槽531相互配合形成以供引针穿过的夹孔。凸部521与定位槽配合，这样卡位座510在转动的过程中同步拨动转盘转动，光纤插入纵向夹板530构成的定位通孔之间，之后卡位电机驱8动卡位座510及转盘420同步转动从而带动光纤同步转动一定角度，实现光纤掉头，之后第三轧辊装置平移至下一排通孔位置，之后卡位座510继续转动直至转动达到180°第二轧辊装置及第一轧辊装置将光纤输出并使光纤端部的引针进入第三轧辊的夹辊中由第三轧辊拉动光纤移动，当卡位座510继续转动直至转动超过180°时立即顶销会接触到顶杆，顶杆将顶销沿定位通孔512方向抵顶，使卡位滑块的凸部克服弹簧弹力脱离定位槽，同步松开纵向夹板530对光纤的限位，之后卡位座510在换向升降装置的驱动下下行并使卡位座510的纵向夹板脱离光纤（此时光纤由第三轧辊及模板支撑）第二轧辊装置及第一轧辊运行至于第三轧辊平齐的位置，之后反向利用经过左侧模板上的通孔、第二轧辊装置的夹辊、右侧模板上的通孔最后由第一轧辊装置的夹辊输出从而实现光纤的回穿，所述第一轧辊装置的输出端与位于右侧的钻孔装置之间也设置有换向装置40从而能够实现对光纤的再次换向。

上述实施例中，所述换向升降装置及换向横移装置为换向电缸、换向气缸或换向液压缸。

此外，为了能够实现，所述底座上方具有能扣于模板顶部的顶板60，所述顶板下表面固定有扣入模板上部的辅助凹槽610。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。