CN109879175B - 一种行吊系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑施工领域，具体涉及一种行吊系统及其控制方法，一种行吊系统包括平行设置的第一行吊轨道、第二行吊轨道以及架设在第一行吊轨道和第二行吊轨道之间并可沿第一、第二行吊轨道运动的行吊大车，设置在行吊大车上并可相对行吊大车运动的行吊小车，行吊小车的运动方向与行吊大车的运动方向垂直，行吊小车上连接有多轴机械臂，机械臂上连接有功能部件。采用上述方案，行吊系统通过行吊大车和行吊小车的移动，调整功能部件的位置，使定位更加精准，同时利用功能部件搬运物料，更加方便和稳定。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工工具领域，具体涉及一种行吊系统及其控制方法。
背景技术
在建筑施工过程中一般会使用行吊(起重机)吊载物料，实现物料的搬运；爬架也是建筑施工过程中必不可少的设备之一，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。而且现有的行吊常有吊载不到的死角，需要人工再费时费力的搬运到工作位置，自动化程度低，需要人工参与较多的体力工作；随着新型建筑方式的发展，建筑所需作业半径越来越长以及定位精度要求越来越高，急需一种新型吊装设备来满足现有各种各样的吊装环境和吊装需求。
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，提出一种行吊系统，以解决现有技术行吊运送物料不灵活、定位不好的问题。
一种行吊系统，包括平行设置的第一行吊轨道、第二行吊轨道以及架设在第一行吊轨道和第二行吊轨道之间并可沿第一、第二行吊轨道运动的行吊大车，设置在行吊大车上并可相对行吊大车运动的行吊小车，所述行吊小车用于外接功能部件。
上述方案优选的，所述行吊大车和行吊小车的运动方向关系为X、Y坐标轴向关系。
上述方案优选的，所述行吊小车的下方设有多轴机械臂，所述多轴机械臂的下端可拆卸的安装功能部件。
上述方案优选的，所述行吊小车设有一连接杆，所述多轴机械臂通过该连接杆固定在行吊小车上。
上述方案优选的，所述多轴机械臂可固定或可上下移动和/或可旋转地设置在连接杆上。
上述方案优选的，所述行吊小车上设有直角坐标系杆，所述直角坐标系杆的下端连接多轴机械臂，所述多轴机械臂的下端可拆卸的连接功能部件。
上述方案优选的，所述直角坐标系杆为可伸缩杆，该可伸缩杆的伸缩方向为Z轴向。
上述方案优选的，所述伸缩杆包括一刚性轴套和设置在轴套内的可伸缩件。
上述方案优选的，所述直角坐标系杆与行吊小车通过小车侧面的支座螺栓连接，该支座和行吊小车用钢板刚性连接。
所述直角坐标系杆底部设置一底座，该底座与直角坐标系杆通过一钢板刚性连接，所述底座用于连接多轴机械臂或机械手或机器人。
上述方案优选的，所述行吊小车骑设在行吊大车上。
上述方案优选的，所述行吊大车包括一横梁，横梁的前后两端装设有第一车轮、第二车轮，对应的卡装在相应的第一行吊轨道和第二行吊轨道上，所述横梁上设置有移动轨道。
上述方案优选的，所述行吊小车包括车体和车轮，所述车体的截面为倒U形，所述车轮设置车体的凹槽内顶部，所述行吊小车架设在所述横梁上时，所述车轮刚好至于所述移动轨道上。
上述功能部件可以为机械手，可以为机器人。
本发明还提出一种采用上述行吊系统的控制方法，其在平面上运送物料的控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：在一控制器器内输入规划行走路线参数、停留位置参数；
步骤S2：控制器发出指令启动行吊大车马达和行吊小车马达，大车马达和小车马达分别驱动行吊大车和行吊小车按规划路径行走；
步骤S3：行吊大车与行吊小车行走时，利用感应器对行吊大车和行吊小车所在的位置实时监控并反馈给控制器；
步骤S4：控制器根据所接收到的行吊大车和行吊小车位置数据信息，确定行吊大车和行吊小车是否到达预设停留位置，当行吊大车和行吊小车到达预设停留位置时，控制器发出指令控制大车马达和小车马达停止运行。
上述方案优选的，在步骤S4后，还包括如下步骤：
步骤S5：所述行吊大车和所述行吊小车停止后，控制器开始计时，当停留时间达到设定的停留时间后，控制器下达指令重新启动大车马达和小车马达；
步骤S6：控制器根据感应器实时反馈的位置数据信息和设定目的地位置信息进行匹配，当检测到行吊大车和行吊小车到达规划路线终点后，控制器发出指令控制大车马达和小车马达停止运行。
上述方案优选的，在行吊大车和行吊小车运动过程中，控制器根据感应器反馈的数据判断行吊大车和行吊小车是否在规划路线上，若不是则控制器对大车马达与小车马达下达指令，驱动行吊大车和行吊小车回归正确的行驶路线。
上述方案优选的，：当行吊系统设置有直角坐标系杆与多轴机械臂搬运物料时，所述控制方法还包括对行吊小车上设置的直角坐标系杆的控制方法；
步骤S7：记录直角坐标系杆的初始位置以及多轴机械臂运动半径数据，并将位置数据和多轴机械臂运动半径数据导入控制器；
步骤S8：利用多轴机械臂上的感应器实时采集多轴机械臂与物料的工作距离数据，并将所述工作距离数据发送给控制器；
步骤S9：控制器比较所述工作距离数据与所述运动半径数据，当运动半径数据大于等于工作距离数据时，控制器对多轴机械臂和机械手下达指令执行第一工作动作；
步骤S10：当运动半径数据小于工作距离数据时，控制器发送启动信号给直角坐标系杆的动力系统，所述动力系统驱动直角坐标系杆向下移动，移动的距离为一个运动半径长度；控制器再次比较运动半径数据和工作距离数据，并循环执行步骤34，直至控制器检测到运动半径长度数据大于等于工作距离数据。
上述方案优选的，在步骤S9后，控制器继续判定是否存在直角坐标系杆需要执行的第二工作动作，若存在控制器循环执行步骤S8，步骤S9和步骤S10；若不存在控制器发出复原信号给动力系统，所述动力系统驱动直角坐标系杆恢复至初始位置。
采用以上技术方案，通过在行吊小车上在连接功能部件。行吊系统通过行吊大车和行吊小车的移动，调整功能部件的位置，使定位更加精准，同时利用功能组件搬运物料，更加方便和稳定，大幅度提高工作效率。
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。
图1为本发明优选实施的行吊在建筑施工时的示意图；
图2为本发明优选实施的行吊结构示意图；
图3为图2和图7中A处的放大结构示意图；
图4为本发明优选的行吊小车部分放大结构示意图；
图5为本发明优选的控制行吊大车和行吊小车行驶方法的流程示意图；
图6为本发明优选的控制直角坐标系杆移动方法的流程示意图；
图7为本发明优选实施的行吊结构示意图；
图中：1-行吊大车，11-横梁，12-第一移动部，13-第二移动部，14-大车电机， 15-移动轨道，2-行吊小车，21-车体，22-车轮，23-支座，31-第一轨道，32-第二轨道，41-直角坐标系杆，42-功能部件，43-底座，44-多轴机械臂，46-连接杆。
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。
如图1-图7所示，本发明提供一种行吊系统，包括平行设置的第一行吊轨道31、第二行吊轨道32以及架设在第一行吊轨道31和第二行吊轨道32之间并可沿第一、第二行吊轨道31、32运动的行吊大车1，设置在行吊大车1上并可相对行吊大车1运动的行吊小车2，所述行吊小车2用于外接功能部件42。功能部件42通过多轴机械臂 44与行吊小车2连接；功能部件42可以通过一直角坐标系杆41与行吊小车2连接，功能部件2与直角坐标系杆41可以直接连接，也可以通过多轴机械臂44连接；功能部件2可以通过一连接杆46与行吊小车2连接，功能部件42与连接杆46可以直接连接，也可以通过多轴机械臂44连接。功能部件42与多轴机械臂44、直角坐标系杆42 以及连接杆46之间为可拆卸的连接关系。
优选的，行吊大车1和行吊小车2的运动方向关系为X、Y坐标轴向关系。
优选的，行吊小车2上在设置一直角坐标系杆41，直角坐标系杆41可在竖直方向上上下伸缩，直角坐标系杆41下端与带有功能部件42的多轴机械臂44连接或其下端连接功能部件42；通过采用上述方案，利用行吊大车1和行吊小车2的移动以及直角坐标系杆41在竖直方向上的移动，调整功能部件42在空间上的位置，使功能部件 42的定位更加精准，同时利用功能部件42搬运物料，更加方便和稳定。
优选的，所述多轴机械臂44可固定或可上下移动和/或可旋转地设置在连接杆46上。直角坐标系杆41为伸缩杆，该伸缩杆的伸缩方向为Z轴，该伸缩杆可以为电动伸缩杆、气动伸缩杆、液压伸缩杆。伸缩杆包括一刚性轴套和设置在轴套内的可伸缩件。
优选的，行吊小车2骑设在行吊大车1上，这种连接方式使行吊小车2的运动更加稳定，防止翻车；具体还可以优化的，行吊大车1包括一横梁11，横梁11的前后两端装设有第一车轮12、第二车轮13，对应的卡装在相应的第一行吊轨道31和第二行吊轨道32上，横梁11上设置有移动轨道15；横梁11两端连接的第一车轮12和第二车轮13可以拆卸，并更换新的横梁11，横梁11的长度可根据建筑施工过程中的需求定制；行吊小车2包括车体21和车轮22，车体21的截面为倒U形，车轮22设置车体21的凹槽内顶部，行吊小车2架设在横梁11上时，车轮22刚好至于移动轨道 15上。
优选的，直角坐标系杆41底部设置一底座43，该底座43与直角坐标系杆41通过一钢板刚性连接，底座43用于连接多轴机械臂44或功能部件42。在底座43直接连接功能部件42时，功能部件42可以拆卸和更换；在底座43通过多轴机械臂44连接功能部件42时，功能部件42与多轴机械臂44之间为可拆卸连接；功能部件42包括机械手和机器人，机械手可以是钢筋绑扎机械手、铝模板安装机械手或地面磨平机械手等，机器人可以是整平机器人、抹平机器人、绑扎机器人、抓取机器人、刮平机器人等。
优选的，行吊小车2配置有与行吊小车车轮22驱动连接的小车马达；行吊大车1 配置有与行吊大车1车轮驱动连接的大车马达14；大车马达14和小车马达为三合一马达，三合一马达也称三合一减速器，是集减速器、电动机和制动器功能为一体的部件，小车电机较为优选的位置是设置在车体21内。
相应地，结合上述方案，如图1至图6所示，本发明还提供一种如上述任一技术方案的行吊系统的控制方法，在平面上运送物料的控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：在控制器内输入规划行走路线参数、停留位置参数；
步骤S2：控制器发出指令启动行吊大车马达14和行吊小车马达，大车马达14和小车马达分别驱动行吊大车1和行吊小车2按规划路径行走；
步骤S3：行吊大车1与行吊小车2行走时，利用感应器对行吊大车1和行吊小车 2所在的位置实时监控并反馈给控制器；
步骤S4：控制器根据所接收到的行吊大车1和行吊小车2位置数据信息，确定行吊大车1和行吊小车2是否到达预设停留位置，当行吊大车1和行吊小车2到达预设停留位置时，控制器发出指令控制大车马达14和小车马达停止运行。
优选的，如图1至图6所示，本实施例中，在步骤S4后，还包括如下步骤：
步骤S5：行吊大车1和行吊小车2停止后，控制器开始计时，当停留时间达到设定的停留时间后，控制器下达指令重新启动大车马达14和小车马达；
步骤S6：控制器根据感应器实时反馈的位置数据信息和设定目的地位置信息进行匹配，当检测到行吊大车1和行吊小车2到达规划路线终点后，控制器发出指令控制大车马达14和小车马达停止运行。
优选的，如图1至图6所示，本实施例中，在行吊大车1和行吊小车2运动过程中，控制器根据感应器反馈的数据判断行吊大车1和行吊小车2是否在规划路线上，若不是则控制器对大车马达14与小车马达下达指令，驱动行吊大车1和行吊小车2 回归正确的行驶路线。
优选的，如图1至图6所示，本实施例中，当需要利用功能部件42搬运物料时，控制方法还包括对行吊小车2上设置的直角坐标系杆41的控制方法；
步骤S7：记录直角坐标系杆41的初始位置以及多轴机械臂44运动半径数据，并将位置数据和多轴机械臂44运动半径数据导入控制器；
步骤S8：利用多轴机械臂44上的感应器实时采集多轴机械臂44与物料的工作距离数据，并将工作距离数据发送给控制器；
步骤S9：控制器比较工作距离数据与运动半径数据，当运动半径数据大于等于工作距离数据时，控制器对多轴机械臂44和功能部件42下达指令执行第一工作动作；
步骤S10：当运动半径数据小于工作距离数据时，控制器发送启动信号给直角坐标系杆41动力系统，动力系统驱动直角坐标系杆向下移动，移动的距离为一个运动半径长度；控制器再次比较运动半径数据和工作距离数据，并循环执行步骤34，直至控制器检测到运动半径长度数据大于等于工作距离数据。
优选的，如图1至图6所示，本实施例中，在步骤S9后，控制器继续判定是否存在直角坐标系杆41需要执行的第二工作动作，若存在控制器循环执行步骤S8，步骤 S9和步骤S10；若不存在控制器发出复原信号给直角坐标系杆的动力系统，直角坐标系杆动力系统驱动直角坐标系杆恢复至初始位置。
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，实现对功能部件的精准的空间定位，使在运送物料时，提高工作效率，降低施工成本。同时本发明提供的多轴机械臂可以更换外接机械手，利用机械手施工具有较好的精度和稳定度。
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 (16)
1.一种行吊系统，包括：
平行设置的第一行吊轨道、第二行吊轨道以及架设在第一行吊轨道和第二行吊轨道之间并可沿第一、第二行吊轨道运动的行吊大车，设置在行吊大车上并可相对行吊大车运动的行吊小车，其中：
所述行吊大车和行吊小车的运动方向关系为X、Y坐标轴向关系；
所述行吊小车上向下垂设有直角坐标系杆；所述直角坐标系杆与所述行吊小车为刚性连接；所述直角坐标系杆延伸方向与所述行吊大车和行吊小车的运动方向形成Z-X-Y坐标轴关系，所述直角坐标系杆沿着Z坐标轴向延伸；
所述直角坐标系杆的下端连接有多轴机械臂，所述直角坐标系杆与所述多轴机械臂为刚性连接；所述多轴机械臂的下端可拆卸的连接功能部件，所述功能部件为机械手；
控制系统，其包括控制器和对行吊大车和行吊小车所在位置实时监测的第一感应器和对所述多轴机械臂与物料的工作距离数据以及多轴机械臂运动半径数据实时监测的第二感应器；其中：
所述控制器内输入有行吊大车与行吊小车的规划行走路线参数、停留位置参数，在所述行吊大车和行吊小车运动过程中，所述第一感应器对所述行吊大车和行吊小车所在的位置实时监控并反馈给控制器；所述控制器基于所述第一感应器实时反馈的行吊大车与行吊小车的位置数据信息以及预设的规划行走路线参数、停留位置参数对所述行吊大车和行吊小车进行相应的运动控制；
所述控制器输入有直角坐标系杆的初始位置以及多轴机械臂运动半径数据，当直角坐标系杆与多轴机械臂搬运物料时，所述控制器将所述第二感应器实时反馈的多轴机械臂与物料的工作距离数据信息与所述多轴机械臂的运动半径数据信息进行比较，根据比较结果对所述多轴机械臂、机械手、直角坐标系杆进行相应的运动控制。
2.如权利要求1所述的行吊系统，其特征在于：所述多轴机械臂下端可拆卸的安装所述功能部件。
3.如权利要求2所述的行吊系统，其特征在于：所述多轴机械臂可固定或可上下移动和/或可旋转地设置在直角坐标系杆上。
4.如权利要求1所述的行吊系统，其特征在于：所述直角坐标系杆为一可伸缩杆，所述伸缩杆包括一刚性轴套和设置在轴套内的可伸缩件。
5.根据权利要求1所述的行吊系统，其特征在于：所述直角坐标系杆与行吊小车通过小车侧面的支座螺栓连接，该支座和行吊小车用钢板刚性连接。
6.根据权利要求1所述的行吊系统，其特征在于：所述直角坐标系杆底部设置一底座，该底座与直角坐标系杆通过一钢板刚性连接，所述底座用于连接多轴机械臂或功能组件。
7.根据权利要求1所述的行吊系统，其特征在于：所述行吊小车骑设在行吊大车上。
8.根据权利要求1所述的行吊系统，其特征在于：所述行吊大车包括一横梁，横梁的前后两端装设有第一车轮、第二车轮，对应的卡装在相应的第一行吊轨道和第二行吊轨道上，所述横梁上设置有移动轨道。
9.根据权利要求8所述的行吊系统，其特征在于：所述行吊小车包括车体和车轮，所述车体的截面为倒U形，所述车轮设置车体的凹槽内顶部，所述行吊小车架设在所述横梁上时，所述车轮刚好置于 所述移动轨道上。
10.根据权利要求1所述的行吊系统，其特征在于：所述第二感应器设置在所述多轴机械臂上。
11.根据权利要求1所述的行吊系统，其特征在于：所述行吊大车设有驱动行吊大车的行吊大车马达，行吊小车设有驱动行吊小车的行吊小车马达，直角坐标系杆设有驱动直角坐标系杆的动力系统。
12.一种根据权利要求1-11任一项所述的行吊系统的控制方法，其特征在于：在平面上运送物料的控制方法，包括如下步骤：
步骤S1：在控制器内输入规划行走路线参数、停留位置参数；
步骤S2：控制器发出指令启动行吊大车马达和行吊小车马达，大车马达和小车马达分别驱动行吊大车和行吊小车按规划路径行走；
步骤S3：行吊大车与行吊小车行走时，利用所述感应器对行吊大车和行吊小车所在的位置实时监控并反馈给控制器；
步骤S4：控制器根据所接收到的行吊大车和行吊小车位置数据信息，确定行吊大车和行吊小车是否到达预设停留位置，当行吊大车和行吊小车到达预设停留位置时，控制器发出指令控制大车马达和小车马达停止运行。
13.根据权利要求12所述的行吊系统的控制方法，其特征在于：在步骤S4后，还包括如下步骤：
步骤S5：所述行吊大车和所述行吊小车停止后，控制器开始计时，当停留时间达到设定的停留时间后，控制器下达指令重新启动大车马达和小车马达；
步骤S6：控制器根据感应器实时反馈的位置数据信息和设定目的地位置信息进行匹配，当检测到行吊大车和行吊小车到达规划路线终点后，控制器发出指令控制大车马达和小车马达停止运行。
14.根据权利要求13所述的行吊系统的控制方法，其特征在于：S4步骤中，控制器在所述行吊大车和行吊小车运动过程中还根据感应器反馈的数据判断行吊大车和行吊小车是否在规划路线上，若不是则控制器对大车马达与小车马达下达指令，驱动行吊大车和行吊小车回归正确的行驶路线。
15.根据权利要求14所述的行吊系统的控制方法，其特征在于：当行吊系统设置有直角坐标系杆与多轴机械臂搬运物料时，所述控制方法还包括对行吊小车上设置的直角坐标系杆的控制方法；
步骤S7：记录直角坐标系杆的初始位置以及多轴机械臂运动半径数据，并将位置数据和多轴机械臂运动半径数据导入控制器；
步骤S8：利用多轴机械臂上的感应器实时采集多轴机械臂与物料的工作距离数据，并将所述工作距离数据发送给控制器；
步骤S9：控制器比较所述工作距离数据与所述运动半径数据，当运动半径数据大于等于工作距离数据时，控制器对多轴机械臂和机械手下达指令执行第一工作动作；
步骤S10：当运动半径数据小于工作距离数据时，控制器发送启动信号给直角坐标系杆的动力系统，所述动力系统驱动直角坐标系杆向下移动，移动的距离为一个运动半径长度；控制器再次比较运动半径数据和工作距离数据，并循环执行步骤S3、S4，直至控制器检测到运动半径长度数据大于等于工作距离数据。
16.根据权利要求15所述的行吊系统的控制方法，其特征在于：在步骤S9后，控制器继续判定是否存在直角坐标系杆需要执行的第二工作动作，若存在控制器循环执行步骤S8，步骤S9和步骤S10；若不存在控制器发出复原信号给动力系统，所述动力系统驱动直角坐标系杆恢复至初始位置。
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2019
- 2019-02-02 CN CN201910108031.1A patent/CN109879175B/zh not_active Expired - Fee Related
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