CN109853968A - 一种混凝土板材持续夹持器、安装机械手以及安装车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种混凝土板材持续夹持器，其根据混凝土板材的常用规格及其易破碎的特性，设置了弹簧的夹紧力范围，从而，该持续夹持器一方面能够在搬运和安装混凝土板材时避免其出现脱落的状况，以防止意外事故的发生，保证板材砌筑施工的顺利进行，另一方面还不会对混凝土板材造成破坏，提升工程质量，节约材料，降低施工成本。另外，本发明还提供了一种混凝土板材安装机械手以及安装车，由于该安装机械手和安装车均采用了上述混凝土板材持续夹持器，因此具有安全可靠、工作效率高、施工质量好、施工成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种混凝土板材持续夹持器、安装机械手以及安装车。
背景技术
混凝土板材是替代建筑空间分隔的良好材料，具有砌筑速度快、平整度高、取消二次抹灰找平的优点，符合建筑工业化发展中墙体改革的要求。
传统人工安装混凝土板材，不仅施工速度慢，而且水平、垂直精度难以控制，劳动强度大，不能有效节约资源和提高施工速度。因此，板材砌筑施工的机械化是本领域亟需实现的目标。
为此，相关技术人员了开发了一种混凝土板材安装车，其设有能够完成板材旋转、平移、升降等调节动作的安装机械手，该安装车及其安装机械手一定程度上实现了板材砌筑施工的机械化，降低了施工人员的劳动强度，提高了施工速度。但是，上述安装机械手仍然具有一个较大的缺陷，那就是对夹紧力的研究不够深入：夹紧力不够，混凝土板材易脱落，无法实现顺利安装，同时容易出现施工事故；夹紧力过大，由于混凝土板材大多为空心板材，属于脆性材料，具有易破碎的缺陷，从而，安装机械手会对混凝土板材造成破坏，导致工程质量降低，材料浪费，施工成本增加。
因此，设计一种夹紧力适当的混凝土板材持续夹持器以及包括该混凝土板材持续夹持器的安装机械手和安装车很有必要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种混凝土板材持续夹持器、安装机械手以及安装车，具有安全可靠、工作效率高、施工质量好、施工成本低等优点。
基于此，本发明提供了一种混凝土板材持续夹持器，包括夹紧支架和压缩驱动装置，所述夹紧支架包括固定板、被动夹板以及连接二者的连接板，且所述固定板、所述被动夹板和所述连接板围成供混凝土板材的侧边伸入的夹槽，所述压缩驱动装置安装于所述固定板的外侧面，所述压缩驱动装置设有推杆，所述固定板上设有通孔，所述推杆穿过所述通孔并伸入所述夹槽内，所述固定板的内侧面还设有罩在所述推杆外的套筒，所述套筒内设有可沿其轴向滑动的推板，所述推杆与所述推板相连接，所述推板与所述固定板之间设有弹簧，所述弹簧的夹紧力为3.6KN至180KN，所述推板的背离所述弹簧的一侧设有主动夹板。
作为优选方案，将所述主动夹板与混凝土板材接触的表面记为第一接触面，将所述被动夹板与混凝土板材接触的表面记为第二接触面，所述第一接触面的面积小于所述第二接触面的面积。
作为优选方案，所述第一接触面的面积为100cm2至900cm2。
本发明的另一目的在于提供一种混凝土板材安装机械手，包括升降机构和上述的混凝土板材持续夹持器，所述升降机构包括导向架、上链轮、下链轮、链条以及升降驱动装置，所述导向架呈竖直设置，所述上链轮和所述下链轮分别靠近所述导向架的上下两端设置，且所述上链轮与所述下链轮通过所述链条相连接，所述链条上设有安装座，所述升降驱动装置的输出轴与所述上链轮或所述下链轮相连接，用于驱动所述安装座沿所述导向架上下运动，所述混凝土板材持续夹持器安装于所述安装座上。
作为优选方案，还包括平移机构，所述平移机构包括移动板、平移驱动装置以及所述安装座，所述安装座设有横向的滑槽，所述移动板与所述滑槽滑动连接，所述平移驱动装置安装于所述安装座上，用于驱动所述移动板沿所述滑槽横向滑动，所述混凝土板材持续夹持器安装于所述移动板上。
作为优选方案，还包括旋转机构，所述旋转机构包括支撑板、旋转驱动装置、轴承座以及旋转座，所述支撑板呈水平设置并与所述移动板固定连接，所述旋转驱动装置和所述轴承座均安装于所述支撑板上，所述旋转座呈水平设置并穿设于所述轴承座内，所述旋转驱动装置用于驱动所述旋转座转动，所述混凝土板材持续夹持器的固定板与所述旋转座固定连接。
本发明的另一目的在于提供一种混凝土板材安装车，包括车体、伸缩机构以及上述的混凝土板材安装机械手，所述车体包括车底板和设于所述车底板底部的车轮，所述车底板的上设有配重承台，所述伸缩机构包括伸缩驱动装置、导向套以及伸缩杆，所述伸缩驱动装置和所述导向套均固定在所述配重承台上，所述伸缩杆穿设于所述导向套内并与所述导向套滑动连接，所述伸缩驱动装置用于驱动所述伸缩杆沿所述导向套前后滑动，所述混凝土板材安装机械手设于所述伸缩杆的前端。
作为优选方案，还包括俯仰机构，所述俯仰机构包括俯仰传动件和俯仰驱动装置，所述俯仰传动件通过水平旋转轴与所述伸缩杆转动连接，所述俯仰驱动装置固定于所述配重承台上，用于驱动所述俯仰传动件绕所述水平旋转轴转动，所述导向架与所述俯仰传动件相连接。
作为优选方案，所述俯仰传动件为扇形齿轮，所述扇形齿轮通过所述水平旋转轴与所述伸缩杆转动连接，所述俯仰驱动装置的输出轴上设有输出齿轮，所述输出齿轮与所述扇形齿轮啮合并使所述扇形齿轮绕所述水平旋转轴转动，所述扇形齿轮远离所述俯仰驱动装置的一端设有俯仰连接部，所述导向架与所述俯仰连接部相连接。
作为优选方案，还包括摆动机构，所述摆动机构包括摆动驱动装置，所述摆动驱动装置固定于所述俯仰连接部上，且所述摆动驱动装置的输出轴垂直于所述水平旋转轴，所述导向架设有摆动连接部，所述摆动连接部与所述摆动驱动装置的输出轴固定连接。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明提供的混凝土板材持续夹持器根据混凝土板材的常用规格及其易破碎的特性，设置了弹簧的夹紧力范围，从而，该持续夹持器一方面能够在搬运和安装混凝土板材时避免其出现脱落的状况，防止了意外事故的发生，保证了板材砌筑施工的顺利进行，另一方面还不会对混凝土板材造成破坏，提升了工程质量，节约了材料，降低了施工成本。
另外，本发明还提供了一种混凝土板材安装机械手以及安装车，由于该安装机械手和安装车均采用了上述混凝土板材持续夹持器，因此具有安全可靠、工作效率高、施工质量好、施工成本低等优点。
附图说明
图1是本发明实施例的混凝土板材持续夹持器的结构示意图；
图2是本发明实施例的混凝土板材的受力分析示意图；
图3是本发明实施例的混凝土板材安装车及其安装机械手的结构示意图。
附图标记说明：
101、压缩驱动装置，1011、推杆，102、固定板，103、被动夹板，104、连接板，105、夹槽，106、套筒，107、推板，108、弹簧，109、主动夹板，201、导向架，202、上链轮，203、下链轮，204、链条，205、升降驱动装置，206、摆动连接部，301、安装座，302、移动板，401、支撑板，402、旋转驱动装置，403、轴承座，404、旋转座，501、车底板，502、车轮，503、配重承台，601、伸缩驱动装置，602、导向套，603、伸缩杆，701、俯仰传动件，702、俯仰驱动装置，703、俯仰连接部，704、水平旋转轴，801、摆动驱动装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种混凝土板材持续夹持器，主要包括夹紧支架和压缩驱动装置101，夹紧支架包括固定板102、被动夹板103以及连接二者的连接板104，且固定板102、被动夹板103和连接板104围成供混凝土板材的侧边伸入的夹槽105，压缩驱动装置101安装于固定板102的外侧面，压缩驱动装置101设有推杆1011，固定板102上设有通孔，推杆1011穿过通孔并伸入夹槽105内，固定板102的内侧面还设有罩在推杆1011外的套筒106，套筒106内设有可沿其轴向滑动的推板107，推杆1011与推板107相连接，推板107与固定板之间设有弹簧108，推板107的背离弹簧108的一侧设有主动夹板109。
基于上述结构，该混凝土板材持续夹持器的工作过程如下：压缩驱动装置101驱动弹簧108收缩，此时夹槽105敞开，待混凝土板材的一条侧边伸入夹槽105后，压缩驱动装置101停止压缩弹簧108，弹簧108伸长，主动夹板109将混凝土板材压紧于被动夹板103上，由此实现对混凝土板材的夹取。
为了能够稳定地夹取混凝土板材，本发明提供的混凝土板材持续夹持器根据混凝土板材的常用规格及其易破碎的特性，对弹簧108的夹紧力范围进行了限定：3.6KN至180KN。具体计算过程如下：
表1.常用的混凝土板材规格
| 规格 | 长度(cm) | 宽度(cm) | 厚度(cm) |
| 1 | 200 | 60 | 8 |
| 2 | 200 | 60 | 20 |
| 3 | 350 | 60 | 8 |
| 4 | 350 | 60 | 20 |
已知混凝土板材的密度大约为2500kg/m3，空心率为50％，由此，基于表1可计算出常用的混凝土板材的重量(M)范围为120kg-525kg。又已知混凝土板材表面的摩擦系数(μ)为0.35，由图2所示的受力分析可知，为了能够夹起混凝土板材，主动夹板109对混凝土板材施加的压力(F)至少为3.6KN。为了保证该混凝土板材持续夹持器能够适用于更多其他规格的混凝土板材，在本实施例中，弹簧108的夹紧力范围优选3.6KN至180KN。
在上述夹紧力范围内，为了防止该混凝土板材持续夹持器在夹持混凝土板材时对其造成破坏，本发明实施例还根据《混凝土结构设计规范》对混凝土板材的有效受力面积(S)进行了限定：100cm2至900cm2。此范围既保证了混凝土板材不会被该混凝土板材持续夹持器破坏，又尽可能地减轻该混凝土板材持续夹持器的重量，使其制作成本更低，操作更加轻便灵活。
进一步地，将主动夹板109与混凝土板材接触的表面记为第一接触面，将被动夹板103与混凝土板材接触的表面记为第二接触面。当第一接触面的面积大于第二接触面的面积时，第二接触面的面积即为混凝土板材的有效受力面积(S)；当第一接触面的面积小于第二接触面的面积时，第一接触面的面积即为混凝土板材的有效受力面积(S)。在本实施例中，由于主动夹板109的尺寸小于被动夹板103的尺寸，从而第一接触面的面积小于第二接触面的面积，故第一接触面的面积优选100cm2至900cm2。
由上述分析可知，跟现有技术相比，本发明提供的混凝土板材持续夹持器通过设置弹簧108的夹紧力范围，使得该持续夹持器一方面能够在搬运和安装混凝土板材时避免其出现脱落的状况，防止了意外事故的发生，保证了板材砌筑施工的顺利进行，另一方面还不会对混凝土板材造成破坏，提升了工程质量，节约了材料，降低了施工成本。
如图3所示，本发明实施例还提供了一种混凝土板材安装机械手，包括升降机构和上述的混凝土板材持续夹持器，升降机构包括导向架201、上链轮202、下链轮203、链条204以及升降驱动装置205，导向架201呈竖直设置，上链轮202和下链轮203分别靠近导向架201的上下两端设置，且上链轮202与下链轮203通过链条204相连接，链条204上设有安装座301，升降驱动装置205的输出轴与上链轮202或下链轮203相连接，用于驱动安装座301沿导向架201上下运动，混凝土板材持续夹持器安装于安装座301上。
进一步地，如图3所示，该混凝土板材安装机械手还包括平移机构，平移机构包括移动板302、平移驱动装置(图未示)以及上述安装座301，安装座301设有横向的滑槽，移动板302与滑槽滑动连接，平移驱动装置安装于安装座301上，用于驱动移动板302沿滑槽横向滑动，混凝土板材持续夹持器安装于移动板302上。
再进一步地，如图3所示，该混凝土板材安装机械手还包括旋转机构，旋转机构包括支撑板401、旋转驱动装置402、轴承座403以及旋转座404，支撑板401呈水平设置并与移动板302固定连接，旋转驱动装置402和轴承座403均安装于支撑板401上，旋转座404呈水平设置并穿设于轴承座403内，旋转驱动装置402用于驱动旋转座404转动，混凝土板材持续夹持器的固定板102与旋转座404固定连接。
基于上述各调节机构，本发明实施例提供的混凝土板材安装机械手可实现从多个角度、多个高度夹取混凝土板材，并且能够灵活地调整混凝土板材的安装形式，从而适应现场复杂的施工环境，提高工程质量，确保施工安全。
如图3所示，本发明实施例还提供了一种混凝土板材安装车，包括车体、伸缩机构以及上述的混凝土板材安装机械手，车体包括车底板501和设于车底板501底部的车轮502，车底板501的上设有配重承台503，伸缩机构包括伸缩驱动装置601、导向套602以及伸缩杆603，伸缩驱动装置601和导向套602均固定在配重承台503上，伸缩杆603穿设于导向套602内并与导向套602滑动连接，伸缩驱动装置601用于驱动伸缩杆603沿导向套602前后滑动，混凝土板材安装机械手设于伸缩杆603的前端。
进一步地，如图3所示，该混凝土板材安装车还包括俯仰机构，俯仰机构包括俯仰传动件701和俯仰驱动装置702，俯仰传动件701通过水平旋转轴704与伸缩杆603转动连接，俯仰驱动装置702固定于配重承台503上，用于驱动俯仰传动件701绕水平旋转轴704转动，导向架201与俯仰传动件701相连接。
再进一步地，如图3所示，俯仰传动件701为扇形齿轮，扇形齿轮通过水平旋转轴704与伸缩杆603转动连接，俯仰驱动装置702的输出轴上设有输出齿轮，输出齿轮与扇形齿轮啮合并使扇形齿轮绕水平旋转轴704转动，扇形齿轮远离俯仰驱动装置702的一端设有俯仰连接部703，导向架201与俯仰连接部703相连接。
更进一步地，如图3所示，该混凝土板材安装车还包括摆动机构，摆动机构包括摆动驱动装置801，摆动驱动装置801固定于俯仰连接部703上，且摆动驱动装置801的输出轴垂直于水平旋转轴704，导向架201设有摆动连接部206，摆动连接部206与摆动驱动装置801的输出轴固定连接。
基于上述结构，本发明实施例提供的混凝土板材安装车通过将伸缩机构、俯仰机构与配重承台503一体设置，并与安装机械手相连接，从而使得车身整体结构紧凑，小巧灵活，能够适应复杂的施工现场调配；伸缩杆603在导向套602的导向作用下可对安装机械手进行稳定的远近调节控制，而俯仰机构可随着伸缩杆603运动，从而又可实现远近调节和俯仰调节同时进行，且互不影响；俯仰机构可使安装机械手灵活的抬起和放下，从而便于为其他工序和工种腾出工作空间。
需要说明的是，本发明实施例中的压缩驱动装置101、伸缩驱动装置601以及平移驱动装置均包括直线电机和与直线电机的输出轴相连接的第一减速器，俯仰驱动装置702和摆动驱动装置801均包括旋转电机和与旋转电机的输出轴相连接的第二减速器，升降驱动装置205和旋转驱动装置402均包括蜗轮蜗杆电机和与蜗轮蜗杆电机的输出轴相连接的第三减速器。
综上，本发明提供了一种混凝土板材持续夹持器，其根据混凝土板材的常用规格及其易破碎的特性，设置了弹簧108的夹紧力范围，从而，该持续夹持器一方面能够在搬运和安装混凝土板材时避免其出现脱落的状况，防止了意外事故的发生，保证了板材砌筑施工的顺利进行，另一方面还不会对混凝土板材造成破坏，提升了工程质量，节约了材料，降低了施工成本。
另外，本发明还提供了一种混凝土板材安装机械手以及安装车，由于该安装机械手和安装车均采用了上述混凝土板材持续夹持器，因此具有安全可靠、工作效率高、施工质量好、施工成本低等优点。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种混凝土板材持续夹持器，其特征在于，包括夹紧支架和压缩驱动装置，所述夹紧支架包括固定板、被动夹板以及连接二者的连接板，且所述固定板、所述被动夹板和所述连接板围成供混凝土板材的侧边伸入的夹槽，所述压缩驱动装置安装于所述固定板的外侧面，所述压缩驱动装置设有推杆，所述固定板上设有通孔，所述推杆穿过所述通孔并伸入所述夹槽内，所述固定板的内侧面还设有罩在所述推杆外的套筒，所述套筒内设有可沿其轴向滑动的推板，所述推杆与所述推板相连接，所述推板与所述固定板之间设有弹簧，所述弹簧的夹紧力为3.6KN至180KN，所述推板的背离所述弹簧的一侧设有主动夹板。
2.根据权利要求1所述的混凝土板材持续夹持器，其特征在于，将所述主动夹板与混凝土板材接触的表面记为第一接触面，将所述被动夹板与混凝土板材接触的表面记为第二接触面，所述第一接触面的面积小于所述第二接触面的面积。
3.根据权利要求2所述的混凝土板材持续夹持器，其特征在于，所述第一接触面的面积为100cm2至900cm2。
4.一种混凝土板材安装机械手，其特征在于，包括升降机构和如权利要求1-3任一项所述的混凝土板材持续夹持器，所述升降机构包括导向架、上链轮、下链轮、链条以及升降驱动装置，所述导向架呈竖直设置，所述上链轮和所述下链轮分别靠近所述导向架的上下两端设置，且所述上链轮与所述下链轮通过所述链条相连接，所述链条上设有安装座，所述升降驱动装置的输出轴与所述上链轮或所述下链轮相连接，用于驱动所述安装座沿所述导向架上下运动，所述混凝土板材持续夹持器安装于所述安装座上。
5.根据权利要求4所述的混凝土板材安装设备，其特征在于，还包括平移机构，所述平移机构包括移动板、平移驱动装置以及所述安装座，所述安装座设有横向的滑槽，所述移动板与所述滑槽滑动连接，所述平移驱动装置安装于所述安装座上，用于驱动所述移动板沿所述滑槽横向滑动，所述混凝土板材持续夹持器安装于所述移动板上。
6.根据权利要求5所述的混凝土板材安装设备，其特征在于，还包括旋转机构，所述旋转机构包括支撑板、旋转驱动装置、轴承座以及旋转座，所述支撑板呈水平设置并与所述移动板固定连接，所述旋转驱动装置和所述轴承座均安装于所述支撑板上，所述旋转座呈水平设置并穿设于所述轴承座内，所述旋转驱动装置用于驱动所述旋转座转动，所述混凝土板材持续夹持器的固定板与所述旋转座固定连接。
7.一种混凝土板材安装车，其特征在于，包括车体、伸缩机构以及如权利要求4-6任一项所述的混凝土板材安装机械手，所述车体包括车底板和设于所述车底板底部的车轮，所述车底板的上设有配重承台，所述伸缩机构包括伸缩驱动装置、导向套以及伸缩杆，所述伸缩驱动装置和所述导向套均固定在所述配重承台上，所述伸缩杆穿设于所述导向套内并与所述导向套滑动连接，所述伸缩驱动装置用于驱动所述伸缩杆沿所述导向套前后滑动，所述混凝土板材安装机械手设于所述伸缩杆的前端。
8.根据权利要求7所述的混凝土板材安装车，其特征在于，还包括俯仰机构，所述俯仰机构包括俯仰传动件和俯仰驱动装置，所述俯仰传动件通过水平旋转轴与所述伸缩杆转动连接，所述俯仰驱动装置固定于所述配重承台上，用于驱动所述俯仰传动件绕所述水平旋转轴转动，所述导向架与所述俯仰传动件相连接。
9.根据权利要求8所述的混凝土板材安装车，其特征在于，所述俯仰传动件为扇形齿轮，所述扇形齿轮通过所述水平旋转轴与所述伸缩杆转动连接，所述俯仰驱动装置的输出轴上设有输出齿轮，所述输出齿轮与所述扇形齿轮啮合并使所述扇形齿轮绕所述水平旋转轴转动，所述扇形齿轮远离所述俯仰驱动装置的一端设有俯仰连接部，所述导向架与所述俯仰连接部相连接。
10.根据权利要求9所述的混凝土板材安装车，其特征在于，还包括摆动机构，所述摆动机构包括摆动驱动装置，所述摆动驱动装置固定于所述俯仰连接部上，且所述摆动驱动装置的输出轴垂直于所述水平旋转轴，所述导向架设有摆动连接部，所述摆动连接部与所述摆动驱动装置的输出轴固定连接。
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