CN109702734A - 一种用于行吊系统的多功能机械臂、行吊系统及行吊车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于行吊系统的多功能机械臂、行吊系统及行吊车，多功能机械臂包括机械臂主体单元、设置于机械臂主体单元顶部的第一连接单元以及设置于机械臂主体单元底部的第二连接单元；第一连接单元将机械臂主体单元安装于行吊系统上，第二连接单元外接功能部件；采用以上技术方案，使得行吊在实现运输物料的同时，能够根据实际作业需要，外接机器人进行作业，提高施工效率，扩大行吊的作业范围；本发明提供的多功能机械臂可以外接多种功能部件，并且具有较好的施工精度，工作效率较高、降低施工成本。

Description

一种用于行吊系统的多功能机械臂、行吊系统及行吊车

技术领域

本发明属于行吊车技术领域，具体涉及一种用于行吊系统的多功能机械臂、行吊系统及行吊车。

背景技术

现有的行吊包括有行吊架和行吊车，行吊车一般可滑动设置于行吊架以对物料进行行吊和运输；但是现有的行吊车只有起吊和运输功能，在需要特殊物料作业时无法合理利用；例如，当需要对物料进行抓取或绑扎时，就需要额外设备进行作业，这就增加了作业成本，降低工作效率。

基于上述行吊中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种用于行吊系统的多功能机械臂、行吊系统及行吊车，旨在解决现有行吊施工效率低、成本高的问题。

本发明提供一种用于行吊系统的多功能机械臂，包括机械臂主体单元、设置于机械臂主体单元顶部的第一连接单元以及设置于机械臂主体单元底部的第二连接单元；第一连接单元将机械臂主体单元安装于行吊系统上，第二连接单元外接功能部件。

进一步地，机械臂主体单元为多轴机械臂；多轴机械臂包括多条机械臂，且多条机械臂转动轴线不在同一直线上。

进一步地，机械臂包括第一机械臂、第二机械臂以及第三机械臂；第一机械臂一端与第一连接单元连接，其另一端通过第一电机轴与第二机械臂一端可转动连接；第二机械臂另一端通过第二电机轴与第三机械臂一端可转动连接；第三机械臂的另一端连接第二连接单元；第一电机轴的轴线和第二电机轴的轴线均为水平方向。

进一步地，机械臂包括第四机械臂；第四机械臂一端通过第三电机轴与第一机械臂的底部传动连接，第四机械臂另一端与通过所述第一电机轴与第二机械臂一端可转动连接；第一机械臂通过第三电机轴带动第四机械臂沿水平方向旋转。

进一步地，第一电机轴连接第一电机，第二电机轴连接第二电机，第三电机轴连接第三电机；第一电机轴、第二电机轴、第三电机轴可同步或独立被驱动。

进一步地，第一连接单元的顶部竖直设置有伸缩杆；伸缩杆一端与第一连接单元连接，另一端连接于行吊系统的行吊车上。

进一步地，机械臂主体单元的侧面上设有外接端口单元。

进一步地，外接端口单元用于和外接电器设备通信连接；外接电器设备为检测器或编码器。

进一步地，第二外接单元固定设置于第三电机械臂的底部，用于可拆卸地外接不同目的的功能部件。

进一步地，第一连接单元和/或第二连接单元为连接板；连接板的中心位置预留有走线通道或数据接口。

相应地，本发明提供一种采用上述所述机械臂的行吊系统，功能部件为建筑施工用机器人；其还包括控制模块和电源模块；电源模块分别与控制模块和驱动机械臂主体单元的第一电机轴的第一电机、驱动第二电机轴的第二电机、驱动第三电机轴的第三电机电连接；控制模块分别与第一电机、第二电机、第三电机通信连接；控制模块控制多功能机械臂达到指定坐标，并获得多自由度施工范围和坐标补偿。

相应地，本发明提供一种行吊车，包括上述所述的用于行吊系统的多功能机械臂；其还包括行吊大车、设置于行吊大车上的行吊小车以及设置于行吊小车上的伸缩杆；行吊大车沿水平面可滑动设置于爬架上；行吊小车可滑动设置于行吊大车上。

采用以上技术方案，使得行吊在实现运输物料的同时，能够根据实际作业需要，外接机器人进行作业，提高施工效率，扩大行吊的作业范围；本发明提供的多功能机械臂可以外接多种功能部件，并且具有较好的施工精度，工作效率较高、降低施工成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明行吊车整体结构示意图；

图2为本发明行吊车局部示意图；

图3为本发明一种行吊机械臂连接示意图；

图4为本发明一种行吊机械臂立体图；

图5为本发明一种行吊机械臂主视图；

图6为本发明一种行吊机械臂侧视图；

图7为本发明一种行吊机械臂俯视图；

图8为本发明一种行吊机械臂仰视图

图9为本发明一种多轴机械臂沿伸缩杆轴线的垂直面旋转示意图；

图10为本发明一种多轴机械臂绕电机轴转动示意图。

图中：1、行吊大车；2、行吊小车；3、伸缩杆；4、行吊轨道；5、机械臂；50、第四机械臂；51、第一连接单元；52、外接端口单元；53、第一机械臂；54、第一电机轴；55、第二机械臂；56、第二电机轴；57、第三机械臂；58、第二连接单元；59、螺栓孔；60、数据接口；6、爬架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系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装置或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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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。

如图1至图10所示，本发明提供一种用于行吊系统的多功能机械臂，包括机械臂主体单元、设置于机械臂主体单元顶部的第一连接单元51以及设置于机械臂主体单元底部的第二连接单元58；该第一连接单元51将机械臂主体单元安装于行吊系统上，由此实现机械臂与行吊系统的模块化连接和安装；第二连接单元58外接功能部件，该功能部件可用于行吊施工，并根据不同目的可以外接建筑施工用机器人，例如整平机器人、抹平机器人、绑扎机器人、抓取机器人、刮平机器人等，采用第二连接单元同样使得机械臂与功能部件之间实现模块化连接和安装；采用上述机械臂方案，使得行吊系统在施工时可以外接功能部件，从而提高作业效率、扩大行吊的应用范围、降低人工劳动量、降低施工成本。

优选地，结合上述方案，如图1至图10所示，本实施例中，机械臂主体单元为多轴机械臂；多轴机械臂包括多条机械臂，并且多条机械臂转动轴线不在同一直线上，由此可以实现多方向、多维度、多自由度的施工空间以及坐标补偿；进一步地，多条机械臂之间通过电机轴转动连接，以现实各个机械臂之间不同维度、不同方向的转动；在各自电机轴的带动作用下，各个机械臂可以沿水平方向或竖直方向转动；具体地，如图8所示，电机轴可带动机械臂在水平面上做360°旋转；或如图9所示，电机轴可带动机械臂在竖直方向做钟摆式转动，从而实现各个维度和方向的转动。

优选地，结合上述方案，如图1至图10所示，本实施例中，机械臂包括第一机械臂53、第二机械臂55以及第三机械臂57；其中，第一机械臂51一端与第一连接单元51连接，第一机械臂53另一端通过第一电机轴54与第二机械臂55一端可转动连接；第一电机轴54水平设置于第一机械臂53和第二机械臂55转动连接处，并和第一电机传动连接，从而使得第二机械臂55可绕第一电机轴54转动；第二机械臂55另一端通过第二电机轴56与第三机械臂57一端可转动连接；第三机械臂57的另一端连接第二连接单元58；第二电机轴56水平设置于第二机械臂55和第三机械臂57转动连接处，并和第二电机传动连接，从而使得第三机械臂57可绕第二电机轴56转动；具体地，第一电机轴54的轴线和第二电机轴56的轴线均为水平方向，从而使第二机械臂55和第三机械臂57可在竖直方向上做钟摆式转动，即第一电机轴54带动第二机械臂55沿竖直方向做钟摆式转动；第二电机轴56带动第三机械臂57沿竖直方向做钟摆式转动。

优选地，结合上述方案如图1至图10所示，本实施例中，机械臂还包括第四机械臂50；第四机械臂50一端通过第三电机轴与第一机械臂53的底部传动连接，第四机械臂50另一端与通过第一电机轴54与第二机械臂55一端可转动连接；第三电机轴设置于第一机械臂53上，并和第三电机传动连接；这样，第一机械臂53通过第三电机轴带动第四机械臂50沿水平方向旋转，即如图8所示，第三电机轴可带动第四机械臂50在水平面上做360°旋转，并且第四机械臂50可带动第二机械臂55在水平面上做360°旋转。

优选地，结合上述方案，如图1至图7所示，本实施例中，第一电机轴54连接第一电机、第二电机轴56连接第二电机、第三电机轴连接第三电机；这样使得第一电机轴54、第二电机轴56、第三电机轴可同步或独立被驱动，从而实现各自角度和空间的转动。

优选地，结合上述方案，如图1至图10所示，本实施例中，第一连接单元51的顶部竖直设置有伸缩杆3，该伸缩杆3为直角坐标系杆，该直角坐标系杆具有坐标补偿的作用，并且可直接安装机器人；本实施例中，通过伸缩杆连接一个多功能机械臂的第一连接单元，从而进一步实现多功能机械臂施工位置的坐标补偿和更大空间的活动范围、更多维度的吊运；伸缩杆与第一连接单元可拆卸连接，这样使得伸缩杆在需要安装机器人或机械臂的时候可以方便拆卸和更换；具体地，本实施例中，伸缩杆与第一连接单元通过螺栓连接或通过法兰连接或通过滑轨连接；进一步地，第一连接单元51固定设置于第一机械臂53顶部，这样第一机械臂53可通过伸缩杆3将机械臂主体单元安装于行吊系统上；具体地，伸缩杆3一端与第一连接单元51连接，另一端连接于行吊系统的行吊车上；具体地，由于行吊、伸缩杆的自身行走误差及结构受力变形，造成第二连接部件外接的机器人施工时可能存在定位不准确或无法行走至指定位置，该多轴机械臂为行吊、伸缩杆提供坐标补偿、保证外接的机器人能够达到指定坐标，也可为外接机器人提供范围施工的自由度、减少行吊及小车的移动。

优选地，结合上述方案，如图1至图10所示，本实施例中，机械臂主体单元的侧面上设有外接端口单元52；进一步地，该外接端口单元52用于临时和外接电器设备通信连接；外接电器设备为检测器或编码器；检测器或编码可对机械臂进行检测或临时调整，也可以外接较大型设备的数据端口，如抹平机、铝模安装机等末端机器。

优选地，结合上述方案，如图1至图10所示，本实施例中，第二外接单元58固定设置于第三电机械臂57的底部，用于可拆卸地外接不同目的的功能部件；该功能部件可以为整平机器人、抹平机器人、绑扎机器人、抓取机器人或刮平机器人；采用上述方案，机械臂主体单元通过第二外界单元接口连接不同作用和功能的机器人，从而进行施工。

优选地，结合上述方案，如图1至图10所示，本实施例中，第一连接单元51和/或第二连接单元58为连接板；具体地，连接板的四周分别设有螺栓孔，这样连接可通过螺栓孔与外界设备或功能部件模块化连接和安装；具体地，连接板的中心位置预留有走线通道或数据接口60，这样使得连接单元通过走线通道或数据接口即可与外部设备通信连接或电连接，从而实现电源供应和通信控制连接。

优选地，结合上述方案，本发明提供的多功能机械臂，可根据不同实施目的外接功能部件，具体包括：

当施工层需要进行铝模安装工作时，第二连接部件可外接铝模抓取机器人，通过外接功能部件的定位系统等反馈位置信息至行吊-小车-伸缩杆-机械臂的控制系统中，通过计算需移动坐标将铝模运输至所需位置并停留，通过人工或其他机械设备对铝模进行安装；这种运输及定位功能，大大减轻工人在搬运铝模中的体力消耗、提升了劳动安全，同时精准定位提升了铝模安装的质量及速度；

当施工层需要进行钢筋绑扎工作时，第二连接部件可外接钢筋绑扎机器人，通过外接功能部件上的识别装置，反馈坐标信息至行吊-小车-伸缩杆-机械臂的控制系统中，通过计算移动坐标及多轴机械臂旋转角度，将绑扎设备牵引至指定工作区对钢筋绑扎点进行绑扎，绑扎设备通过第二电机轴的转动，可对水平面的板筋、竖直面的墙柱筋进行绑扎，通过自动绑扎节约了人工；

当施工层需要进行至混凝土布料时，第二连接部件可外接抓取机器人，对布料机前端软管进行抓取并牵引，实现施工平面的运动；通过施工前的布料量计算、或其他设备测量混凝土的浇筑高度，事先输入或实时反馈移动指令给行吊及小车，对浇筑区域实现精准布料；

当施工层需要进行至混凝土刮平、抹平阶段时，第二连接部件可外接整平机器人、抹平机器人，通过外接功能部件的竖直定位装置等，反馈信息至行吊-小车-伸缩杆-机械臂的控制系统中，控制伸缩杆的伸缩，保证整平、抹平机器人的竖向坐标稳定，从而保证混凝土刮平、整平的质量，节约人力的同时提高了混凝土平整度，方便后续的铝模支模安装及地砖、地板铺贴；

采用上述外接功能部件施工时，需要保证竖直方向坐标一定、绝对水平运动时，除外接功能部件的竖直坐标定位装置反馈控制信息至控制系统外，还需控制第一电机轴与第二电机轴旋转同样角度，保证第二连接部件的水平度，从而保证外接功能部件的水平；除外接功能部件自身的竖直定位系统，多轴机械臂也可通过多接口器外接定位功能部件或自身集成该类功能部件。

相应地，结合上述方案，本发明还提供一种采用上述所述机械臂的行吊系统，功能部件为建筑施工用机器人；其还包括控制模块和电源模块；电源模块分别与控制模块和驱动机械臂主体单元的第一电机轴的第一电机、驱动第二电机轴的第二电机、驱动第三电机轴的第三电机电连接；控制模块分别与第一电机、第二电机、第三电机通信连接；控制模块控制多功能机械臂达到指定坐标，并获得多自由度施工范围和坐标补偿；采用上述方案，能够实现行吊机械臂多自由、多方向进行精确位置施工、效率较高。

相应地，结合上述方案，如图1至图7所示，本发明还提供一种行吊车，包括上述所述的用于行吊系统的多功能机械臂；其还包括行吊大车1、设置于行吊大车1上的行吊小车2以及设置于行吊小车2上的伸缩杆3；行吊大车1沿水平面可滑动设置于爬架6的行吊轨道4上；行吊小车2可滑动设置于行吊大车1上；采用上述方案，使得行吊能够根据不同工作或作业，实现高效率的施工作业，提高效率、降低人工劳动量。

采用以上技术方案，使得行吊在实现运输物料的同时，能够根据实际作业需要，外接机器人进行作业，提高施工效率，扩大行吊的作业范围；本发明提供的多功能机械臂可以外接多种功能部件，并且具有较好的施工精度，工作效率较高、降低施工成本。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于行吊系统的多功能机械臂，其特征在于，包括机械臂主体单元、设置于所述机械臂主体单元顶部的第一连接单元以及设置于所述机械臂主体单元底部的第二连接单元；所述第一连接单元将所述机械臂主体单元安装于行吊系统上，所述第二连接单元外接功能部件。

2.根据权利要求1所述的用于行吊系统的多功能机械臂，其特征在于，所述机械臂主体单元为多轴机械臂；所述多轴机械臂包括多条机械臂，且多条所述机械臂转动轴线不在同一直线上。

3.根据权利要求2所述的用于行吊系统的多功能机械臂，其特征在于，所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂以及第三机械臂；所述第一机械臂一端与所述第一连接单元连接，其另一端通过第一电机轴与所述第二机械臂一端可转动连接；所述第二机械臂另一端通过第二电机轴与所述第三机械臂一端可转动连接；所述第三机械臂的另一端连接所述第二连接单元；所述第一电机轴的轴线和所述第二电机轴的轴线均为水平方向。

4.根据权利要求3所述的用于行吊系统的多功能机械臂，其特征在于，所述机械臂包括第四机械臂；所述第四机械臂一端通过第三电机轴与所述第一机械臂的底部传动连接，所述第四机械臂另一端与所述通过所述第一电机轴与所述第二机械臂一端可转动连接；所述第一机械臂通过所述第三电机轴带动所述第四机械臂沿水平方向旋转。

5.根据权利要求4所述的用于行吊系统的多功能机械臂，其特征在于，所述第一电机轴连接第一电机，所述第二电机轴连接第二电机，所述第三电机轴连接第三电机；

所述第一电机轴、所述第二电机轴、所述第三电机轴可同步或独立被驱动。

6.根据权利要求3所述的用于行吊系统的多功能机械臂，其特征在于，所述第一连接单元的顶部竖直设置有伸缩杆；所述伸缩杆一端与所述第一连接单元连接，另一端连接于行吊系统的行吊车上。

7.根据权利要求1所述的用于行吊系统的多功能机械臂，其特征在于，所述机械臂主体单元的侧面上设有外接端口单元。

8.根据权利要求5所述的用于行吊系统的多功能机械臂，其特征在于，所述外接端口单元用于和外接电器设备通信连接；所述外接电器设备为检测器或编码器。

9.根据权利要求3所述的用于行吊系统的多功能机械臂，其特征在于，所述第二外接单元固定设置于所述第三电机械臂的底部，用于可拆卸地外接不同目的的功能部件。

10.根据权利要求1所述的用于行吊系统的多功能机械臂，其特征在于，所述第一连接单元和/或所述第二连接单元为连接板；所述连接板的中心位置预留有走线通道或数据接口。

11.一种采用上述权利要求1至10任一项所述机械臂的行吊系统，所述功能部件为建筑施工用机器人；其还包括控制模块和电源模块；所述电源模块分别与所述控制模块和驱动所述机械臂主体单元的第一电机轴的第一电机、驱动第二电机轴的第二电机、驱动第三电机轴的第三电机电连接；所述控制模块分别与所述第一电机、所述第二电机、所述第三电机通信连接；所述控制模块控制所述多功能机械臂达到指定坐标，并获得多自由度施工范围和坐标补偿。

12.一种行吊车，包括上述权利要求1至10任一项所述的用于行吊系统的多功能机械臂；其还包括行吊大车、设置于所述行吊大车上的行吊小车以及设置于所述行吊小车上的伸缩杆；所述行吊大车沿水平面可滑动设置于爬架上；所述行吊小车可滑动设置于所述行吊大车上。