CN104196252A

CN104196252A - 一种幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构

Info

Publication number: CN104196252A
Application number: CN201410463021.7A
Authority: CN
Inventors: 朱林华
Original assignee: Jiangsu Nanfang Xiongshi Construction Engineering Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Nanfang Xiongshi Construction Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2014-12-10

Abstract

本发明涉及一种幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构。具有支撑平台，在支撑平台上设置有X轴移动机构、Y轴移动机构及Z轴移动机构；所述Y轴移动机构由设置于支撑平台底面上的导向滑轨、设置于导向滑轨上可左右滑移的Y轴平移滑块组成，所述导向滑轨有两根，分别设置于支撑平台的内外两侧，Y轴平移滑块的两端横架于向滑轨上；所述X轴移动机构由设置由两根纵连杆和一根横连杆组成，横连杆活动连接两根纵连杆的顶端，纵连杆的底端则与Y轴平移滑块活动连接形成平行四边行机构；所述Z轴移动机构具有Z轴平移滑块，Z轴平移滑块与X轴移动机构上的横连杆前端滑动连接。本发明结构简单，机构稳定可靠，操作方便，可以便捷地实现实现幕墙的定位安装。

Description

一种幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构

技术领域：

本发明涉及建筑幕墙安装领域，尤其涉及一种幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构。

背景技术：

建筑施工包括主体结构和二次结构，主体结构以钢结构和混凝土施工为主，二次结构则以装饰、装修为主，其中各类幕墙的干挂安装工作量所占比重最大，例如大量的大理石和玻璃幕墙的安装作业。

目前建筑幕墙尺寸一般在600mm×600mm～900mm×1200mm，重量一般不小于35kg。对于某些特殊定制的面板，其尺寸可以达到几米，重量达到数百公斤。幕墙面板尺寸大、重量大，加之有的面板材料（如玻璃）具有易损性，给安装施工带来较多难题。另外，为了完成高层建筑幕墙的安装，在施工过程中需要搭建施工脚手架，借助辅助设施，由数量众多的工人手工安装完成。

近年来，随着科技水平的迅猛发展，机器人技术在越来越多的领域得到了应用。基于建筑工程的特殊需求，在建筑装饰业中广泛使用高科技机械设备，不仅可以提高装饰施工的整体质量水平，对于提升我国科技水平也颇有助益。建筑机器人的开发与应用必将在促进复杂的建筑施工自动化过程中发挥重要作用。因此，研制建筑幕墙智能化施工机器人装备，满足我国建筑装饰行业的急切需求，具有重大的现实意义。

目前也有些幕墙装饰公司采用建筑机器人进行幕墙的安装，其主要是采用六自由度串联结构机械手实现幕墙的安装定位，这种机器人机械手系统与控制系统比较复杂，且串联结构对系统刚度和载荷能力都有较大的影响，其并不适合幕墙安装机器人系统。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种三自由度移动机构，所述机构是在动平台调平完成后，通过XYZ三个方向的移动实现幕墙的定位安装。安装机器人的三自由度移动机构包括Y轴、Z轴两个移动副和一个平行四边形机构。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构，具有支撑平台，在支撑平台上设置有X轴移动机构、Y轴移动机构及Z轴移动机构；所述Y轴移动机构由设置于支撑平台底面上的导向滑轨、设置于导向滑轨上可左右滑移的Y轴平移滑块组成，所述导向滑轨有两根，分别设置于支撑平台的内外两侧，Y轴平移滑块的两端横架于向滑轨上；所述X轴移动机构由设置由两根纵连杆和一根横连杆组成，横连杆活动连接两根纵连杆的顶端，纵连杆的底端则与Y轴平移滑块活动连接形成平行四边行机构；所述Z轴移动机构具有Z轴平移滑块，Z轴平移滑块与X轴移动机构上的横连杆前端滑动连接。

为了实现机构在Y轴方向上位移的自动调整，进一步地：所述支撑平台上设置有用于驱动Y轴平移滑块左右滑移的Y轴驱动电机。

为了实现机构在X轴方向上位移的自动调整，再进一步地：所述Y轴平移滑块和其中一根纵连杆上连接有用于驱动X轴移动机构作前后运动的伸缩连杆。

为了实现机构在Z轴方向上位移的自动调整，更进一步地：所述Z轴平移滑块上设置有用于驱动Z轴平移滑块在横连杆前端作上下运动的Z轴驱动电机。

为了实现对幕墙安装位置的快速定位，更进一步地：所述Z轴平移滑块上设置有视觉定位系统。

与现有技术相比，本发明的有益之处是：结构简单，机构稳定可靠，操作方便，可以便捷地实现实现幕墙的定位安装。

附图说明：

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明立体结构示意图；

图中：1、支撑平台；2、导向滑轨；3、Y轴平移滑块；4、纵连杆；5、横连杆；6、Z轴平移滑块；7、Y轴驱动电机；8、伸缩连杆；9、Z轴驱动电机；10、视觉定位系统。

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：

如图1所示一种幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构，具有支撑平台1，在支撑平台1上设置有X轴移动机构、Y轴移动机构及Z轴移动机构。

所述Y轴移动机构由设置于支撑平台1底面上的导向滑轨2、设置于导向滑轨2上可左右滑移的Y轴平移滑块3组成，所述导向滑轨2有两根，分别设置于支撑平台1的内外两侧，Y轴平移滑块3的两端横架于导向滑轨2上，在支撑平台1上设置有用于驱动Y轴平移滑块3左右滑移的Y轴驱动电机7。Y轴移动机构直接安装在动平台上，有效行程均为220mm。

所述X轴移动机构由设置由两根纵连杆4和一根横连杆5组成，横连杆5活动连接两根纵连杆4的顶端，纵连杆4的底端则与Y轴平移滑块3活动连接形成平行四边行机构，在Y轴平移滑块3和其中一根纵连杆4上连接有用于驱动X轴移动机构作前后运动的伸缩连杆8；平行四边形机构的功能是实现安装机器人在X轴方向垂直于墙体的运动，其运动过程中会产生的Z向耦合运动由Z向移动机构进行补偿，该机构可保证幕墙始终保持垂直于动平台的姿态平动。

所述Z轴移动机构具有Z轴平移滑块6，Z轴平移滑块6与X轴移动机构上的横连杆5前端滑动连接，Z轴平移滑块6上设置有用于驱动Z轴平移滑块6在横连杆5前端作上下运动的Z轴驱动电机9和用于对幕墙安装位置进行快速定位的视觉定位系统10。Z轴移动机构功能是实现执行末端沿Z方向上的运动，同时对平行四边形机构在Z方向的耦合运动进行补偿。由总体方案可知Z方向移动机构安装在平动边的端部，设计时应考虑机械系统的轻量化问题。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构，其特征是：具有支撑平台（1），在支撑平台（1）上设置有X轴移动机构、Y轴移动机构及Z轴移动机构；所述Y轴移动机构由设置于支撑平台（1）底面上的导向滑轨（2）、设置于导向滑轨（2）上可左右滑移的Y轴平移滑块（3）组成，所述导向滑轨（2）有两根，分别设置于支撑平台（1）的内外两侧，Y轴平移滑块（3）的两端横架于导向滑轨（2）上；所述X轴移动机构由设置由两根纵连杆（4）和一根横连杆（5）组成，横连杆（5）活动连接两根纵连杆（4）的顶端，纵连杆（4）的底端则与Y轴平移滑块（3）活动连接形成平行四边行机构；所述Z轴移动机构具有Z轴平移滑块（6），Z轴平移滑块（6）与X轴移动机构上的横连杆（5）前端滑动连接。

2.根据权利要求1所述的幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构，其特征是：所述支撑平台（1）上设置有用于驱动Y轴平移滑块（3）左右滑移的Y轴驱动电机（7）。

3.根据权利要求1所述的幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构，其特征是：所述Y轴平移滑块（3）和其中一根纵连杆（4）上连接有用于驱动X轴移动机构作前后运动的伸缩连杆（8）。

4.根据权利要求1所述的幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构，其特征是：所述Z轴平移滑块（6）上设置有用于驱动Z轴平移滑块（6）在横连杆（5）前端作上下运动的Z轴驱动电机（9）。

5.根据权利要求1所述的幕墙安装建筑机器人三自由度移动机构，其特征是：所述Z轴平移滑块（6）上设置有视觉定位系统（10）。