CN108590197A - 一种装配式建筑人工智能转运安装系统及实施工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种装配式建筑人工智能转运安装系统及装配式建筑人工智能转运安装实施工艺，属于建筑工程领域，包括平台支架、平台导轨、平台架及中央控制器；所述平台导轨设置于所述平台支架的顶部，所述平台架设置于所述平台导轨，平台架能够在所述平台导轨上运行，所述中央控制器连接所述平台架。这种系统测量精准，施工效率高，不易受自然因素影响，安全性高。对于大型的工地可采用悬吊加导轨式作业方式，可提升施工效率。

Description

一种装配式建筑人工智能转运安装系统及实施工艺

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，具体而言，涉及一种装配式建筑人工智能转运安装系统及装配式建筑人工智能转运安装实施工艺。

背景技术

传统建筑工程转运安装方式大致有两种：

第一种方式为人工安装，具体为根据建筑总平面图、平面图、结构图、剖面图、大样图或节点详图按施工安装顺序依次安排相关技术人员借助相关设备或设施工具进行，大致具有以下步骤：①人工基础放线→②人工基槽或桩基础开挖→③人工基础砌筑砖块或浇筑混凝土施工→④人工砌筑墙体砖块→⑤人工装模、安装柱梁板等钢筋、浇筑混凝土→⑥人工屋面施工→⑦人工室内外装饰。

第二种为人工与机械结合的安装方式具体为：①人工基础放线或人工借助仪器基础放线→②人工开挖基槽或桩基础开挖或采用桩机打桩→③人工基础砌筑砖块或浇筑混凝土施工或借助机械进行基础混凝土施工→④人工砌筑墙体砖块或柱钢筋笼、安装柱子模板、浇筑柱子混凝土→⑤人工装模、安装梁楼板等钢筋、浇筑混凝土或借助吊机进行施工安装→⑥人工屋面施工或借助吊机进行屋面安装施工→⑦人工室内外装饰或相关机械进行室内外装饰施工。

上述两种方式在施工时主要存在以下缺点：

1、目前大部分工地搬运机具材料还是人工在搬运，造成的损耗及垃圾比较多，工人也感觉很吃力很累，安全事故也时有发生；目前借助机械也只是重型物件或上下楼层的运输，实际安装时还是依靠人员搬运作业。

2、基础、柱、墙体、梁、楼板转运安装工程目前一般还是采用人工搬运安装等而且须大量的劳工，人为操作对尺寸很难把握精准易造成误差，需要耗费不少人力及时间做修整或校正，即使修整或校正难免存在一定的误差，现实生活中该情况随处有。

3、人工安装因工人技能等方面差别很大，势必加大建筑工程安全风险、质量风险，增加工程人力成本提高工程造价，延长工程周期，造成大量材料损耗及机具损坏而造成大量建筑垃圾给环境带来污染。

发明内容

本发明提供了一种装配式建筑人工智能转运安装系统及施工工艺，旨在解决现有技术中存在的上述问题。

本发明实施例是这样实现的：

一种装配式建筑人工智能转运安装系统，包括平台支架、平台导轨、平台架及中央控制器；所述平台导轨设置于所述平台支架的顶部，所述平台架设置于所述平台导轨，平台架能够在所述平台导轨上运行，所述中央控制器连接所述平台架。

进一步地，所述平台架的顶部设置有机械手连接杆，所述机械手连接杆沿水平方向设置，所述机械手连接杆的两侧连接有智能机械手，所述中央控制器连接所述智能机械手。

进一步地，所述机械手连接杆的两端设置有带梯护栏，所述平台架及所述智能机械手设置于两组所述带梯护栏之间。

进一步地，所述平台支架包括支架立柱，所述支架立柱的顶部设置有支撑体，所述支撑体与支架立柱通过调节阀连接，所述支撑体的顶部设置有用于连接所述平台导轨的卡槽；所述支架立柱为可伸缩结构，所述调节阀用于调节所述支架立柱的伸缩以及所述平台导轨的水平度。

进一步地，所述平台架包括物件存放架、工具存放架、PLC控制柜及动力机组，所述物件存放架位于平台架的底端。

进一步地，所述物件存放架包括两根纵杆及连接在纵杆上的多根横杆，所述纵杆及横杆均用钢管制成。

进一步地，所述平台架的顶部设置有平台导轨，平台架顶部的平台导轨的两端设置有自提升导轨，所述自提升导轨沿竖向设置。

进一步地，所述动力机组设置于所述物件存放架上，所述工具存放架设置于所述动力机组上，所述PLC控制柜设置于所述工具存放架上。

一种装配式建筑人工智能转运安装实施工艺，实现过程如下：

(1)确定工地作业面标高及中轴线；

(2)布置平台支架，保证平台支架距离墙面不小于0.6米；

(3)安装平台导轨并与平台支架连接；

(4)进行基础放线、基础开挖、采用机械手吊装钢管结构柱及基础梁、预埋首层水电预埋管线等、采用机械手浇注基础梁柱及首层地面混凝土；

(5)采用机械手砌筑首层墙体砌块或安装首层墙体板；

(6)采用机械手吊装一层钢管梁；

(7)安装提升导轨，并使整个系统提升至下一层操作面；

(8)采用机械手安装一层叠合楼板同时安装楼层钢板网片及预埋本层水电管线；

(9)采用机械手砌筑本层墙体砌块或安装墙体板，同时安装好门和窗；

(10)采用机械手吊装本层楼梯梯段板，安装好楼梯钢板网片及踏步筋；

(11)采用机械手浇筑本层楼梯、楼面、墙体板中空部分混凝土。

进一步地，重复步骤(1)至(11)直至屋面安装完毕；拆除各组件；进行地面及水电线路等其他项目施工。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的装配式建筑人工智能转运安装系统，其测量精准，施工效率高，不易受自然因素影响，安全性高。对于大型的工地可采用悬吊加导轨式作业方式，可提升施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的装配式建筑人工智能转运安装系统的示意图；

图2是本发明实施方式提供的装配式建筑人工智能转运安装系统中平台支架的示意图；

图3是本发明实施方式提供的装配式建筑人工智能转运安装系统中平台支架与平台导轨连接的示意图；

图4是本发明实施方式提供的装配式建筑人工智能转运安装系统中平台导轨的示意图；

图5是本发明实施方式提供的装配式建筑人工智能转运安装系统中带梯护栏的示意图；

图6是本发明实施方式提供的装配式建筑人工智能转运安装系统中智能机械手设置的示意图；

图7是本发明实施方式提供的装配式建筑人工智能转运安装系统中平台架的示意图；

图8是本发明实施方式提供的装配式建筑人工智能转运安装系统中物件存放架的示意图；

图9是本发明实施方式提供的装配式建筑人工智能转运安装系统在使用时的示意图。

图标：平台支架101、平台导轨102、平台架103、机械手连接杆104、智能机械手105、带梯护栏106、支架立柱107、支撑体108、卡槽109、调节阀110、物件存放架111、工具存放架112、PLC控制柜113、动力机组114、纵杆115、横杆116、自提升导轨117、连接螺栓118、导轨连接杆119、防护栏120、轨道滚轮121、垂直提升杆122、钢管结构梁123、梯子124。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例。

请参阅图1-图9，本实施例提供了一种装配式建筑人工智能转运安装系统。

请参阅图1，这种装配式建筑人工智能转运安装系统包括平台支架101、平台导轨102、平台架103及中央控制器；平台导轨102设置于平台支架101的顶部，平台架103设置于平台导轨102，平台架103能够在平台导轨102上运行，中央控制器连接平台架103。平台架103的顶部设置有机械手连接杆104，机械手连接杆104沿水平方向设置，机械手连接杆104的两侧连接有智能机械手105，中央控制器连接智能机械手105。智能机械手105通过垂直提升杆122与机械手连接杆104连接，并用连接螺栓118连接。

机械手连接杆104的两端设置有带梯护栏106，平台架103及智能机械手105设置于两组带梯护栏106之间。带梯护栏106具有防护栏120及梯子124，梯子124设置在防护栏120之间，防护栏120通过导轨连接杆119与平台架103连接。

平台支架101包括支架立柱107，支架立柱107的顶部设置有支撑体108，支撑体108与支架立柱107通过调节阀110连接，支撑体108的顶部设置有用于连接平台导轨102的卡槽109；支架立柱107为可伸缩结构，调节阀110用于调节支架立柱107的伸缩以及平台导轨102的水平度。平台架103包括物件存放架111、工具存放架112、PLC控制柜113及动力机组114，物件存放架111位于平台架103的底端。物件存放架111包括两根纵杆115及连接在纵杆115上的多根横杆116，纵杆115及横杆116均用钢管制成。纵杆115用直径30mm的钢管制成，横杆116用直径20mm的钢管制成。

平台架103的顶部设置有平台导轨102，平台导轨102通过轨道滚轮121与平台架103连接，平台导轨102的两端连接自提升导轨117，自提升导轨117竖直设置，自提升导轨117上连接钢管结构梁123，钢管结构梁123水平设置。

平台架103顶部的平台导轨102的两端设置有自提升导轨，自提升导轨沿竖向设置。动力机组114设置于物件存放架111上，工具存放架112设置于动力机组114上，PLC控制柜113设置于工具存放架112上。

1、装配式建筑人工智能转运安装系统(主要用于钢结构建筑或钢管混凝土结构建筑)组成：平台支架101(主要承受系统自重和作业时所加荷载，调节平台水平度确保作业时机械手的操作精确及安装部件精确到位。)、平台导轨102(系统平台架103运行轨道)、平台架103(物件存放架111、工具存放架112、导轨式机械手连接杆104、智能机械手105、PLC控制柜113、动力机组114)、系统自提升导轨(系统液压自动提升)、带梯护栏106(工件安装防护及补修)、中央控制器(含触摸屏智能控制器、网络控制器、手持式控制器等)。

2、平台支架101：采用特种钢制做(不生锈、不变形、强度高)，支架上设置限位调节阀110(调节支架腿的伸缩及平台导轨102的水平度)、连接紧固件(将平台和平台导轨102连接夹固成一体，以确保系统作业时平稳精确运行)，根据工地情况、平台导轨102长度及连接点数布置支架数量。

3、平台导轨102：采用圆形、工字形、C型钢等特种钢制做(不生锈、不变形、强度高)并刻上或将不锈钢毫米刻度尺固定于导轨表面，安全承受系统的动载或静载，便于物件水平及垂直平稳精确运转，为系统作业时提供可靠的保证。

4、平台架103：各部件均采用特种钢制做(不生锈、不变形、强度高)，各部件具体设计方案如下：

①物件存放架111作为作业时所需物品的临时存放台包括水平物件架和垂直升降式支撑架，置于平台导轨102端部的吊运机械手将物品吊运至物件存放架111的水平架上，然后通过垂直升降式支撑架或系统安装机械手将物件从水平架上安放到作业时的精确位置，以保证安装的精确度、确保工程质量、降低建筑安装风险，降低人工劳动强度及减少大量作业人员。

②工具存放架112作为作业时所需的放线测量、基槽开挖、电焊、结构缝密封、电钻等存放仪器、工具、五金、密封胶等，工具存放架112还可作为安装防护用，以实现安全精准安装；

③导轨式机械手连接杆104作为连接平台导轨102与智能机械手105的连接装置，与机械手连接处设计为即能水平360度旋转又能垂直升降的驱动装置(手动或遥控控制)，便于机械手抓取物件进行精确安装及精确使用相关工具等(电焊、电钻、喷抹结构密封胶等)；

④智能机械手105执行系统作业的各项具体动作(基础开挖、混凝土浇筑、物件转运吊装、仪器工具使用、工件安装防护等)；

⑤PLC控制柜113将系统中各部件进行电路集成与系统的电路控制，确保系统正常有序精确运行；

⑥动力机组114(电动机、发电机、电瓶等)安置于系统平台架103中部。

5、系统自提升导轨用于一道工序作业完毕进入下道工序作业系统的安全自动提升，位于平台导轨102与工程结构梁连接处，采用电动液压驱动控制，用卡扣栓锚式紧固件将平台导轨102与工程主梁连接牢固并保证系统自提升导轨能灵活安全提升，导轨长度大于楼层高度1米，保证系统提升时不脱离工程结构梁。

6、带梯护栏106(外墙安装)用于工件安装防护及补修，采用螺栓与机械手连接导轨连接，带梯护栏106高度为3～4米宽度为0.6米，护栏净空尺寸为600*900，这样处理免除了施工须安装脚手架及其它防护措施，且大大增加了施工作业的安全性及降低了建安成本。

7、中央控制器(含手机智能操作和触摸屏操作)对整个系统的作业运行进行全程控制与场景进行监控，连接网络可实现远程监控与作业实时控制，便于安全生产及质量控制管理。

本实施例还提供一种装配式建筑人工智能转运安装实施工艺，实现过程如下：

(1)确定工地作业面标高(一般指室内±0)及中轴线；

(2)布置平台支架101，保证平台支架101距离墙面不小于0.6米，同时调节好支架平台的连接器距离作业面不小于100，确保支架平台的连接器处于同一水平面(用仪器或打水平校核)；

(3)安装平台导轨102并与平台支架101连接好；

(4)安装平台架103及相关部件并进行滑动调试；

(5)进行基础放线、基础开挖(24米以下的建筑采用机械手开挖与基础垫层混凝土浇筑，高于24米的建筑须采用专业桩机打桩并进行桩基础的施工。)、采用机械手吊装钢管结构柱及基础梁、预埋首层水电预埋管线等、采用机械手浇注基础梁柱及首层地面混凝土；

(6)采用机械手砌筑首层墙体砌块或安装首层墙体板；

(7)采用机械手吊装一层钢管梁；

(8)安装提升导轨，并使整个系统提升至下一层操作面；

(9)采用机械手安装一层叠合楼板同时安装楼层钢板网片及预埋本层水电管线；

(10)采用机械手砌筑本层墙体砌块或安装墙体板，同时安装好门和窗；

(11)采用机械手吊装本层楼梯梯段板，安装好楼梯钢板网片及踏步筋；

(12)采用机械手浇筑本层楼梯、楼面、墙体板中空部分混凝土；

(13)重复以上作业直至屋面安装完毕；

(14)拆除本发明系统各组件；

(15)进行地面及水电线路等其他项目施工。

这种系统及工艺相比传统施工至少具有如下优势：

1、这种装配式建筑人工智能转运安装系统因各部件尺寸位置精准，小型工地采取人工放线测量，可利用系统因各部件尺寸位置精准度进行精确放线、测量、工件安装校正，这样即保证了工程安装的精确性又减轻了测量人员劳动强度；同时即给采用仪器测量的工地提供了仪器安放位置(减轻了测量人员的劳动强度，缩短了工地测量的时间)又方便了工件安装校正。

2、这种装配式建筑人工智能转运安装系统充分利用了工程结构的独有特点与自身优势解决了物件转运的难题，将系统的平台轨道、智能吊运机械手、自提升装置、钢管柱及梁进行简单科学的夹固连接，将物件、工具仪器、材料简单快速科学的转运(通过吊运机械手将物件等吊运至物件存放架111，再通过平台导轨102将物件等水平转运至机械手连接导轨处，然后通过物件存放架111垂直杆提升至机械手操作面或通过机械手转运至机械手物件架上，然后机械手将物件等转运至作业处进行工件安装作业。)至操作面进行安装等作业。

3、这种装配式建筑人工智能转运安装系统可利用系统因各部件尺寸位置精准度进行工程基础机械手作业，通过安装挖掘、吊装、混凝土浇筑、电焊、电钻、喷抹工具等智能机械手105对工程的各分部工程及相关工序进行科学有序的精准安装施工，极大地减轻了作业人员的劳动强度、大大地提高了工程转运安装的安全性准确性、明显的提高了工程的质量、真正做到了材料等使用的精准、减少建筑垃圾95％以上、大量减少作业人员、大大的提高了作业效率、明显的缩短施工周期、大幅度降低了工程总造价，建房装修真正实现同步完工。

4、这种装配式建筑人工智能转运安装系统利用系统自身部件(带梯护栏106、机械手护架)、工程结构(钢结构或钢管混凝土结构)、墙体砌块(自定位)或中空墙体板的钢管预埋件与结构梁或楼板的连接(螺栓连接后焊接)的特点完全可免除了内外脚手架或楼板满堂架安装的工序。

5、这种装配式建筑人工智能转运安装系统采用智能机械手105作业保证了安装精准、用料精确、不受人为及自然因素影响、安全质量及施工进度能很好的科学控制。

6、这种装配式建筑人工智能转运安装系统采用了PLC人工智能控制系统能很好地实现设计、生产、配送、施工、管理一体化运营管理。将工程设计与施工造价软件崁入系统，将各工地项目具体数据信息输入系统更加便于管理。对于大型的工地可采用悬吊加导轨式作业方式，可提升施工效率。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式建筑人工智能转运安装系统，其特征在于，包括平台支架、平台导轨、平台架及中央控制器；所述平台导轨设置于所述平台支架的顶部，所述平台架设置于所述平台导轨，平台架能够在所述平台导轨上运行，所述中央控制器连接所述平台架。

2.根据权利要求1所述的装配式建筑人工智能转运安装系统，其特征在于，所述平台架的顶部设置有机械手连接杆，所述机械手连接杆沿水平方向设置，所述机械手连接杆的两侧连接有智能机械手，所述中央控制器连接所述智能机械手。

3.根据权利要求2所述的装配式建筑人工智能转运安装系统，其特征在于，所述机械手连接杆的两端设置有带梯护栏，所述平台架及所述智能机械手设置于两组所述带梯护栏之间。

4.根据权利要求1所述的装配式建筑人工智能转运安装系统，其特征在于，所述平台支架包括支架立柱，所述支架立柱的顶部设置有支撑体，所述支撑体与支架立柱通过调节阀连接，所述支撑体的顶部设置有用于连接所述平台导轨的卡槽；所述支架立柱为可伸缩结构，所述调节阀用于调节所述支架立柱的伸缩以及所述平台导轨的水平度。

5.根据权利要求2所述的装配式建筑人工智能转运安装系统，其特征在于，所述平台架包括物件存放架、工具存放架、PLC控制柜及动力机组，所述物件存放架位于平台架的底端。

6.根据权利要求5所述的装配式建筑人工智能转运安装系统，其特征在于，所述物件存放架包括两根纵杆及连接在纵杆上的多根横杆，所述纵杆及横杆均用钢管制成。

7.根据权利要求5所述的装配式建筑人工智能转运安装系统，其特征在于，所述平台架的顶部设置有平台导轨，平台架顶部的平台导轨的两端设置有自提升导轨，所述自提升导轨沿竖向设置。

8.根据权利要求5所述的装配式建筑人工智能转运安装系统，其特征在于，所述动力机组设置于所述物件存放架上，所述工具存放架设置于所述动力机组上，所述PLC控制柜设置于所述工具存放架上。

9.一种装配式建筑人工智能转运安装实施工艺，其特征在于，实现过程如下：

(1)确定工地作业面标高及中轴线；

(2)布置平台支架，保证平台支架距离墙面不小于0.6米；

(3)安装平台导轨并与平台支架连接；

(4)进行基础放线、基础开挖、采用机械手吊装钢管结构柱及基础梁、预埋首层水电预埋管线等、采用机械手浇注基础梁柱及首层地面混凝土；

(5)采用机械手砌筑首层墙体砌块或安装首层墙体板；

(6)采用机械手吊装一层钢管梁；

(7)安装提升导轨，并使整个系统提升至下一层操作面；

(8)采用机械手安装一层叠合楼板同时安装楼层钢板网片及预埋本层水电管线；

(9)采用机械手砌筑本层墙体砌块或安装墙体板，同时安装好门和窗；

(10)采用机械手吊装本层楼梯梯段板，安装好楼梯钢板网片及踏步筋；

(11)采用机械手浇筑本层楼梯、楼面、墙体板中空部分混凝土。

10.根据权利要求9所述的装配式建筑人工智能转运安装实施工艺，其特征在于，重复步骤(1)至(11)直至屋面安装完毕；拆除各组件；进行地面及水电线路等其他项目施工。