CN105936041B - 一种基于3-ups并联机构的建筑施工搬运机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于3‑UPS并联机构的建筑施工搬运机器人，包括搬运平台、三自由度并联振动台、行走装置和轨道，三自由度并联振动台分别位于搬运平台四个顶角处，行走装置位于三自由度并联振动台正下方，且行走装置上端与三自由度并联振动台下端相连接，行走装置下端安装在轨道上。本发明将3‑UPS并联机构应用到三自由度并联振动台上，充分利用了3‑UPS并联机构的运动灵活性高、减震性能好和承载能力强的特点，使得本发明即使在凹凸不平且路面状况差建筑施工现场场地行走时也不会造成建筑材料滑落或者材料在强震动情况下损坏的问题，在搬运过程中对建筑材料起到了保护作用。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工辅助设备领域，具体的说一种基于3-UPS并联机构的建筑施工搬运机器人。
背景技术
建筑施工是指工程建设实施阶段的生产活动，是各类建筑物的建造过程，也可以说是把设计图纸上的各种线条，在指定的地点，变成实物的过程；它包括基础工程施工、主体结构施工、屋面工程施工、装饰工程施工等；施工作业的场所称为“建筑施工现场”或叫“施工现场”。建筑施工过程中遇到比较多的工作就是建筑材料的搬运，比如砂石、砖块、钢筋建材或者水泥等等，目前对于中小型建筑施工现场多采用人工进行搬运，人工搬运不仅占用大量的劳动力，搬运效率低；而且由于建筑施工现场危险事故隐患较多，而且施工人员安全意识不强，在材料搬运过程经常造成不必要的安全事故，对施工人员造成了身体伤害，同时也对施工单位造成了资金损失；虽然目前也有采用电动推车或者叉车进行材料搬运作业，但是由于建筑施工现场场地凹凸不平且路面状况差，容易造成在采用电动推车或者叉车进行材料搬运作业时出现材料滑落或者材料在强震动情况下损坏的问题。鉴于此，本发明提供了一种基于3-UPS并联机构的建筑施工搬运机器人。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种基于3-UPS并联机构的建筑施工搬运机器人。
本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。
一种基于3-UPS并联机构的建筑施工搬运机器人，包括搬运平台、三自由度并联振动台、行走装置和轨道，且三自由度并联振动台和行走装置数量均为四；所述的搬运平台为矩形平板结构，且搬运平台材质为45钢材料，三自由度并联振动台分别位于搬运平台四个顶角处，且三自由度并联振动台与搬运平台底端面之间通过螺栓进行连接，行走装置位于三自由度并联振动台正下方，且行走装置上端与三自由度并联振动台下端相连接，行走装置下端安装在在轨道上。
进一步，所述的三自由度并联振动台包括定平台、动平台、虎克铰、电动推杆、球铰链、套筒、挡圈和限位弹簧，且虎克铰、电动推杆、球铰链、套筒、挡圈和限位弹簧的数量均为三；所述的定平台位于动平台正下方，电动推杆位于定平台和动平台之间，且电动推杆下端通过虎克铰与定平台相连接，电动推杆上端通过球铰链与动平台相连接，电动推杆两两之间的安装角度为60度，套筒位于电动推杆和球铰链之间，套筒一端与球铰链相连接，套筒另一端与电动推杆之间通过螺纹配合的方式进行连接，挡圈安装在电动推杆中部位置处，限位弹簧绕套在电动推杆上，且限位弹簧一端与套筒相连接，限位弹簧另一端与挡圈相连接；三自由度并联振动台采用3-UPS三自由度并联机构，与串联机构相比刚度大，结构稳定，承载能力强且微动精度高，三自由度并联振动台在空间内可进行一平移二转动共三个自由度方向的运动，且运动空间小、运动速度快、运动灵活性好和减震效果好，在本发明中，通过三自由度并联振动台带动整个搬运平台在空间内可进行一平移二转动共三个自由度方向的运动，将三自由度并联机构的控制相对简单、运动灵活性高、减震性能好和承载能力强的特点运用到本发明中，使得本发明即使在凹凸不平且路面状况差建筑施工现场场地行走时也不会造成建筑材料滑落或者材料在强震动情况下损坏的问题，在搬运过程中对建筑材料起到了一定的保护作用。
进一步，所述的行走装置包括升降螺柱、升降套筒、行走座、行走转轴和行走轮；所述的升降螺柱外侧壁上设置有外螺纹，升降套筒呈两端开口的空心圆柱状结构，升降套筒内侧壁上设置有与升降螺柱外侧壁上的外螺纹相配合的内螺纹，升降螺柱下端安装在升降套筒内部，升降套筒下端固定在行走座上，行走座呈倒立的U型结构，行走轮通过行走转轴安装在行走座下方位置处，行走轮呈工字型结构；通过转动升降螺柱带动升降螺柱在升降套筒内的上下运动，从而用于调节本发明的整体高度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明将3-UPS三自由度并联机构应用到三自由度并联振动台上，可带动整个搬运平台在空间内可进行一平移二转动共三个自由度方向的运动，充分利用了3-UPS三自由度并联机构的控制相对简单、运动灵活性高、减震性能好和承载能力强的特点，使得本发明即使在凹凸不平且路面状况差建筑施工现场场地行走时也不会造成建筑材料滑落或者材料在强震动情况下损坏的问题，在搬运过程中对建筑材料起到了一定的保护作用。
(2)本发明行走装置可调节本发明的整体高度，便于不同路况的行走移动。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明三自由度并联振动台和行走装置配合时的立体结构示意图；
图3是本发明三自由度并联振动台的立体结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1至图3所示，一种基于Stewart并联机构的建筑施工搬运机器人，包括搬运平台1、三自由度并联振动台2、行走装置3和轨道4，且三自由度并联振动台2和行走装置3数量均为四；所述的搬运平台1为矩形平板结构，且搬运平台1材质为45钢材料，三自由度并联振动台2分别位于搬运平台1四个顶角处，且三自由度并联振动台2与搬运平台1底端面之间通过螺栓进行连接，行走装置3位于三自由度并联振动台2正下方，且行走装置3上端与三自由度并联振动台2下端相连接，行走装置3下端安装在在轨道4上。
如图3所示，所述的三自由度并联振动台2包括定平台21、动平台22、虎克铰23、电动推杆24、球铰链25、套筒26、挡圈27和限位弹簧28，且虎克铰23、电动推杆24、球铰链25、套筒26、挡圈27和限位弹簧28的数量均为三；所述的定平台21位于动平台22正下方，电动推杆24位于定平台21和动平台22之间，且电动推杆24下端通过虎克铰23与定平台21相连接，电动推杆24上端通过球铰链25与动平台22相连接，电动推杆24两两之间的安装角度为60度，套筒26位于电动推杆24和球铰链25之间，套筒26一端与球铰链25相连接，套筒26另一端与电动推杆24之间通过螺纹配合的方式进行连接，挡圈27安装在电动推杆24中部位置处，限位弹簧28绕套在电动推杆24上，且限位弹簧28一端与套筒26相连接，限位弹簧28另一端与挡圈27相连接；三自由度并联振动台2采用3-UPS三自由度并联机构，与串联机构相比刚度大，结构稳定，承载能力强且微动精度高，三自由度并联振动台2在空间内可进行一平移二转动共三个自由度方向的运动，且运动空间小、运动速度快、运动灵活性好和减震效果好，在本发明中，通过三自由度并联振动台2带动整个搬运平台在空间内可进行一平移二转动共三个自由度方向的运动，将三自由度并联机构的控制相对简单、运动灵活性高、减震性能好和承载能力强的特点运用到本发明中，使得本发明即使在凹凸不平且路面状况差建筑施工现场场地行走时也不会造成建筑材料滑落或者材料在强震动情况下损坏的问题，在搬运过程中对建筑材料起到了一定的保护作用。
如图2所示，所述的行走装置3包括升降螺柱31、升降套筒32、行走座33、行走转轴32和行走轮35；所述的升降螺柱31外侧壁上设置有外螺纹，升降套筒32呈两端开口的空心圆柱状结构，升降套筒32内侧壁上设置有与升降螺柱31外侧壁上的外螺纹相配合的内螺纹，升降螺柱31下端安装在升降套筒32内部，升降套筒32下端固定在行走座33上，行走座33呈倒立的U型结构，行走轮35通过行走转轴32安装在行走座33下方位置处，行走轮35呈工字型结构；通过转动升降螺柱31带动升降螺柱31在升降套筒32内的上下运动，从而用于调节本发明的整体高度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种基于3-UPS并联机构的建筑施工搬运机器人，其特征在于：包括搬运平台、三自由度并联振动台、行走装置和轨道，且三自由度并联振动台和行走装置数量均为四；所述的搬运平台为矩形平板结构，三自由度并联振动台分别位于搬运平台四个顶角处，且三自由度并联振动台与搬运平台底端面之间通过螺栓进行连接，行走装置位于三自由度并联振动台正下方，且行走装置上端与三自由度并联振动台下端相连接，行走装置下端安装在轨道上；其中：
所述的三自由度并联振动台包括定平台、动平台、虎克铰、电动推杆、球铰链、套筒、挡圈和限位弹簧，且虎克铰、电动推杆、球铰链、套筒、挡圈和限位弹簧的数量均为三；所述的定平台位于动平台正下方，电动推杆位于定平台和动平台之间，且电动推杆下端通过虎克铰与定平台相连接，电动推杆上端通过球铰链与动平台相连接，电动推杆两两之间的安装角度为60度，套筒位于电动推杆和球铰链之间，套筒一端与球铰链相连接，套筒另一端与电动推杆之间通过螺纹配合的方式进行连接，挡圈安装在电动推杆中部位置处，限位弹簧绕套在电动推杆上，且限位弹簧一端与套筒相连接，限位弹簧另一端与挡圈相连接；
所述的行走装置包括升降螺柱、升降套筒、行走座、行走转轴和行走轮；所述的升降螺柱外侧壁上设置有外螺纹，升降套筒呈两端开口的空心圆柱状结构，升降套筒内侧壁上设置有与升降螺柱外侧壁上的外螺纹相配合的内螺纹，升降螺柱下端安装在升降套筒内部，升降套筒下端固定在行走座上，行走座呈倒立的U型结构，行走轮通过行走转轴安装在行走座下方位置处，行走轮呈工字型结构；
所述的搬运平台材质为45钢材料。
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