CN104746864A - 一种高空建筑机器人用作业平台系统 - Google Patents

Abstract

一种高空建筑机器人用作业平台系统，包括悬吊机构和高空作业平台，所述悬吊机构用于固定安装在建筑物顶部，承担高空作业平台的悬吊工作，高空作业平台通过吊索与悬吊机构相连，所述高空作业平台包括平台本体、提升机、减振器、吊索；所述平台本体包括底板、护栏及机器人安装座。

Description

一种高空建筑机器人用作业平台系统

技术领域

本发明涉及一种高空建筑机器人用作业平台技术，具体为一种适用于高空建筑外墙作业的作业平台。

背景技术

建筑外墙装饰机器人，在国内外已经有了很多的工程实例。但是高空建筑外墙机器人的自重大、载荷集中，现有高空吊篮很难满足其使用需求。

中国专利CN103924777A提供了一种建筑外墙装饰施工专用悬吊平台，虽然采用了吸盘与装饰墙面进行相对固定，但这种平台只适用于人工施工模式，其载重能力，和稳定性都不能适用于悬吊建筑外墙机器人。尤其是采用两点悬吊时，造成其稳定性较差，当载荷分布不均时容易倾覆。若采用蜘蛛车等提升装置，虽然可以解决机器人载荷集中的问题，但是它的提升高度低、承载力小，很难满足现在高空建筑外墙装饰时对大型板材的安装需求。并且，由于高层建筑外墙装饰时的环境复杂，高空风载、安装机器人运动、工作人员移动等都会使平台产生振动，从而影响机器人的安装精度。因此提供一种适用于高空建筑外墙机器人的可以承载集中载荷、提升高度高、稳定性强的作业平台系统成为现有技术中需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明通过对高空平台振动问题进行的分析设计，设计了一种高空建筑机器人用作业平台系统。该高空作业平台采用三点悬吊，并采用具有多自由度的真空吸盘减震系统，通过优选平台底板外形和机器人安装位置，使平台受力结构分布合理，能够兼具自重轻与承载力强的优点，可以很好的适应集中载荷，提升高度高，稳定性强，自重轻的特点。

本发明提供的高空建筑机器人用作业平台系统包括悬吊机构和高空作业平台；

所述悬吊机构用于固定安装在建筑物顶部，承担高空作业平台的悬吊工作，高空作业平台通过吊索与悬吊机构相连；

所述高空作业平台包括平台本体、提升机、减振器、吊索；

所述平台本体包括底板、护栏及机器人安装座，所述底板以进行高空作业时靠近作业立面的一边为内边，与内边相对的另一边为外边，所述底板以通过内边的中垂线为对称轴，外边中间部分具有向外延伸的凸起部，底板长宽比为1.6～3:1，所述凸起部外侧距内边最远处位于也位于底板的对称轴上，护栏围绕底板外周安装；所述提升机有三部，分别固定在护栏上，所述提升机的安装位置确保吊索对护栏的悬吊施力点在底板上的投影分别位于凸起部外侧边与底板对称轴的交点及底板的两个侧边上，上述三个投影在底板上的连线组成等腰三角形，所述位于底板两侧边的投影距底板内边的距离为10-40cm；

所述底板上安装有机器人安装座，所述机器人安装座包括固定板与安装座圈，安装座圈通过固定板安装在底板上表面，所述机器人安装座的安装位置为确保安装座圈的中心位于底板的对称轴上，且安装座圈中心与所述等腰三角形的内接圆圆心的距离小于所述内接圆半径的5％。

所述的减振器安装在底板上靠近内边与侧边交界处，所述减振器包括真空吸盘与减震器座，所述真空吸盘可以朝向作业立面并伸出和收回，真空吸盘与减震器座用转动副连接，减振器座中有两个交叉布置的阻尼器，可以在平行于底板且分别垂直和平行于工作立面的两个方向上具有运动自由度。

所述的高空作业平台系统，其特征是所述底板优选为在型材制作的单层框架上表面铺板制成。

所述的高空作业平台系统，其特征是所述提升机通过提升机安装板固定安装在护栏上，提升机安装板与底板之间优选采用支撑部件连接，支撑部件用于将悬吊产生的应力直接传导至底板。

所述的高空作业平台系统，其特征是优选所述底板形状为外边中间部分具有向外延伸的凸起部的矩形；所述凸起部宽度为底板总宽度的25％～45％，凸起部长度为底板总长度的25-40％；进一步优选以凸起部与矩形外边交界处到内边的垂线为界将底板分为三块安装板，每块安装板均由型材焊接成型，安装板之间通过螺栓连接，所述机器人安装座位于固定于中间的安装板上。

所述的高空作业平台系统，其特征在底板底部附有主梁结构，所述主梁从底板边缘附近延伸至机器人安装座底部，主梁在底板上的投影与吊索对护栏的悬吊施力点在底板上的投影到安装座圈的中心的连线基本重合，进一步优选主梁为由钢制空心矩形管焊接而成的桁架梁，所述桁架梁包括位于框架平面的平面梁和向底板下方倾斜一定角度的倾斜梁及连接平面梁与倾斜梁的支撑梁。

所述的高空作业平台系统，优选在吊索上安装有安全锁。

所述底板的及凸出部的长度是指其在使用时平行于作业立面方向上的最大长度，所述底板的及凸出部的宽度是指其在使用时垂直于作业立面方向上的最大宽度。

本发明提供的高空作业平台系统，采用三点悬吊增加总承载力，并通过有凸出部的底板和优选的机器人安装座安装位置，既使得凸出部顶端和底板两侧的悬吊点承载的拉力基本平衡，又在增加平台稳性的基础上尽量减少了平台的自重，进一步提高了平台的载重/自重比，并且采用了具有两自由度的真空吸盘减振器，可以有效的减少平台在平行于底板且分别垂直和平行于工作立面的两个方向上的振动，进一步增加了平台的稳定性，使其能够满足机器人的操作条件。在优选的设计中，对平台的底板采用了分块式和底部主梁设计，使整个平台更加易于组装和搬运，并且在不增加平台自重的情况下，尽可能的提高了平台的承载能力。

附图说明

图1为本发明一种高空建筑机器人用作业平台系统中一种实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一种高空建筑机器人用作业平台系统中一种实施例的高空作业平台的结构示意图；

图3为本发明一种高空建筑机器人用作业平台系统中一种实施例的高空作业平台的仰视示意图；

图4为本发明一种高空建筑机器人用作业平台系统中一种实施例的高空作业平台的俯视示意图；

图5为本发明一种高空建筑机器人用作业平台系统中一种实施例的高空作业平台的底板结构示意图；

图6为本发明一种高空建筑机器人用作业平台系统中一种实施例的高空作业平台机器人安装座的剖视示意图；

图中：1、地面，2、作业立面，3、悬吊机构，4、高空作业平台；41、平台本体、42、提升机、43提升机安装板、44、减振器、45、吊索，46、安全锁；411、底板，412、护栏，413、机器人安装座，4111、凸起部，4112、安装板，4113、主梁、4114、平面梁，4115、倾斜梁，4116、支撑梁，4131、固定板，4132、安装座圈，441、真空吸盘，442减振器座。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明技术方案详细说明如下。

实施例

本发明提供的高空建筑机器人用作业平台系统的的工作环境包含地面1和与建筑物外墙墙面平行的作业立面2。

本发明提供的高空建筑机器人用作业平台系统包括悬吊机构3和高空作业平台4。

所述悬吊机构3用于固定安装在建筑物顶部，承担高空作业平台的悬吊工作。高空作业平台4通过吊索与悬吊机构3相连。平台系统的整体结构示意图如图1所示。

所述高空作业平台4包括平台本体41、提升机42、提升机安装板43，减振器44、吊索45；通过提升机与吊索对平台进行升降悬停操作。

所述平台本体41由底板411、护栏412及机器人安装座413组成，所述底板以进行高空作业时靠近作业立面的一边为内边，与内边相对的另一边为外边，底板以通过内边的中垂线为对称轴，底板为外边中间部分具有向外延伸的凸起部4111的矩形，凸起部为梯形，凸起部宽度为底板总宽度的40％，凸起部长度为底板长度的30％，护栏围绕底板外周安装，提升机安装板有三块，分别固定在护栏上端，提升机固定安装于提升机安装板上，所述提升机安装板及提升机的安装位置确保吊索对护栏的悬吊施力点在底板上的投影分别位于凸起部外侧边与底板对称轴的交点及底板的两个侧边上，上述三个投影在底板上的连线组成等腰三角形，所述位于底板两侧边的投影距底板内边的距离为15cm。本实施例中底板总宽度2m，总长度为4m，可计算出所述等腰三角形的顶角角度为94.5°。

所述提升机安装板与底板之间采用支撑部件连接，用于将悬吊产生的应力直接传导至底板，支撑部件可以单独安装也可以将护栏的一部分加强作为支撑部件。

底板上安装有机器人安装座413，所述机器人安装座包括固定板4131与安装座圈4132，安装座圈通过固定板安装在底板上表面，固定板为外形相同的两块板，夹装在底板上下表面的对应位置上，机器人安装座的安装位置为确保安装座圈的中心与所述等腰三角形的内接圆圆心基本重合。

所述底板为在型材制作的单层框架上表面铺板制成，所述底板以凸起部与矩形外边交界处到内边的垂线为界分为三块安装板4112，每块安装板均由型材焊接成型，安装板之间通过螺栓连接，所述机器人安装座位于固定于中间的安装板上。

为了适应高空建筑机器人的载荷集中的特点，优选在底板的单层框架底部附有主梁结构，所述主梁4113从底板边缘附近延伸至机器人安装座底部，主梁在底板上的投影与吊索对护栏的悬吊施力点在底板上的投影到安装座圈的中心的连基本重合，主梁为由钢制空心矩形管焊接而成的桁架梁，所述桁架梁包括位于框架平面的平面梁4114和向底板下方倾斜一定角度的倾斜梁4115及连接平面梁与倾斜梁的支撑梁4116。

所述的减振器安装在底板上靠近内边与侧边交界处，所述减振器包括真空吸盘441与减震器座442，所述真空吸盘可以朝向作业立面并伸出和收回，真空吸盘与减震器座用转动副连接，减振器座中有两个交叉布置的阻尼器，可以在平行于底板且分别垂直和平行于工作立面的两个方向上具有运动自由度。

所述的高空作业平台，在吊索上安装有安全锁。

本实施例中，所述的高空作业平台，优选位于底板内边的护栏高度为0.7-0.9m，其他位置护栏高度为1-1.3m。

平台系统中的高空作业平台的结构示意图、仰视示意图、俯视示意图分别如图2-图4所示，平台的底板结构示意图如图5所示，机器人安装座的剖视示意图如图6所示。

本发明一种高空建筑机器人用作业平台系统安装及使用流程如下，首先安装好位于建筑屋顶部的悬吊机构，然后在地面组装好高空作业平台，即可在平台上安装高空建筑机器人。最后将吊索分别穿过安全锁后安装在提升机上完成平台系统的安装，调节悬吊机构使高空作业平台距作业立面的距离为8-15cm。完成平台系统安装之后，在提升机的作用下，将高空作业平台提升至工作位置之后启动减振器，通过减振器前端的真空吸盘将高空作业平台稳定吸附在建筑表面，即可让机器人进行板材安装。

Claims (10)

1.一种高空建筑机器人用作业平台系统，包括悬吊机构和高空作业平台，

所述悬吊机构用于固定安装在建筑物顶部，承担高空作业平台的悬吊工作，高空作业平台通过吊索与悬吊机构相连，

所述高空作业平台包括平台本体、提升机、减振器、吊索；

所述平台本体包括底板、护栏及机器人安装座，所述底板以进行高空作业时靠近作业立面的一边为内边，与内边相对的另一边为外边，所述底板以通过内边的中垂线为对称轴，

其特征是所述底板的外边中间部分具有向外延伸的凸起部，底板长宽比为1.6～3:1，所述凸起部外侧距内边最远处位于也位于底板的对称轴上，护栏围绕底板外周安装，所述提升机有三部，分别固定在护栏上，所述提升机的安装位置确保吊索对护栏的悬吊施力点在底板上的投影分别位于凸起部外侧边与底板对称轴的交点及底板的两个侧边上，上述三个投影在底板上的连线组成等腰三角形，所述位于底板两侧边的投影距底板内边的距离为10-40cm；

所述底板上安装有机器人安装座，所述机器人安装座包括固定板与安装座圈，安装座圈通过固定板安装在底板上表面，所述机器人安装座的安装位置能确保安装座圈的中心位于底板的对称轴上，且安装座圈中心与所述等腰三角形的内接圆圆心的距离小于所述内接圆半径的5％；

所述的减振器安装在底板上靠近内边与侧边交界处，所述减振器包括真空吸盘与减震器座，所述真空吸盘可以朝向作业立面并伸出和收回，真空吸盘与减震器座用转动副连接，减振器座中有两个交叉布置的阻尼器，可以在平行于底板且分别垂直和平行于工作立面的两个方向上具有运动自由度。

2.如权利要求1所述的高空作业平台系统，其特征是所述底板为在型材制作的单层框架上表面铺板制成。

3.如权利要求1所述的高空作业平台系统，其特征是所述提升机通过提升机安装板固定安装在护栏上，提升机安装板与底板之间采用支撑部件连接，所述支撑部件用于将悬吊产生的应力直接传导至底板。

4.如权利要求1-3任一所述的高空作业平台系统，其特征是所述底板形状为外边中间部分具有向外延伸的凸起部的矩形。

5.如权利要求4所述的高空作业平台系统，其特征是所述凸起部宽度为底板总宽度的25％～45％，凸起部长度为底板总长度的25-40％。

6.如权利要求5所述的高空作业平台系统，其特征是以凸起部与矩形外边交界处到内边的垂线为界将底板分为三块安装板，每块安装板均由型材焊接成型，安装板之间通过螺栓连接，所述机器人安装座位于固定于中间的安装板上。

7.如权利要求1、2、3、5、6中任一所述的高空作业平台系统，其特征在底板底部附有主梁结构，所述主梁从底板边缘附近延伸至机器人安装座底部，主梁在底板上的投影与吊索对护栏的悬吊施力点在底板上的投影到安装座圈的中心的连线基本重合。

8.如权利要求7所述的高空作业平台系统，其特征是主梁为由钢制空心矩形管焊接而成的桁架梁。

9.如权利要求4所述的高空作业平台系统，其特征在底板底部附有主梁结构，所述主梁从底板边缘附近延伸至机器人安装座底部，主梁在底板上的投影与吊索对护栏的悬吊施力点在底板上的投影到安装座圈的中心的连线基本重合。

10.如权利要求1所述的高空作业平台系统，其特征是在吊索上安装有安全锁。