CN109987522A - 一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置 - Google Patents

Abstract

一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置，包括立柱、横梁、悬梁、小车、悬架机构及吊钩机构；横梁位于立柱顶端，悬梁位于横梁上且可沿横梁移动，小车位于悬梁且可沿悬梁移动，悬架机构吊装在小车上，吊钩机构位于悬架机构上；悬架机构采用四悬臂结构，四悬臂呈交叉方式布设且可调整交叉角；每根悬臂上均吊装有一根竖直伸缩臂，竖直伸缩臂可沿悬臂移动，竖直伸缩臂自身可进行伸缩调整；每根竖直伸缩臂底端均安装有一套吊钩机构，吊钩机构可进行回转运动，吊钩机构的动钩体与定钩体扣合时形成完整闭合钩体，动钩体通过吊环顶靠翻转实现上钩和脱钩。本发明可满足多种类型预制构件吊装任务，可保证预制构件吊装精度，可提高吊钩上钩或脱钩自动化程度。

Description

一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置

技术领域

本发明属于装配式建筑技术领域，特别是涉及一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置。

背景技术

装配式建筑是指在现代建筑行业中采用整体装配式结构进行建造的建筑，只需将预制构件运到施工现场进行组装即可，在组装预制构件过程中都会用的吊装装置。

目前，现有的吊装装置普遍存在适用范围小，其只能完成某一类预制构件的吊装任务，除此之外，对于单纯采用柔性吊装方式的吊装装置来说，在吊装预制构件时还会产生明显的晃动，不但导致吊装精度不会控制，而且存在一定的安全隐患；另外，现有的吊装装置的吊钩在上钩或脱钩时的自动化程度较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置，能够满足多种类型预制构件的吊装任务，能够有效保证预制构件的吊装精度，能够有效提高吊钩在上钩或脱钩时的自动化程度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置，包括立柱、横梁、悬梁、小车、悬架机构及吊钩机构；所述横梁水平固装在立柱顶端，横梁采用平行双梁结构；所述悬梁水平安装在两条横梁之间，悬梁与横梁相垂直，悬梁可沿横梁进行直线移动；所述小车设置在悬梁上，小车可沿悬梁进行直线移动；所述悬架机构设置在小车上，所述吊钩机构设置在悬架机构上。

所述悬架机构包括中心轴、第一悬臂、第二悬臂、第三悬臂、第四悬臂、悬臂回转驱动电机、主动锥齿轮、第一从动锥齿轮、第二从动锥齿轮、第一竖直伸缩臂、第二竖直伸缩臂、第三竖直伸缩臂及第四竖直伸缩臂；所述中心轴竖直固装在小车底部；所述悬臂回转驱动电机通过盘式电机架与中心轴固装在一起，所述主动锥齿轮固装在悬臂回转驱动电机的电机轴上；在所述盘式电机架上方的中心轴上设置有第一轴承，在盘式电机架下方的中心轴上设置有第二轴承；所述第一从动锥齿轮通过第一轴承与中心轴相连，第一从动锥齿轮可绕中心轴进行转动，在第一从动锥齿轮上设置有盘式转接架，第一从动锥齿轮与盘式转接架相固连；所述第二从动锥齿轮通过第二轴承与中心轴相连，第二从动锥齿轮可绕中心轴进行转动，在第二从动锥齿轮上设置有筒式转接架，第二从动锥齿轮与筒式转接架相固连；所述主动锥齿轮同时与第一从动锥齿轮和第二从动锥齿轮相啮合；所述第一悬臂和第二悬臂水平安装在盘式转接架上，且第一悬臂和第二悬臂之间具有180°夹角；所述第三悬臂和第四悬臂水平安装在筒式转接架上，且第三悬臂和第四悬臂之间具有180°夹角；所述第一竖直伸缩臂吊装在第一悬臂上，所述第二竖直伸缩臂吊装在第二悬臂上，所述第三竖直伸缩臂吊装在第三悬臂上，所述第四竖直伸缩臂吊装在第四悬臂上。

所述第一悬臂、第二悬臂、第三悬臂及第四悬臂的结构相同，均包括臂体、导向杆、导向滑块、导向齿条、导向齿轮、导向齿轮驱动电机及滑台板；所述导向杆数量为两根，两根导向杆平行固装在臂体上，每根导向杆上都配置有一个导向滑块，所述滑台板水平固连在导向滑块上，滑台板可沿导向杆进行直线移动；所述导向齿条固装在两根导向杆之间的臂体上，导向齿条与导向杆相平行；所述导向齿轮驱动电机固装在滑台板上，导向齿轮安装在导向齿轮驱动电机的电机轴上，导向齿轮与导向齿条相啮合。

所述第一竖直伸缩臂、第二竖直伸缩臂、第三竖直伸缩臂及第四竖直伸缩臂的结构相同，均包括末级筒体、中间级筒体、首级筒体、电动绞盘、定滑轮、动滑轮及钢丝绳；所述末级筒体竖直固装在滑台板下表面，所述首级筒体通过若干中间级筒体与末级筒体相连，在首级筒体、中间级筒体及末级筒体上均设有防筒体自转导向槽；所述定滑轮和电动绞盘并排安装在末级筒体内部顶端，所述动滑轮安装在首级筒体内部底端；所述钢丝绳一端固连在定滑轮的轮架上，钢丝绳另一端依次绕过动滑轮及定滑轮与电动绞盘相连。

所述吊钩机构包括定钩体、动钩体、吊杆、杆帽、吊钩回转驱动齿圈、吊钩回转驱动齿轮及吊钩回转驱动电机；所述定钩体固连在吊杆底端，吊杆顶端位于首级筒体内，所述杆帽设置在吊杆顶端，在杆帽与首级筒体之间设置有第三轴承；所述吊钩回转驱动齿圈固定套装在杆帽上；所述吊钩回转驱动电机固装在首级筒体上，所述吊钩回转驱动齿轮安装在吊钩回转驱动电机的电机轴上，吊钩回转驱动齿轮与吊钩回转驱动齿圈相啮合；所述动钩体铰接在定钩体上，动钩体与定钩体扣合时形成完整闭合钩体；在所述定钩体上安装有超声波距离传感器。

本发明的有益效果：

本发明的用于装配式建筑的多自由度吊装装置，能够满足多种类型预制构件的吊装任务，能够有效保证预制构件的吊装精度，能够有效提高吊钩在上钩或脱钩时的自动化程度。

附图说明

图1为本发明的一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置的结构示意图；

图2为本发明的悬架机构与吊钩机构的装配示意图；

图3为图2中I部放大图；

图4为本发明的配装有吊钩机构的第一/第二/第三/第四竖直伸缩臂的结构示意图；

图5为图4中II部放大图；

图6为本发明的定钩体与动钩体处于扣合状态的示意图；

图7为本发明的定钩体与动钩体处于打开状态的示意图；

图中，1—立柱，2—横梁，3—悬梁，4—小车，5—中心轴，6—第一悬臂，7—第二悬臂，8—第三悬臂，9—第四悬臂，10—悬臂回转驱动电机，11—主动锥齿轮，12—第一从动锥齿轮，13—第二从动锥齿轮，14—第一竖直伸缩臂，15—第二竖直伸缩臂，16—第三竖直伸缩臂，17—第四竖直伸缩臂，18—盘式电机架，19—第一轴承，20—第二轴承，21—盘式转接架，22—筒式转接架，23—臂体，24—导向杆，25—导向滑块，26—导向齿条，27—导向齿轮，28—导向齿轮驱动电机，29—滑台板，30—末级筒体，31—中间级筒体，32—首级筒体，33—电动绞盘，34—定滑轮，35—动滑轮，36—钢丝绳，37—定钩体，38—动钩体，39—吊杆，40—杆帽，41—吊钩回转驱动齿圈，42—吊钩回转驱动齿轮，43—吊钩回转驱动电机，44—第三轴承，45—超声波距离传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～7所示，一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置，包括立柱1、横梁2、悬梁3、小车4、悬架机构及吊钩机构；所述横梁2水平固装在立柱1顶端，横梁2采用平行双梁结构；所述悬梁3水平安装在两条横梁2之间，悬梁3与横梁2相垂直，悬梁3可沿横梁2进行直线移动；所述小车4设置在悬梁3上，小车4可沿悬梁3进行直线移动；所述悬架机构设置在小车4上，所述吊钩机构设置在悬架机构上。

所述悬架机构包括中心轴5、第一悬臂6、第二悬臂7、第三悬臂8、第四悬臂9、悬臂回转驱动电机10、主动锥齿轮11、第一从动锥齿轮12、第二从动锥齿轮13、第一竖直伸缩臂14、第二竖直伸缩臂15、第三竖直伸缩臂16及第四竖直伸缩臂17；所述中心轴5竖直固装在小车4底部；所述悬臂回转驱动电机10通过盘式电机架18与中心轴5固装在一起，所述主动锥齿轮11固装在悬臂回转驱动电机10的电机轴上；在所述盘式电机架18上方的中心轴5上设置有第一轴承19，在盘式电机架18下方的中心轴5上设置有第二轴承20；所述第一从动锥齿轮12通过第一轴承19与中心轴5相连，第一从动锥齿轮12可绕中心轴5进行转动，在第一从动锥齿轮12上设置有盘式转接架21，第一从动锥齿轮12与盘式转接架21相固连；所述第二从动锥齿轮13通过第二轴承20与中心轴5相连，第二从动锥齿轮13可绕中心轴5进行转动，在第二从动锥齿轮13上设置有筒式转接架22，第二从动锥齿轮13与筒式转接架22相固连；所述主动锥齿轮11同时与第一从动锥齿轮12和第二从动锥齿轮13相啮合；所述第一悬臂6和第二悬臂7水平安装在盘式转接架21上，且第一悬臂6和第二悬臂7之间具有180°夹角；所述第三悬臂8和第四悬臂9水平安装在筒式转接架22上，且第三悬臂8和第四悬臂9之间具有180°夹角；所述第一竖直伸缩臂14吊装在第一悬臂6上，所述第二竖直伸缩臂15吊装在第二悬臂7上，所述第三竖直伸缩臂16吊装在第三悬臂8上，所述第四竖直伸缩臂17吊装在第四悬臂9上。

所述第一悬臂6、第二悬臂7、第三悬臂8及第四悬臂9的结构相同，均包括臂体23、导向杆24、导向滑块25、导向齿条26、导向齿轮27、导向齿轮驱动电机28及滑台板29；所述导向杆24数量为两根，两根导向杆24平行固装在臂体23上，每根导向杆24上都配置有一个导向滑块25，所述滑台板29水平固连在导向滑块25上，滑台板29可沿导向杆24进行直线移动；所述导向齿条26固装在两根导向杆24之间的臂体23上，导向齿条26与导向杆24相平行；所述导向齿轮驱动电机28固装在滑台板29上，导向齿轮27安装在导向齿轮驱动电机28的电机轴上，导向齿轮27与导向齿条26相啮合。

所述第一竖直伸缩臂14、第二竖直伸缩臂15、第三竖直伸缩臂16及第四竖直伸缩臂17的结构相同，均包括末级筒体30、中间级筒体31、首级筒体32、电动绞盘33、定滑轮34、动滑轮35及钢丝绳36；所述末级筒体30竖直固装在滑台板29下表面，所述首级筒体32通过若干中间级筒体31与末级筒体30相连，在首级筒体32、中间级筒体31及末级筒体30上均设有防筒体自转导向槽；所述定滑轮34和电动绞盘33并排安装在末级筒体30内部顶端，所述动滑轮35安装在首级筒体32内部底端；所述钢丝绳36一端固连在定滑轮34的轮架上，钢丝绳36另一端依次绕过动滑轮35及定滑轮34与电动绞盘33相连。

所述吊钩机构包括定钩体37、动钩体38、吊杆39、杆帽40、吊钩回转驱动齿圈41、吊钩回转驱动齿轮42及吊钩回转驱动电机43；所述定钩体37固连在吊杆39底端，吊杆39顶端位于首级筒体32内，所述杆帽40设置在吊杆39顶端，在杆帽40与首级筒体32之间设置有第三轴承44；所述吊钩回转驱动齿圈41固定套装在杆帽40上；所述吊钩回转驱动电机43固装在首级筒体32上，所述吊钩回转驱动齿轮42安装在吊钩回转驱动电机43的电机轴上，吊钩回转驱动齿轮42与吊钩回转驱动齿圈41相啮合；所述动钩体38铰接在定钩体37上，动钩体38与定钩体37扣合时形成完整闭合钩体；在所述定钩体37上安装有超声波距离传感器45。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

吊装开始前，先将小车4及其上吊架机构一同移动到物料点的预制构件上方，然后根据预制构件的吊点位置，对应调整四个吊钩机构的位置，并且四个吊钩机构的位置均可以进行独立调整。

通过悬臂回转驱动电机10带动主动锥齿轮11转动，进而带动第一从动锥齿轮12和第二从动锥齿轮13同步反向转动，从而调整第一悬臂6/第二悬臂7与第三悬臂8/第四悬臂9的夹角，实现对吊钩机构周向位置的调整。

通过导向齿轮驱动电机28带动导向齿轮27转动，通过导向齿轮27与导向齿条26的啮合作用，使导向齿轮驱动电机28和滑台板29沿着导向杆24移动，进而实现对吊钩机构径向位置的调整。

当四个吊钩机构23的位置调整好后，再控制四根竖直伸缩臂向下伸出，使四个吊钩机构逐渐靠近吊点，具体通过电动绞盘33对钢丝绳36进行放绳动作，在重力作用下，竖直伸缩臂的筒体逐渐伸长，使吊钩机构逐渐下移，当超声波距离传感器45检测到定钩体37与吊点处吊环处于设定距离后，吊钩机构停止下移，此时微调定钩体37的径向位置，使吊点处的吊环通过定钩体37上的缺口进入定钩体37内，然后通过电动绞盘33对钢丝绳36进行收绳动作，使竖直伸缩臂逐渐收缩，此时吊环会将动钩体38压紧在定钩体37上，同时使动钩体38与定钩体37完成扣合，完成上钩。

随着电动绞盘33收绳动作的继续，预制构件被吊离地面，当预制构件到达指定高度后，再对预制构件进行平移，并将预制构件移动到指定位置进行组装，组装结束后，需要断开吊点时，只需微调吊钩机构使吊环从定钩体37上的缺口退出，而动钩体38也会被同步顶开，使定钩体37重新处于打开状态，完成脱钩。

重复上述步骤，完成后续其他预制构件的吊装工作，有效保证了预制构件的吊装精度，有效提高了吊钩在上钩或脱钩时的自动化程度。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置，其特征在于：包括立柱、横梁、悬梁、小车、悬架机构及吊钩机构；所述横梁水平固装在立柱顶端，横梁采用平行双梁结构；所述悬梁水平安装在两条横梁之间，悬梁与横梁相垂直，悬梁可沿横梁进行直线移动；所述小车设置在悬梁上，小车可沿悬梁进行直线移动；所述悬架机构设置在小车上，所述吊钩机构设置在悬架机构上。

2.根据权利要求1所述的一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置，其特征在于：所述悬架机构包括中心轴、第一悬臂、第二悬臂、第三悬臂、第四悬臂、悬臂回转驱动电机、主动锥齿轮、第一从动锥齿轮、第二从动锥齿轮、第一竖直伸缩臂、第二竖直伸缩臂、第三竖直伸缩臂及第四竖直伸缩臂；所述中心轴竖直固装在小车底部；所述悬臂回转驱动电机通过盘式电机架与中心轴固装在一起，所述主动锥齿轮固装在悬臂回转驱动电机的电机轴上；在所述盘式电机架上方的中心轴上设置有第一轴承，在盘式电机架下方的中心轴上设置有第二轴承；所述第一从动锥齿轮通过第一轴承与中心轴相连，第一从动锥齿轮可绕中心轴进行转动，在第一从动锥齿轮上设置有盘式转接架，第一从动锥齿轮与盘式转接架相固连；所述第二从动锥齿轮通过第二轴承与中心轴相连，第二从动锥齿轮可绕中心轴进行转动，在第二从动锥齿轮上设置有筒式转接架，第二从动锥齿轮与筒式转接架相固连；所述主动锥齿轮同时与第一从动锥齿轮和第二从动锥齿轮相啮合；所述第一悬臂和第二悬臂水平安装在盘式转接架上，且第一悬臂和第二悬臂之间具有180°夹角；所述第三悬臂和第四悬臂水平安装在筒式转接架上，且第三悬臂和第四悬臂之间具有180°夹角；所述第一竖直伸缩臂吊装在第一悬臂上，所述第二竖直伸缩臂吊装在第二悬臂上，所述第三竖直伸缩臂吊装在第三悬臂上，所述第四竖直伸缩臂吊装在第四悬臂上。

3.根据权利要求2所述的一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置，其特征在于：所述第一悬臂、第二悬臂、第三悬臂及第四悬臂的结构相同，均包括臂体、导向杆、导向滑块、导向齿条、导向齿轮、导向齿轮驱动电机及滑台板；所述导向杆数量为两根，两根导向杆平行固装在臂体上，每根导向杆上都配置有一个导向滑块，所述滑台板水平固连在导向滑块上，滑台板可沿导向杆进行直线移动；所述导向齿条固装在两根导向杆之间的臂体上，导向齿条与导向杆相平行；所述导向齿轮驱动电机固装在滑台板上，导向齿轮安装在导向齿轮驱动电机的电机轴上，导向齿轮与导向齿条相啮合。

4.根据权利要求3所述的一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置，其特征在于：所述第一竖直伸缩臂、第二竖直伸缩臂、第三竖直伸缩臂及第四竖直伸缩臂的结构相同，均包括末级筒体、中间级筒体、首级筒体、电动绞盘、定滑轮、动滑轮及钢丝绳；所述末级筒体竖直固装在滑台板下表面，所述首级筒体通过若干中间级筒体与末级筒体相连，在首级筒体、中间级筒体及末级筒体上均设有防筒体自转导向槽；所述定滑轮和电动绞盘并排安装在末级筒体内部顶端，所述动滑轮安装在首级筒体内部底端；所述钢丝绳一端固连在定滑轮的轮架上，钢丝绳另一端依次绕过动滑轮及定滑轮与电动绞盘相连。

5.根据权利要求4所述的一种用于装配式建筑的多自由度吊装装置，其特征在于：所述吊钩机构包括定钩体、动钩体、吊杆、杆帽、吊钩回转驱动齿圈、吊钩回转驱动齿轮及吊钩回转驱动电机；所述定钩体固连在吊杆底端，吊杆顶端位于首级筒体内，所述杆帽设置在吊杆顶端，在杆帽与首级筒体之间设置有第三轴承；所述吊钩回转驱动齿圈固定套装在杆帽上；所述吊钩回转驱动电机固装在首级筒体上，所述吊钩回转驱动齿轮安装在吊钩回转驱动电机的电机轴上，吊钩回转驱动齿轮与吊钩回转驱动齿圈相啮合；所述动钩体铰接在定钩体上，动钩体与定钩体扣合时形成完整闭合钩体；在所述定钩体上安装有超声波距离传感器。