CN103935901A - 高层墙板自动吊装系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高层墙板自动吊装系统，包括：垂直设置在地面上的第一塔架和第二塔架，架设在所述第一塔架和所述第二塔架之间的横梁，用于驱动所述横梁沿所述第一塔架和所述第二塔架上下移动的升降装置，用于所述第一塔架和所述第二塔架拆装的吊机，以及用于抓取和安装墙板的安装托架总成。所述吊机设置在所述横梁的上端面，所述安装托架总成设置在所述横梁的下端面。在本发明中，横梁是可升降地设置在所述第一塔架和第二塔架之间的，将吊机和安装托架总成分别设置在横梁上，吊机进行便捷快速地拆卸和安装，安装托架总成抓取墙板并提升安装至高层建筑物的不同位置上，有效地提高了墙板安装的自动化程度和高层墙板安装效率。

Description

高层墙板自动吊装系统

技术领域

本发明涉及高层建筑的外墙墙板吊装机器的技术领域，尤其涉及一种高层墙板自动吊装系统。

背景技术

水泥木丝板是以木丝、水泥为主要原料制造而成的多用途板材。木丝水泥板具有保温节能、防火阻燃、防潮渗水、防虫防蛀、防霉防腐、隔音吸音、抗冻、防静电、强度高、比重轻、不含挥发性污染物，可锯、可钉，可涂层，可造型装饰，价格低廉等优点。目前已广泛应用于建筑行业、装饰行业、家具行业、吸音隔声屏障等，且施工方便、安装效率高、自重低、质优价廉。

但是，水泥木丝板作为高层建筑的外墙墙板使用时，由于所需铺设的面积较大，且高度较高，现有吊装系统已然成为高层墙板安装效率进一步提高的瓶颈。因此，本申请人致力于开发一种高层墙板自动吊装系统，实现进一步提高墙板安装的自动化程度和高层墙板安装效率。

发明内容

本发明的目的，就是提出一种高层墙板自动吊装系统，实现进一步提高墙板安装的自动化程度和高层墙板安装效率。

本发明为解决上述技术问题，提供了一种高层墙板自动吊装系统，包括：垂直设置在地面上的第一塔架和第二塔架，架设在所述第一塔架和所述第二塔架之间的横梁，用于驱动所述横梁沿所述第一塔架和所述第二塔架上下移动的升降装置，用于所述第一塔架和所述第二塔架拆装的吊机，以及用于抓取和安装墙板的安装托架总成。

所述吊机设置在所述横梁的上端面，所述安装托架总成设置在所述横梁的下端面。

作为本发明的进一步改进，所述安装托架总成包括：托架，用于驱动所述托架在所述横梁上进行横向移动的托架横移机构，用于驱动所述托架在所述托架横移机构上进行纵向移动的托架纵移机构，以及用于抓取墙板的抓取机构。

所述托架横移机构设置在所述横梁的下端面，所述托架纵移机构设置在所述托架横移机构的下端面，所述托架设置在所述托架纵移机构的下端面，所述抓取机构设置在所述托架的侧面上。

作为本发明的进一步改进，所述安装托架总成还包括支承架和用于调节墙板垂度的调垂机构，所述托架和所述支承架并排设置在所述托架纵移机构的下端面，由所述支承架与所述托架纵移机构连接，所述托架通过所述调垂机构连接在所述支承架的侧面上。

作为本发明的进一步改进，所述安装托架总成的数量为一个或一个以上，每一所述安装托架总成的支承架通过一旋转机构与所述托架纵移机构连接。

作为本发明的进一步改进，所述调垂机构包括设置在所述托架上部的上调垂部和设置在所述托架下部的下调垂部。

所述上调垂部包括第一连杆、第二连杆和第一气缸，所述第一连杆一端部铰接在所述托架的上部，另一端部滑动连接在所述支承架的上部，所述第二连杆的一端部滑动连接在所述支承架的上部，另一端部铰接在所述第一连杆的中部，所述第一气缸的一端铰接在所述第二连杆上，另一端铰接在所述第一连杆上，驱动所述第一连杆、所述第二连杆和托架摆动。

所述下调垂部包括第三连杆、第四连杆和第二气缸，所述第三连杆一端部铰接在所述托架的下部，另一端部滑动连接在所述支承架的下部，所述第四连杆的一端部滑动连接在所述支承架的下部，另一端部铰接在所述第三连杆的中部，所述第二气缸的一端铰接在所述第四连杆上，另一端铰接在所述第三连杆上，驱动所述第三连杆、所述第四连杆和托架摆动。

作为本发明的进一步改进，所述抓取机构包括顶部自动卡具、底部自动卡具和顶推千斤顶，所述顶部自动卡具设置在所述托架的上部，所述底部自动卡具设置在所述托架的下部，所述顶推千斤顶设置在所述托架的中部，通过所述顶部自动卡具、底部自动卡具和顶推千斤顶将墙板夹持在所述托架侧面上。

作为本发明的进一步改进，所述顶部自动卡具为可上下升降的设置在所述托架的上部，所述底部自动卡具上设置有用于垂直向上顶升墙板的标高精调千斤顶，所述底部自动卡具上用于承载墙板的承载面上铺设有滚轮滑道。

作为本发明的进一步改进，本发明的高层墙板自动吊装系统还包括：用于堆放墙板的堆放支架，用于供所述第一塔架和所述第二塔架移动行走的塔架行走机构，以及用于供所述吊机移动行走的吊机行走机构。

所述堆放支架设置在所述第一塔架和所述第二塔架之间的地面上，所述塔架行走机构设置在所述第一塔架和所述第二塔架的底面上，所述吊机通过所述吊机行走机构可横向移动的设置在所述横梁的上端面。

作为本发明的进一步改进，所述升降装置包括：第一齿条轨道、第二齿条轨道和横梁升降驱动机构，所述第一齿条轨道沿纵向布置在所述第一塔架面向所述第二塔架的侧面上，所述第二齿条轨道沿纵向布置在所述第二塔架面向所述第一塔架的侧面上，所述横梁可升降的设置在所述第一齿条轨道和所述第二齿条轨道上，所述横梁升降驱动机构设置在所述横梁上，用于驱动所述横梁在所述第一齿条轨道和所述第二齿条轨道的升降。

作为本发明的进一步改进，所述高层墙板自动吊装系统还包括：用于扫描二维码信息的扫描单元和用于输出控制信号的控制单元，所述扫描单元设置在所述安装托架总成上，并与所述控制单元信号连接，用于将扫描获得的信息输送至所述控制单元中，所述控制单元分别信号连接所述升降装置、托架横移机构、托架纵移机构、抓取机构、调垂机构和/或旋转机构。

本发明高层墙板自动吊装系统具有的有益效果如下：

1)在本发明中，横梁是可升降地设置在所述第一塔架和第二塔架之间的，将吊机和安装托架总成分别设置在横梁上，结合横梁的升降作业，可以通过吊机对两侧的第一塔架和第二塔架进行便捷快速地拆卸和安装，通过安装托架总成抓取墙板并提升安装至高层建筑物的不同位置上，有效地提高了墙板安装的自动化程度和高层墙板安装效率。

2)本发明通过进一步的改进安装托架总成的结构，将安装托架总成设置为可相对于横梁横移和纵移的机构，进一步提高墙板安装时的灵活度和安装精度。

3)本发明改进后的安装托架总成还加设了调垂机构，进一步了墙板安装的自动化程度，同时能够更加方便的对墙板的安装垂度进行调整。

4)本发明改进后的安装托架总成还加设了旋转机构，进一步扩大了使用范围，可以同时满足多个朝向的墙板安装，只需驱动旋转机构将抓取的墙板朝向进行适当的调节即可。

5)本发明改进后的抓取机构可以有效的抓取不同尺寸的墙板，并在抓取的过程中，通过标高精调千斤顶对墙板的标高进行精调，通过滚轮滑道进一步方便墙板的输入和输出。

6)本发明还加设了堆放支架便于墙板的堆放和抓取，加设了塔架行走机构便于转换施工楼体位置，加设吊机行走机构便于吊机进行拆卸作业。

7)本发明还加设了扫描单元和控制单元，技术人员只需预先对将要进行墙板铺设的墙面进行划分，并对应不同划分区域位置指定不同墙板，并在墙板上设置内置有相应信息的二维码。在安装托架总成抓取墙板的同时，利用扫描单元扫描该墙板上的二维码信息，即可获取该墙板的安装信息，并将该安装信息反馈到控制单元中，由控制单元对系统相应部件发出控制信号，自动的将墙板移动至相应的墙面位置上进行安装。

附图说明

图1为本实施例高层墙板自动吊装系统的结构示意图。

图2为图1的A-A截面示意图。

图3为本实施例的安装托架总成的结构示意图。

图4为图3的支承架沿箭头B方向旋转90°后的结构示意图。

图5为本实施例的具体使用状态图一。

图6为本实施例的具体使用状态图二。

图7为本实施例的具体使用状态图三。

图8为本实施例的具体使用状态图四。

图9为本实施例的具体使用状态图五。

图10为本实施例的具体使用状态图六。

图11为本实施例的具体使用状态图七。

图12为本实施例的具体使用状态图八。

图13为本实施例的具体使用状态图九。

图14为本实施例的具体使用立面参考图一。

图15为本实施例的具体使用立面参考图二。

图16为本实施例的具体使用立面参考图三。

图17为本实施例的具体使用平面参考图。

图中标号说明：

第一塔架100、第二塔架200、横梁300、升降装置400、第一齿条轨道410、第二齿条轨道420、横梁升降驱动机构430、吊机500、安装托架总成600、托架610、托架横移机构620、托架纵移机构630、抓取机构640、顶部自动卡具641、底部自动卡具642、顶推千斤顶643、标高精调千斤顶644、滚轮滑道645、支承架650、调垂机构660、上调垂部661、下调垂部662、第一连杆663、第二连杆664、第一气缸665、第三连杆666、第四连杆667、第二气缸668、旋转机构670、堆放支架700、塔架行走机构800、吊机行走机构900。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例高层墙板自动吊装系统的结构示意图，图2为图1的A-A截面示意图。如图1和图2所示，本实施例的一种高层墙板自动吊装系统，包括第一塔架100、第二塔架200、横梁300、升降装置400、吊机500和安装托架总成600。

结合图1所示，第一塔架100和第二塔架200均垂直设置在地面上，横梁300架设在第一塔架100和第二塔架200之间，形成门形结构。升降装置400驱动横梁300沿第一塔架100和第二塔架200上下移动，吊机500设置在横梁300的上端面，安装托架总成600设置在横梁300的下端面，便于吊机500根据工程进度对两侧的第一塔架100和第二塔架200进行拆装调整，第一塔架100和第二塔架200可采用常规的钢结构件进行搭建，吊机500可采用折臂小吊机，安装托架总成600对墙板进行抓取和安装。

如图3和图4所示，本实施例的安装托架总成600包括托架610、托架横移机构620、托架纵移机构630、抓取机构640、支承架650和调垂机构660。

如图3所示，托架横移机构620设置在横梁300的下端面，托架纵移机构630设置在托架横移机构620的下端面，抓取机构640设置在托架610的侧面上，托架610和支承架650并排设置在托架纵移机构630的下端面，由支承架650与托架纵移机构630连接，托架610通过调垂机构660连接在支承架650的侧面上。

具体的，本实施例利用托架横移机构620驱动托架610在横梁300上进行横向移动，利用托架纵移机构630驱动托架610在托架横移机构620上进行纵向移动，再结合横梁300的上下升降移动和调垂机构660调节抓取的墙板垂度，本实施例的抓取机构实现了三维移动和精确抓取、安装。

当然了，在其他具体实施例中，本发明也可以不设置支承架和调垂机构，直接将托架安装在托架纵移机构的下端面进行纵向移动，也可以采用其他间接或直接的连接方式，此处不再赘述。

示例性的，如图1所示，本实施例的安装托架总成600的数量为两个，每一安装托架总成的支承架650通过一旋转机构670与托架纵移机构630连接。如图3所示，支承架650在旋转机构的作用下沿箭头B方向旋转90°形成图4所示状态。需要补充说明的是：技术人员可以根据需要布置对应数量的安装托架总成，例如所要抓取的墙板尺寸较宽可以同时安装和操控两个及以上的安装托架总成进行抓取；如果所要抓取的墙板尺寸较窄，则只需一个安装托架总成即可完成抓取作业，且还便于进行旋转调整作业。

如图3所示，本实施例的调垂机构660包括设置在托架610上部的上调垂部661和设置在所述托架下部的下调垂部662。上调垂部661包括第一连杆663、第二连杆664和第一气缸665，第一连杆663一端部铰接在托架610的上部，另一端部滑动连接在支承架650的上部，第二连杆664的一端部滑动连接在支承架650的上部，另一端部铰接在第一连杆663的中部，第一气缸665的缸体一端铰接在第二连杆664上，输出轴的一端铰接在第一连杆663上，驱动所述第一连杆663、第二连杆664和托架610如图5至图13所示进行摆动。

如图3所示，本实施例的下调垂部包括第三连杆666、第四连杆667和第二气缸668，第三连杆666一端部铰接在托架610的下部，另一端部滑动连接在支承架650的下部，第四连杆667的一端部滑动连接在支承架650的下部，另一端部铰接在第三连杆666的中部，第二气缸668的缸体一端铰接在第四连杆667上，输出轴一端铰接在第三连杆666上，驱动第三连杆666、第四连杆667和托架610如图5至图13所示进行摆动。

如图3所示，本实施例的抓取机构640包括顶部自动卡具641、底部自动卡具642和顶推千斤顶643，顶部自动卡具641设置在托架610的上部，底部自动卡具642设置在托架610的下部，顶推千斤顶643设置在托架610的中部，通过顶部自动卡具641、底部自动卡具642和顶推千斤顶643将墙板夹持在托架610侧面上。示例性的，顶部自动卡具641为可上下升降的设置在托架610的上部，底部自动卡具642上设置有用于垂直向上顶升墙板的标高精调千斤顶644，底部自动卡具642上用于承载墙板的承载面上铺设有滚轮滑道645。

示例性的，如图5至图13所示，本实施例的安装托架总成600在具体使用时，包括如下步骤：

步骤一：如图5所示，安装托架总成600接近搁置在地面的墙板。

步骤二：如图6所示，将底部自动卡具642深入墙板底部，顶部自动卡具641下降自动夹住墙板。

步骤三：如图7所示，通过托架纵移机构630带动托架610和抓取机构640纵向后移，取出单块墙板。

步骤四：如图8所示，通过调垂机构660将墙板调直。

步骤五：如图9所示，横梁300沿所述第一塔架和所述第二塔架向上移动，带动安装托架总成600及墙板竖向移位至待安装标高；然后通过托架横移机构620带动托架沿横梁300平移，将墙板平移至待安装水平位置。

步骤六：如图10所示，通过托架纵移机构630带动托架610和抓取机构640纵向前移至安装工位附近。

步骤七：如图11所示，撤去顶部自动卡具641和底部自动卡具642。

步骤八：如图12所示，利用顶推千斤顶643将墙板推入安装位置，并通过顶推千斤顶643、标高精调千斤顶644和调垂机构660调整墙板安装精度。

步骤九：如图13所示，将墙板和墙面进行固定，安装托架总成600自动撤离，重复步骤一开始安装下一块墙板。

具体的，如图所示，本实施例高层墙板自动吊装系统还包括：用于堆放墙板的堆放支架700，用于供第一塔架100和第二塔架200移动行走的塔架行走机构800，用于供吊机500移动行走的吊机行走机构900，用于扫描二维码信息的扫描单元(图中未示出)和用于输出控制信号的控制单元(图中未示出)。

如图1和图2所示，本实施例的堆放支架700设置在第一塔架100和第二塔架200之间的地面上，塔架行走机构800设置在第一塔架100和第二塔架200的底面上，吊机500通过吊机行走机构900可横向移动的设置在横梁300的上端面。所述扫描单元设置在安装托架总成600上，并与所述控制单元信号连接，用于将扫描获得的信息输送至所述控制单元中，所述控制单元分别信号连接升降装置400、托架横移机构620、托架纵移机构630、抓取机构640、调垂机构660和/或旋转机构670。

示例性的，如图1所示，本实施例的升降装置400包括：第一齿条轨道410、第二齿条轨道420和横梁升降驱动机构430，第一齿条轨道410沿纵向布置在第一塔架100面向第二塔架200的侧面上，第二齿条轨道420沿纵向布置在第二塔架200面向第一塔架100的侧面上，横梁300可升降的设置在第一齿条轨道410和第二齿条轨道420上，横梁升降驱动机构430设置在横梁300上，用于驱动横梁300在第一齿条轨道410和第二齿条轨道420的升降。

当然了，在其他具体实施例中，本发明的堆放支架、塔架行走机构、吊机行走机构、托架横移机构、托架纵移机构、抓取机构、调垂机构、旋转机构、扫描单元和控制单元等部件，也可以根据实际需求进行选配其中一个或几个，具体型号也可以采用市场上的常用外购件，此处不再赘述。

参照图5至图17所示，本实施例高层墙板自动吊装系统的具体应用情况如下：

预备阶段：预先获取高层建筑物的外墙情况，预制对应外墙情况的水泥木丝板，并将预设有相应安装信息的二维码设置在对应的水泥木丝板上。

吊装系统安装阶段：如图17所示，在需要进行外墙墙板安装的高层建筑物的四周外侧分别设置一套本发明的高层墙板自动吊装系统，对于墙面较窄的两侧面采用固定式的高层墙板自动吊装系统(不带有塔架行走机构)，对于墙面较宽的正面和背面采用移动式的高层墙板自动吊装系统(带有塔架行走机构)，两者的区别主要在于第一塔架和第二塔架是否设置为可移动式的。高层墙板自动吊装系统的搭建可利用横梁的上升和吊机的作业，由下往上同时搭建第一塔架和第二塔架，直到预定高度位置。

墙板吊装阶段：图14至图16显示的是高层建筑物墙面较宽的正面施工流程图，首先高层墙板自动吊装系统处于如图14所示的状态，选定一个墙面宽度进行施工，先对该墙面宽度上部的墙板进行吊装，然后向下逐层安装，并利用吊机500逐步拆卸降低第一塔架100和第二塔架200的高度。其中，吊装过程可实现全自动化运行，通过所述扫描单元在安装托架总成600抓取墙板的同时，扫描该墙板上的二维码信息，并将二维码信息输送至所述控制单元内，所述控制单元依据获知的该墙板安装信息，发送驱动信号给升降装置400、托架横移机构620、托架纵移机构630、抓取机构640、调垂机构660和/或旋转机构670，高层墙板自动吊装系统依次如图5至图13动作，将墙板吊装至指定位置上(参考安装托架总成的具体使用步骤)。如上多次吊装后，如图16所示，完成该墙面宽度的全部墙板吊装，并将第一塔架100和第二塔架200移动至第二个墙面宽度再次进行如上施工，直到整个墙面的墙板吊装完毕。侧面墙面的吊装可参照上述施工流程，其中，由于侧面墙面较窄，所以采用固定式的高层墙板自动吊装系统即可，第一塔架和第二塔架不必水平移动作业，此处不再赘述。

以上述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高层墙板自动吊装系统，其特征在于：包括

垂直设置在地面上的第一塔架和第二塔架，

架设在所述第一塔架和所述第二塔架之间的横梁，

用于驱动所述横梁沿所述第一塔架和所述第二塔架上下移动的升降装置，用于所述第一塔架和所述第二塔架拆装的吊机，以及

用于抓取和安装墙板的安装托架总成；

所述吊机设置在所述横梁的上端面，所述安装托架总成设置在所述横梁的下端面。

2.如权利要求1所述的高层墙板自动吊装系统，其特征在于：所述安装托架总成包括

托架，

用于驱动所述托架在所述横梁上进行横向移动的托架横移机构，

用于驱动所述托架在所述托架横移机构上进行纵向移动的托架纵移机构，以及用于抓取墙板的抓取机构；

所述托架横移机构设置在所述横梁的下端面，所述托架纵移机构设置在所述托架横移机构的下端面，所述托架设置在所述托架纵移机构的下端面，所述抓取机构设置在所述托架的侧面上。

3.如权利要求2所述的高层墙板自动吊装系统，其特征在于：所述安装托架总成还包括支承架和用于调节墙板垂度的调垂机构，所述托架和所述支承架并排设置在所述托架纵移机构的下端面，由所述支承架与所述托架纵移机构连接，所述托架通过所述调垂机构连接在所述支承架的侧面上。

4.如权利要求3所述的高层墙板自动吊装系统，其特征在于：所述安装托架总成的数量为一个或一个以上，每一所述安装托架总成的支承架通过一旋转机构与所述托架纵移机构连接。

5.如权利要求3所述的高层墙板自动吊装系统，其特征在于：所述调垂机构包括设置在所述托架上部的上调垂部和设置在所述托架下部的下调垂部；

所述上调垂部包括第一连杆、第二连杆和第一气缸，所述第一连杆一端部铰接在所述托架的上部，另一端部滑动连接在所述支承架的上部，所述第二连杆的一端部滑动连接在所述支承架的上部，另一端部铰接在所述第一连杆的中部，所述第一气缸的一端铰接在所述第二连杆上，另一端铰接在所述第一连杆上，驱动所述第一连杆、所述第二连杆和托架摆动；

所述下调垂部包括第三连杆、第四连杆和第二气缸，所述第三连杆一端部铰接在所述托架的下部，另一端部滑动连接在所述支承架的下部，所述第四连杆的一端部滑动连接在所述支承架的下部，另一端部铰接在所述第三连杆的中部，所述第二气缸的一端铰接在所述第四连杆上，另一端铰接在所述第三连杆上，驱动所述第三连杆、所述第四连杆和托架摆动。

6.如权利要求2所述的高层墙板自动吊装系统，其特征在于：所述抓取机构包括顶部自动卡具、底部自动卡具和顶推千斤顶，所述顶部自动卡具设置在所述托架的上部，所述底部自动卡具设置在所述托架的下部，所述顶推千斤顶设置在所述托架的中部，通过所述顶部自动卡具、底部自动卡具和顶推千斤顶将墙板夹持在所述托架侧面上。

7.如权利要求6所述的高层墙板自动吊装系统，其特征在于：所述顶部自动卡具为可上下升降的设置在所述托架的上部，所述底部自动卡具上设置有用于垂直向上顶升墙板的标高精调千斤顶，所述底部自动卡具上用于承载墙板的承载面上铺设有滚轮滑道。

8.如权利要求1-7任一项权利要求所述的高层墙板自动吊装系统，其特征在于：所述高层墙板自动吊装系统还包括用于堆放墙板的堆放支架，

用于供所述第一塔架和所述第二塔架移动行走的塔架行走机构，以及

用于供所述吊机移动行走的吊机行走机构；

所述堆放支架设置在所述第一塔架和所述第二塔架之间的地面上，所述塔架行走机构设置在所述第一塔架和所述第二塔架的底面上，所述吊机通过所述吊机行走机构可横向移动的设置在所述横梁的上端面。

9.如权利要求8所述的高层墙板自动吊装系统，其特征在于：所述升降装置包括：第一齿条轨道、第二齿条轨道和横梁升降驱动机构，所述第一齿条轨道沿纵向布置在所述第一塔架面向所述第二塔架的侧面上，所述第二齿条轨道沿纵向布置在所述第二塔架面向所述第一塔架的侧面上，所述横梁可升降的设置在所述第一齿条轨道和所述第二齿条轨道上，所述横梁升降驱动机构设置在所述横梁上，用于驱动所述横梁在所述第一齿条轨道和所述第二齿条轨道的升降。

10.如权利要求1-7任一项权利要求所述的高层墙板自动吊装系统，其特征在于：所述高层墙板自动吊装系统还包括：用于扫描二维码信息的扫描单元和用于输出控制信号的控制单元，所述扫描单元设置在所述安装托架总成上，并与所述控制单元信号连接，用于将扫描获得的信息输送至所述控制单元中，所述控制单元分别信号连接所述升降装置、托架横移机构、托架纵移机构、抓取机构、调垂机构和/或旋转机构。