本申請要求Peters等人于2014年5月2日提交的題為“Mortar Delivery System”的美國專利申請序列號61/987,978的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過國家或地區(qū)法律允許的引用并入本文。

技術(shù)領域

本發(fā)明總體涉及建筑設備，更具體地涉及一種用于準確和精確的砂漿輸送的砂漿輸送系統(tǒng)，用于例如自動或半自動化砌筑結(jié)構(gòu)的應用。

背景技術(shù)：

在砌筑結(jié)構(gòu)中，砂漿經(jīng)常用于將建筑元件如塊、石頭、磚等等保持在一起。建筑用砂漿通常是由普通水泥(Portland cement)、石灰和砂的混合物制成的可加工糊狀物。用瓦刀或類似工具將砂漿施加到建筑元件上，并且鋪展以產(chǎn)生結(jié)合表面，從而允許一個建筑元件結(jié)合到另一個建筑元件。砂漿也被作為灌漿施加在建筑元件之間，以創(chuàng)建美學上令人愉悅的線并且收緊建筑元件之間的結(jié)合空間。近年來，各種砂漿添加劑已經(jīng)變得流行，以減少砂漿收縮、破裂或移動的趨勢。添加劑還提供了結(jié)構(gòu)益處，例如降低的脆性、柔性和彈性。諸如聚合混合物的添加劑被加入到傳統(tǒng)的水泥砂漿中或替換傳統(tǒng)的水泥砂漿的組分以獲得改進的或改良的性能。如本文所使用的砂漿包括灰漿、混凝土、粘合劑、石膏或以濕或半液體形式施加并硬化的任何其它產(chǎn)品。

雖然砌筑結(jié)構(gòu)通常手動地進行，其中砂漿利用手持瓦刀鋪展，但是近來在自動化方面的進步減少了在磚、塊和石墻構(gòu)造中涉及的一些手動勞動。用于將砂漿移動到用于灌漿應用的接縫中的砂漿輸送系統(tǒng)已經(jīng)越來越受到大型作業(yè)的歡迎。最近，在Peters等人的美國專利8,965,571中描述了一種機器人磚鋪設系統(tǒng)，其全部內(nèi)容通過國家或地區(qū)法律允許的引用結(jié)合于此。為了促進這種系統(tǒng)，需要一種將砂漿鋪展在諸如磚或塊的建筑元件上的自動裝置。此外，需要精確的過程測量和控制以確保砂漿的適當粘附、砂漿的適當流速、適當分配量、適當砂漿流變性等。在適當流變性下適當混合砂漿并以適當流速將砂漿移動通過分配噴嘴的能力，同時連續(xù)監(jiān)測和校正流變性和流動速率在諸如由Peters等人的機器人磚鋪設系統(tǒng)執(zhí)行的砌筑作業(yè)的自動化或半自動化中是非常重要的。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種砂漿輸送系統(tǒng)，其根據(jù)需要混雜、調(diào)和、修整和混合砂漿。本發(fā)明的另一目的是提供一種砂漿輸送系統(tǒng)，其將砂漿移動通過分配噴嘴，用于砌筑結(jié)構(gòu)的自動化或半自動化。本發(fā)明的另一目的是提供一種砂漿輸送系統(tǒng)，其監(jiān)測砂漿流變性并允許進行過程中的調(diào)節(jié)。本發(fā)明的另一目的是提供一種砂漿輸送系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)砂漿施加壓力和流速以提供最佳的砂漿粘附。本發(fā)明的另一目的是提供一種砂漿輸送系統(tǒng)，其在磚鋪設操作中提供砂漿的最佳芯滲透。本發(fā)明的另一目的是提供一種精確混合和/或計量砂漿的砂漿輸送系統(tǒng)。本發(fā)明的這些和其它目的不被認為是全面的或詳盡的，而是在閱讀本說明書與附圖和權(quán)利要求書之后可以確定的目的的示例。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種砂漿輸送系統(tǒng)，包括與混合結(jié)構(gòu)材料連通的料斗；與所述混合結(jié)構(gòu)材料連通的進料攪龍；包含所述進料攪龍的進料管；噴嘴，其聯(lián)接到所述進料管以形成砂漿床；機械地聯(lián)接到所述混合結(jié)構(gòu)的第一旋轉(zhuǎn)能量源；機械地聯(lián)接到所述進料攪龍的第二旋轉(zhuǎn)能量源；和用于測量砂漿流速和流變性的力傳感器。

前述段落是以介紹的方式提供的，并且不旨在限制本說明書、權(quán)利要求書和附圖所描述的本發(fā)明的范圍。

附圖說明

本發(fā)明將通過參考以下附圖進行描述，其中相同的附圖標記表示相同的元件，并且其中：

圖1是磚鋪設系統(tǒng)的透視圖；

圖2是砂漿輸送系統(tǒng)的頂部透視圖；

圖3是砂漿輸送系統(tǒng)的側(cè)視圖；

圖4是砂漿輸送系統(tǒng)的相對側(cè)視圖；

圖5是沿圖4的線A-A截取的砂漿輸送系統(tǒng)的剖視圖；

圖6是本發(fā)明的砂漿輸送系統(tǒng)的噴嘴端透視圖；

圖7是沿圖6的線B-B截取的砂漿輸送系統(tǒng)的剖視圖；

圖8是砂漿輸送系統(tǒng)的俯視圖；

圖9是砂漿輸送系統(tǒng)的底部平面圖；

圖10是砂漿輸送系統(tǒng)的底部透視圖；

圖11是砂漿輸送系統(tǒng)的側(cè)透視圖；

圖12是砂漿輸送系統(tǒng)的分解圖；

圖13是如圖7所示的調(diào)節(jié)裝置的放大剖視圖；

圖14是調(diào)節(jié)裝置外殼的分解圖；

圖15是調(diào)節(jié)裝置的透視圖；

圖16是調(diào)節(jié)裝置的第一剪切葉片和傳感器組件的側(cè)視圖；

圖17是調(diào)節(jié)裝置的第一剪切葉片和傳感器組件的平面圖；

圖18是噴嘴的透視圖，示出了流量傳感器和噴嘴輸出壓力傳感器；

圖19是如圖7所示的噴嘴的剖視圖；

圖20是具有傳感器的噴嘴的分解圖；

圖21是砂漿輸送系統(tǒng)的第二實施例的透視圖；

圖22是圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的側(cè)視圖。

圖23是圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的替代側(cè)視圖；

圖24是圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的正視圖；

圖25是沿圖24的線A-A截取的圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的剖視圖。

圖26是圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的俯視圖。

圖27是圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的底部平面圖；

圖28是砂漿輸送系統(tǒng)的第三實施例的透視圖。

圖29是分叉噴嘴的透視圖。

圖30是圖29的分叉噴嘴的側(cè)視平面圖。

圖31是圖29的分叉噴嘴的排出側(cè)平面圖。

圖32是圖29的分叉噴嘴的進料側(cè)平面圖；

圖33是雙孔噴嘴的透視圖。

圖34是圖33的雙孔噴嘴的側(cè)視平面圖。

圖35是圖33的雙孔噴嘴的排放側(cè)平面圖。

圖36是圖33的雙孔噴嘴的進料側(cè)平面圖；

圖37是可移除分叉元件噴嘴的透視圖；

圖38是圖37的可移除分叉元件噴嘴的側(cè)視圖。

圖39是圖37的可移除分叉元件噴嘴的排放側(cè)平面圖；和

圖40是圖37的可移除分叉元件噴嘴的饋送側(cè)平面圖。

本發(fā)明將結(jié)合優(yōu)選實施例進行描述，然而，應當理解的是，并不意圖將本發(fā)明限制于所描述的實施例。相反，意圖是覆蓋可以包括在由本說明書、權(quán)利要求和附圖所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有替換、修改和等同物。

具體實施方式

除了砂漿的混合和調(diào)和之外，本發(fā)明的砂漿輸送系統(tǒng)提供了砂漿的輸送和施加的精確控制。這還允許砂漿輸送系統(tǒng)的精確啟動和停止，而沒有干擾砂漿流動、堵塞或其它弊端。這種控制消除了手鏟在磚、塊和石頭鋪設應用中的使用。傳感和控制與砂漿輸送系統(tǒng)集成，使其成為機器人磚鋪設系統(tǒng)的重要元件。在Peters等人的美國專利8,965,571中描述了這種機器人磚鋪設系統(tǒng)的示例，其全部公開內(nèi)容通過國家或地區(qū)法律允許的引用并入本文。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，可以看到砂漿輸送系統(tǒng)的詳細視圖。應當注意，附圖和說明書作為本發(fā)明的示例描述了與機器人磚鋪設系統(tǒng)一起使用的砂漿輸送系統(tǒng)，而不是限制。在閱讀了本說明書、權(quán)利要求和附圖之后，可以理解，這種砂漿輸送系統(tǒng)的應用是多種的，并且不限于機器人磚鋪設。此外，砂漿輸送系統(tǒng)的幾個實施例在這里作為示例而不是限制。許多部件及其相關描述在本文所描述的實施例之間是共同的，并且被認為在本文所描述和設想的實施例之間是可應用的和可互換的。

在圖1中，可以看到磚鋪設系統(tǒng)300的透視圖。在這種系統(tǒng)中，機器人臂組件100移動并放置磚、塊、石頭或其他建筑元件。在墻壁、建筑物等的建造期間拾取和放置建筑元件的過程中，砂漿通常施加到建筑元件。使用本發(fā)明，砂漿輸送系統(tǒng)2100或200用于在每個建筑元件上輸送準確數(shù)量和模式的砂漿。可以針對每種建筑應用改變砂漿的特性，或者對溫度、濕度、工作環(huán)境、砂漿的停留時間、用戶的技能、建筑元件的性質(zhì)等進行調(diào)整。這些砂漿特性包括砂漿流變性，并且可以通過作為砂漿輸送系統(tǒng)的一部分的一系列傳感器和過程控制參數(shù)進行調(diào)節(jié)，并且將在本文進一步描述。如本文所述，本發(fā)明的砂漿輸送系統(tǒng)被描述為固定裝置，其中建筑元件在砂漿分配噴嘴下移動以施加砂漿?？梢酝瑯釉O想砂漿輸送系統(tǒng)或其中的噴嘴可以相對于建筑元件移動。這種替代實施例被認為處于如本文所述的本發(fā)明的精神和寬范圍內(nèi)。

圖2是本發(fā)明的砂漿輸送系統(tǒng)的頂部透視圖。砂漿輸送系統(tǒng)的各種部件可以由諸如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯的塑料制成，或者由諸如鋼、不銹鋼、黃銅、銅等的金屬制成。如本文所用，砂漿輸送系統(tǒng)包括進料區(qū)、調(diào)節(jié)區(qū)和計量區(qū)。進料區(qū)用于將砂漿或砂漿混合物輸送到調(diào)節(jié)和計量區(qū)。在本發(fā)明的一些實施例中，區(qū)域可以重疊。在本發(fā)明的一些實施例中，進料區(qū)可以包括具有攪龍以移動砂漿的第一進料管。還可以使用泵或類似裝置來代替攪龍以移動砂漿或砂漿混合物。進料區(qū)可以包括料斗或其他進料結(jié)構(gòu)。當砂漿或砂漿混合物離開進料區(qū)并進入調(diào)節(jié)區(qū)時，調(diào)節(jié)區(qū)中的調(diào)節(jié)裝置提供砂漿或砂漿混合物的混合，以使其均勻，調(diào)和砂漿以改變砂漿的粘度和可加工性并通過加入水來改變砂漿的粘度和可加工性來修整砂漿。

計量區(qū)包括用于輸送砂漿的進料管。噴嘴則連接到進料管，進料管用作砂漿移動的管道或通道。

作為進料區(qū)的一部分，在圖2中可以看到料斗201，其可以是大致錐形的或以其它方式漸縮或成形以便于砂漿或砂漿混合物進入砂漿輸送系統(tǒng)。料斗連接到第一進料管203，第一進料管203可以是大體圓柱形形狀或以其它方式形成，并且包含第一攪龍，例如進料攪龍(圖2不可見，參見圖5)。在本發(fā)明的一些實施例中，料斗可以包含振動元件，例如具有偏移配重軸的馬達，以幫助材料適當?shù)剡M料通過料斗。在本發(fā)明的一些實施例中，壓力傳感器可以放置在第一進料管203中，以允許測量第一進料管處的壓力，并且與下游的另一壓力傳感器結(jié)合以測量流量和/或施加壓力。在本發(fā)明的一些實施例中，可以向系統(tǒng)添加其它在線流量傳感器?？梢钥吹秸{(diào)節(jié)裝置205聯(lián)接到第一進料管203并且與其流體連通。如本文所述，流體連通包括粉末或細材料的流動，例如砂漿混合物、細骨料、聚合添加劑、水、纖維等，以及流體或漿料、糊劑、半液體或半固體，包括砂漿。調(diào)節(jié)裝置205將在本說明書中進一步描述，因為砂漿的混合，砂漿的調(diào)和以及砂漿流變性的變化以及感測和控制可以在調(diào)節(jié)裝置205中發(fā)生。調(diào)節(jié)裝置205在隨后的附圖中可見，包含聯(lián)接到電動機以及傳感器的一個或多個葉片。在本發(fā)明的一個實施例中，葉片的旋轉(zhuǎn)速度可以是例如每分鐘大約107轉(zhuǎn)每分鐘加或減30轉(zhuǎn)。第二進料管207又連接到調(diào)節(jié)裝置，并且通常為圓柱形，以便于砂漿從調(diào)節(jié)裝置205離開。第二進料管207還可以包含攪龍(圖2中未示出，參見圖5)。噴嘴209機械地聯(lián)接到第二進料管207，并且具有用于確定砂漿施加壓力的噴嘴輸出壓力傳感器215和流量傳感器213。兩個傳感器通過圖18-20進一步描述。如圖2所示，噴嘴209可以被移除用于清潔，與其他噴嘴形狀互換等。在一個實施例中，噴嘴209具有用于形成雙珠砂漿床的雙v形邊緣。噴嘴的其它實施例包括單v形邊緣、u通道、v通道或增加砂漿粘附到建筑元件的趨勢的其它這種型材。在本發(fā)明的一些實施例中，噴嘴209是柔順的，以增加砂漿粘附。柔性噴嘴209的示例是包含柔性材料(例如透明聚氯乙烯)的柔性噴嘴。

圖3是砂漿輸送系統(tǒng)的側(cè)視圖，而圖4是砂漿輸送系統(tǒng)的相對側(cè)視圖。可以看到在該示例性實施例中的饋送管的成角度定向。這樣的角度可以從零度變化到90度，在本發(fā)明的一個實施例中的示例是15-45度。成角度定向的目的是允許重力幫助進料管中的砂漿或砂漿混合物的流動。在本發(fā)明的一些實施例中，進料管可以向上成角度，或者可以改變傾斜。砂漿輸送系統(tǒng)的各種元件還可以包含快速釋放夾具以便于清潔和維護。

圖5是沿著圖4的線A-A截取的砂漿輸送系統(tǒng)的剖視圖。可以清楚地看到負責砂漿混合物和砂漿的運動以及砂漿的混合和調(diào)節(jié)的內(nèi)部機構(gòu)?？梢栽诘谝贿M料管203內(nèi)看到第一攪龍501。第一攪龍501具有軸和一個或多個螺旋或旋轉(zhuǎn)脈絡(spiral or rotational vein or veins)，用于將砂漿混合物或砂漿移動到調(diào)節(jié)裝置中?？梢钥吹津?qū)動馬達組件211可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到第一攪龍501上。驅(qū)動馬達組件211可以是電動機，例如伺服電機、永磁直流電機等。調(diào)節(jié)裝置205包含第一剪切葉片505和第二剪切葉片507。在本發(fā)明的一個實施例中，剪切葉片被視為四分之一圓，并且由諸如不銹鋼等的金屬制成。在第二進料管207內(nèi)可以看到第二攪龍503。第二攪龍503具有軸和一個或多個螺旋或旋轉(zhuǎn)脈絡，用于將砂漿從調(diào)節(jié)裝置205移出并進入噴嘴209中。第二攪龍503可以從單獨的驅(qū)動馬達驅(qū)動，或者可以經(jīng)由軸、齒輪、鏈條、皮帶等聯(lián)接到第一攪龍。第一攪龍501和第二攪龍503之間的機械聯(lián)接通過調(diào)節(jié)裝置205，并且為機械聯(lián)接的通過(例如第一剪切葉片505和第二剪切葉片507或類似物之間的空間)做適當?shù)倪m應。第二攪龍503和第二進料管207構(gòu)成泵送區(qū)，并且還可以采用各種泵，包括螺桿泵、軟管泵、凸輪泵等，以及替代本文以舉例方式所描述的攪龍裝置。在本發(fā)明的一些實施例中，剪切葉片或多個剪切葉片附接到混合結(jié)構(gòu)。

圖6是本發(fā)明的砂漿輸送系統(tǒng)的噴嘴端透視圖。圖7是沿圖6的線B-B截取的砂漿輸送系統(tǒng)的剖視圖，清楚地示出了砂漿輸送系統(tǒng)的內(nèi)部。圖8是砂漿輸送系統(tǒng)的俯視圖，示出了暴露于料斗201的開口底部的第一攪龍503。圖9是砂漿輸送系統(tǒng)的底部平面圖。圖10是砂漿輸送系統(tǒng)的底部透視圖。圖11是砂漿輸送系統(tǒng)的側(cè)透視圖。盡管本文中未描述用于砂漿輸送系統(tǒng)的安裝件，但是可以理解，可以采用各種安裝件來將砂漿輸送系統(tǒng)保持在適當?shù)闹Ъ芑蚪Y(jié)構(gòu)上。

圖12是砂漿輸送系統(tǒng)的分解圖?？梢钥吹缴皾{輸送系統(tǒng)的各種部件以及噴嘴209和相關傳感器的分解圖。可以看到噴嘴輸出壓力傳感器215，當通過噴嘴輸送砂漿時，其提供與噴嘴輸出壓力成比例的模擬信號。模擬信號可以是電壓的形式，然后該電壓被提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入以產(chǎn)生可由微控制器或微處理器用于過程控制和反饋的數(shù)字輸出。力傳感器和樞轉(zhuǎn)臂裝置用于測量砂漿特性，例如砂漿流動速率和流變性，以及砂漿的其他物理性質(zhì)。流量越大，樞轉(zhuǎn)臂移動到力傳感器中越多，從力傳感器產(chǎn)生更大的模擬輸出，然后將其提供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入，以產(chǎn)生數(shù)字輸出，該數(shù)字輸出可以由微控制器或微處理器，用于過程控制和反饋。信號可以與砂漿特性(例如流變性和流速)相關。力傳感器和樞轉(zhuǎn)臂裝置包括支架1201，支架1201保持按鈕負載傳感器1203并且樞轉(zhuǎn)地保持樞轉(zhuǎn)臂1205。樞轉(zhuǎn)臂1205突出穿過噴嘴209中的開口，使得其接觸通過噴嘴的砂漿流。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖13，可以看到如圖7所示的調(diào)節(jié)裝置205的放大剖視圖。在該視圖中可以看到連同進水口1301一起的第二剪切葉片507，進水口1301包括用于將水注入調(diào)節(jié)裝置205的配件和閥。進水口1301可以是由金屬(例如不銹鋼鋼或黃銅)或塑料制成的管狀配件。圖14是調(diào)節(jié)裝置殼體的分解圖，其清楚地示出了通過調(diào)節(jié)裝置中的開口裝配到調(diào)節(jié)裝置205的供水裝置1301。開口可以是帶螺紋的或以其他方式設置有接合結(jié)構(gòu)以保持進水口1301。第一剪切葉片505也可以在調(diào)節(jié)裝置205外部的分解視圖中與用于聯(lián)接到馬達或類似的驅(qū)動元件的軸一起看到。

圖15是調(diào)節(jié)裝置205的透視圖，其示出了第一馬達1501和第二馬達1503，第一馬達1501和第二馬達1503都聯(lián)接到它們各自的剪切葉片(在圖15中看不到)。重要的是，每個馬達的旋轉(zhuǎn)通過傳感器1505監(jiān)測，其中鍵、軸、桿或其它特征從剪切葉片的驅(qū)動軸突出，其方式使得它撞擊傳感器1505的感測區(qū)域。傳感器1505可以是檢測旋轉(zhuǎn)的任何傳感器，例如光學傳感器或霍爾效應傳感器。合適的光學傳感器例如是由新澤西州Morristown的Honeywell制造的透射式光學施密特傳感器(Transmissive Optoschmitt Sensor)。這種光學傳感器是面向光學施密特檢測器的紅外發(fā)射二極管，其包括光電二極管、放大器、電壓調(diào)節(jié)器、施密特觸發(fā)器和具有上拉電阻器的NPN輸出晶體管。另外，可以看到旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器板1507，并且將通過圖17進一步描述。

圖16是調(diào)節(jié)裝置的第一剪切葉片和傳感器組件的側(cè)視圖。

圖17是調(diào)節(jié)裝置的第一剪切葉片和傳感器組件的平面圖，其示出了傳感器1505和計數(shù)器鍵1701，計數(shù)器鍵1701穿過剪切葉片的旋轉(zhuǎn)軸放置，以便撞擊傳感器1505的感測區(qū)域。計數(shù)器鍵1701是與剪切葉片的旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的金屬棒或軸，因此提供用于傳感器1505的感測元件，以產(chǎn)生頻率對應于旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度的輸出電壓或電流軸。驅(qū)動剪切葉片的馬達上的扭矩提供了砂漿粘度的指示。砂漿的粘度或可加工性是衡量砂漿硬度的尺度。測量單位在工業(yè)中是變化的，但可以表示為cP(厘泊)，并且隨濃度而變化，其通常被稱為混合比(水與砂漿混合物的混合比)。可通過測量使葉片移動通過砂漿所需的剪切力來量化可加工性。在本發(fā)明的一個實施例中，馬達使葉片通過砂漿，并且力傳感器測量所得到的馬達扭矩，其然后經(jīng)驗地與cP或等效的混合比值相關。然后使用校準函數(shù)方程將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為CPS或混合比。馬達附接到旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器板1507，并且旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器板1507由諸如第一軸承組件1707、第二軸承組件1709和第三軸承組件1711的軸承組件保持。扭矩傳感器板由于剪切葉片在研缽中轉(zhuǎn)動而經(jīng)歷反向旋轉(zhuǎn)力。該反向旋轉(zhuǎn)力又由力傳感器1713感測。在本發(fā)明的一個實施例中，力傳感器1713是按鈕負載傳感器，例如由加利福尼亞州弗里蒙特的Measurement Specialties公司制造的壓縮負載傳感器。這種傳感器采用與高溫玻璃熔合的硅壓阻應變計。旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器板1507中的切口推動由第一扭矩傳感器擋塊1703保持的力傳感器1713。第二扭矩傳感器擋塊1705提供在相反方向上的保持。知道驅(qū)動剪切葉片的電動機的扭矩和速度允許理解當前的砂漿流變性，并且還允許通過改變添加到砂漿混合物中的水的量來調(diào)節(jié)這些砂漿特性，改變砂漿被混合或輸送的速度等。

圖18-20描繪了噴嘴209以及確定噴嘴輸出處的壓力以及砂漿流量的傳感器。圖18是噴嘴的透視圖，示出了流量傳感器213和噴嘴輸出壓力傳感器215。噴嘴輸出壓力傳感器可以包含在噴嘴內(nèi)，或者在本發(fā)明的一些實施例中可以包含在進料管中。噴嘴和輸出壓力傳感器裝置適用于本文所描述或設想的砂漿輸送系統(tǒng)的所有實施例。先前已經(jīng)描述的流量傳感器包括如圖12所示的支架1201。如圖18中更清楚可見的支架具有凹口，以允許樞轉(zhuǎn)臂1205自由移動而不受支架結(jié)構(gòu)的干擾。圖19是如圖7所示的噴嘴的剖視圖，其中可以看到樞轉(zhuǎn)臂1205突出到噴嘴中并進入砂漿流動路徑。圖20是具有傳感器的噴嘴的分解圖，清楚地示出了噴嘴的各種部件。可以看到樞轉(zhuǎn)臂1205，其具有穿過樞轉(zhuǎn)臂1205突出的交叉平衡件，用于由支架1201保持。

因此，可以看出，在使用中，砂漿輸送系統(tǒng)提供砂漿的精確混合和調(diào)和以及砂漿到諸如磚、塊或石頭的建筑元件的精確放置和輸送。砂漿輸送系統(tǒng)進一步輸送具有用戶指定的確切特性的砂漿，這迄今為止使用傳統(tǒng)砂漿混合和輸送系統(tǒng)是不可能的。為了使用砂漿輸送系統(tǒng)，在驅(qū)動馬達組件211旋轉(zhuǎn)時將砂漿放置在料斗201中。調(diào)節(jié)裝置(1501和1503)的馬達也在旋轉(zhuǎn)，并且在本發(fā)明的一個實施例中，水通過供水裝置1301供給調(diào)節(jié)裝置。另外，來自流量傳感器213、噴嘴輸出壓力傳感器215、傳感器1505和力傳感器1713的輸出由微控制器、微處理器等接收?；谠搨鞲衅鲾?shù)據(jù)的過程調(diào)整以馬達旋轉(zhuǎn)速度、到調(diào)節(jié)裝置的水流量等的形式進行。諸如磚、塊或石頭的建筑元件被放置在噴嘴209下方，砂漿在那里以適于建筑物應用的方式分配到建筑元件。例如，砂漿厚度和砂漿施加的模式可以根據(jù)建筑元件和建筑應用而變化。砂漿混合、調(diào)整和施加的過程對每個建筑元件重復，直到施工工作停止。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖21-27，示出了本發(fā)明的砂漿輸送系統(tǒng)2100的第二實施例。許多部件與本文先前已經(jīng)描述的本發(fā)明的第一實施例是共同的。圖21示出了將砂漿輸送通過攪龍的料斗2101的透視圖，其將在圖25中更詳細地看到。進料管2103將砂漿輸送到噴嘴2105，其中磚鋪設系統(tǒng)的機械臂組件通過磚或類似的結(jié)構(gòu)元件，砂漿分配在其上?？梢钥吹竭M料管2103的成角度的定向。這樣的角度可以從零度變化到90度，在本發(fā)明的一個實施例中的示例是15-45度。成角度定向的目的是允許重力幫助進料管中的砂漿或砂漿混合物的流動。砂漿輸送系統(tǒng)的各種元件還可以包含快速釋放夾具以便于清潔和維護。

圖21中還示出了軸端軸承組件2107，其保持包含在本發(fā)明的砂漿輸送系統(tǒng)內(nèi)的軸和攪龍裝置。傳感器2109確保安全柵格2115處于適當?shù)奈恢?。支?113支撐砂漿輸送系統(tǒng)，并且在本發(fā)明的一些實施例中，支架2113可以具有輪子、腳輪、滑軌、拖鉤等。圖22示出了圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的側(cè)視圖。圖23是圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的替代側(cè)視圖。圖24是圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的正視圖。圖25是沿著圖24的線A-A截取的圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的剖視圖?？梢钥吹交旌辖Y(jié)構(gòu)2501聯(lián)接到軸，該軸又由諸如電動機或內(nèi)燃機的馬達旋轉(zhuǎn)。

當砂漿被混合時，進料攪龍2503使砂漿沿著進料管2103移動并離開噴嘴2105。在本發(fā)明的一些實施例中，進料攪龍2503是具有多個區(qū)域的可變螺距攪龍，例如兩個或三個區(qū)域。圖26是圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的俯視圖，圖27是圖21的砂漿輸送系統(tǒng)的底部平面圖。砂漿輸送系統(tǒng)的第一實施例的傳感器和各種元件可以用于這種砂漿輸送系統(tǒng)的第二實施例。例如，用于測量砂漿特性(例如砂漿流動速率和流變性)以及砂漿的其他物理性質(zhì)的力傳感器。諸如流速和砂漿流變性的特性可與混合結(jié)構(gòu)或進料攪龍通信地采用。例如，利用進料攪龍，力傳感器通過測量流向第二旋轉(zhuǎn)能量源(其聯(lián)接到進料攪龍)的電流而起作用。流入第二旋轉(zhuǎn)能量源(在這種情況下為電動機)的電流越大，由進料攪龍施加到砂漿的扭矩(或力)越大，因此砂漿流變性越硬。攪龍的轉(zhuǎn)速用于精確控制砂漿輸送。使用諸如編碼器的旋轉(zhuǎn)傳感器，并且其與進料攪龍和混合結(jié)構(gòu)(第一攪龍和第二攪龍)通信以提供旋轉(zhuǎn)速度數(shù)據(jù)，然后通過基于計算機的方法將其用于砂漿的精確混合、調(diào)和和輸送，如本文進一步描述的。

圖21-27所示的砂漿輸送系統(tǒng)包括與混合結(jié)構(gòu)材料連通的料斗；與所述混合結(jié)構(gòu)材料連通的進料攪龍；包含所述進料攪龍的進料管；噴嘴，其聯(lián)接到所述進料管以形成砂漿床；機械地聯(lián)接到所述混合結(jié)構(gòu)的第一旋轉(zhuǎn)能量源；機械地聯(lián)接到所述進料攪龍的第二旋轉(zhuǎn)能量源；和力傳感器，用于測量砂漿特性，例如砂漿流動速率和流變性，以及砂漿的其他物理性質(zhì)。在本發(fā)明的一些實施例中，第一旋轉(zhuǎn)能量源和第二旋轉(zhuǎn)能量源相同。在本發(fā)明的一些實施例中，旋轉(zhuǎn)能由電動機提供。

圖28是砂漿輸送系統(tǒng)的第三實施例的透視圖。在該實施例中，料斗具有垂直壁。其他實施例可以具有傾斜度變化的壁，以便于砂漿、砂漿混合物或砂漿部件進入砂漿輸送系統(tǒng)。

通過砂漿輸送系統(tǒng)施加的砂漿床的形狀在許多應用中是重要的。迄今為止已經(jīng)描述了各種噴嘴。此外，產(chǎn)生多于一個砂漿珠的能力具有益處，特別是當砂漿輸送系統(tǒng)與自動或半自動磚鋪設系統(tǒng)一起使用時。本文提供了產(chǎn)生雙珠砂漿床的噴嘴的幾個實例。圖29是分叉噴嘴的透視圖，其中如圖31所示的分叉元件3101位于噴嘴內(nèi)，以將輸出砂漿流分成兩部分。噴嘴孔2901被看作具有沿著噴嘴的傾斜面的開放區(qū)域。在本發(fā)明的一些實施例中，分叉元件3101可以具有尖的或錐形的前緣或后緣，以便于分裂砂漿流。圖30是圖29的分叉噴嘴的側(cè)視平面圖，示出了傾斜面以允許容易的建筑元件砂漿施加。圖31是圖29的分叉噴嘴的排出側(cè)平面圖，示出了在噴嘴孔2901內(nèi)的分叉元件3101。圖32是圖29的分叉噴嘴的進料側(cè)平面圖，再次示出了孔中的分叉元件。

圖33是雙孔噴嘴的透視圖，其中可以看到第一孔3301和第二孔3303。再一次，噴嘴具有成角度的面，也如圖29的前述實施例所示。圖34是圖33的雙孔噴嘴的側(cè)視圖。圖35是圖29的雙孔噴嘴的排出側(cè)平面圖。圖36是圖33的雙孔噴嘴的進料側(cè)平面圖，再次示出了雙孔布置。本文所示的多個孔設置了各種砂漿歧管，在砂漿輸送系統(tǒng)使用時將一個砂漿流引導為多個砂漿流。噴嘴實際上被分成多個孔。在本發(fā)明的一些實施例中，也可以劃分多于兩個的孔。

圖37是可移除分叉元件噴嘴的透視圖，其中如圖39所示的可移除分叉元件3901(例如銷或分流器結(jié)構(gòu))設置在孔3701中?？梢栽趫D37中看到例如銷、夾子等等的可移除分叉元件保持器3703將可移除分叉元件3901保持在適當位置。移除保持器3703允許移除可移除分叉元件3901，以用于清潔或用于不需要分叉的砂漿流的應用。圖38是圖37的可移除分叉元件噴嘴的側(cè)視平面圖。圖39是圖37的可移除分叉元件噴嘴的排出側(cè)平面圖。圖40是圖37的可移除分叉元件噴嘴的進料側(cè)平面圖。

砂漿噴嘴通過帶、夾、銷、聯(lián)接器等附接到進料管，并且可以從進料管拆卸以用于清洗和存儲。

為了使用砂漿輸送系統(tǒng)，在攪龍轉(zhuǎn)動時將砂漿、砂漿混合物、砂漿成分或相關添加劑置于料斗中。由攪龍施加的扭矩的感測被發(fā)送到微控制器、計算機等，并且基于與砂漿流變性相關的施加扭矩來調(diào)節(jié)攪龍的旋轉(zhuǎn)速度。在諸如自動或半自動磚鋪設的應用中，砂漿的精確混合和調(diào)和以及將砂漿精確地輸送到諸如磚的建筑元件是至關重要的。本發(fā)明的砂漿輸送系統(tǒng)提供這樣的裝置。使用本發(fā)明的砂漿輸送系統(tǒng)精確地混合和調(diào)和砂漿并將砂漿精確地輸送到建筑元件的步驟可以駐留在具有處理器和存儲器的計算機上。這些步驟可以包括但不限于控制砂漿輸送系統(tǒng)中的混合結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)；控制所述砂漿輸送系統(tǒng)中的進料攪龍的旋轉(zhuǎn)；感測所述進料攪龍的施加的扭矩；使進料攪龍施加的扭矩與砂漿流變性相關；以及通過基于所述進料攪龍所施加的扭矩和所期望的砂漿流變性調(diào)節(jié)所述進料攪龍的旋轉(zhuǎn)，從而將指定量的砂漿輸送到建筑元件。在本發(fā)明的一些實施例中，該方法可以包括在砂漿輸送系統(tǒng)將指定量的砂漿輸送到移動的建筑元件上的同時移動建筑元件的步驟。建筑元件的移動可以通過使用例如具有用于抓握建筑元件的機器人臂的機器人磚鋪設系統(tǒng)來實現(xiàn)。使用砂漿輸送系統(tǒng)來施加砂漿的其它方法包括例如相對于建筑元件移動砂漿噴嘴。

因此，顯然根據(jù)本發(fā)明的各種目的提供了一種砂漿輸送系統(tǒng)。

盡管已經(jīng)結(jié)合其優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明的各種目的，但是顯然許多變型、修改和變化對于本領域技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，旨在包括落入本說明書、權(quán)利要求書和本文所附附圖的精神和廣泛范圍內(nèi)的所有這些替代、修改和變化。