CN110077965A - 一种多头机械臂及采用其的组合臂、行吊系统、控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多头机械臂及采用其的组合臂、行吊系统、控制方法，其中多头机械臂包括连接件，其用于安装多头机械臂；旋转法兰盘，可转动设置于连接件上；旋转电机，设置于连接件上，用于驱动旋转法兰盘旋转；多个机械臂，多个机械臂互不干涉且可伸缩地设置于旋转法兰盘上，并可随旋转法兰盘转动；本发明提供的方案，能够有效提高现有建筑行吊作业效率，降低施工误差和作业成本；可在现有行吊系统中直接应用，具有结构合理、便于拆装、维护成本低，且不容易损坏的优点。

Description

一种多头机械臂及采用其的组合臂、行吊系统、控制方法

技术领域

本发明涉及一种行吊车技术领域，尤其涉及一种多头机械臂及采用其的组合臂、行吊系统、控制方法。

背景技术

现有建筑工程领域,一般会使用行吊(起重机)吊载物料，实现物料的搬运；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，就需要额外的设备进行作业，这就增加了作业成本，降低工作效率；同时如同时采用多台额外设备进行施工，容易引起的误差。

随着现在建筑施工技术的发展，单机械臂无法满足工地的需求，急需一种新型的多头机械臂来满足工地的需求。

发明内容

本发明旨在解决现有建筑施工领域，行吊车作业效率低、成本高或误差大的问题。

本发明的主要目的在于提供一种多头机械臂，包括连接件，其用于安装多头机械臂；旋转法兰盘，可转动设置于连接件上；旋转电机，设置于连接件上，用于驱动旋转法兰盘旋转；多个机械臂，多个机械臂互不干涉且可伸缩地设置于旋转法兰盘上，并可随旋转法兰盘转动。

进一步地，旋转法兰盘沿水平方向可转动地设置于连接件上；多个机械臂设置于旋转法兰盘的底面，并可随旋转法兰盘在水平方向上转动。

进一步地，旋转法兰盘沿竖直方向可转动地设置于所述连接件上；多个机械臂沿周向环设于旋转法兰盘上，并可随旋转法兰盘在竖直方向上转动。

进一步地，旋转法兰盘包括第一盘面和第二盘面以及连接在两盘面之间的连接臂，多个机械臂设置在连接臂的周向上，旋转电机设置于旋转法兰盘一侧，驱动旋转法兰盘在竖直方向旋转；所述第一盘面内表面与所述第二盘面内表面之间形成环腔，多个所述机械臂可伸缩的设置在所述环腔内，当需要工作时，所述机械臂伸出所述环腔，当不需要工作时，所述机械臂缩回到环腔内。

进一步地，环腔分为多个凹槽，多个凹槽与多个机械臂一一对应，使机械臂之间互不干涉。

进一步地，多个机械臂等距安装在连接臂上。

进一步地，连接件为框架杆，其下端呈倒U形，使所述旋转法兰盘可枢转地被夹设在所述倒U形支架中；所述旋转电机设置于所述框架杆上，驱动所述旋转法兰盘沿竖直方向旋转。

进一步地，多个机械臂均为多轴机械臂，每一多轴机械臂通过第一节轴臂与旋转法兰盘连接；第一节轴臂的中轴线与旋转法兰盘的径向存在预设角度。

本发明的另一目的在于提供一种组合臂，包括伸缩杆和多头机械臂；多头机械臂为上述所述的多头机械臂；多头机械臂通过连接件设在伸缩杆上。

本发明的另一目的在于提供一种行吊系统，包括行吊大车、行吊小车以及组合臂；行吊小车可滑动设置于行吊大车上；组合臂通过伸缩杆设置于行吊小车上，并随行吊小车往复运动；组合臂为上述所述的组合臂。

本发明的另一目的在于提供一种如上述所述行吊系统的控制方法，包括以下过程：

控制行吊小车在行吊大车上滑动；

在行吊小车到达指定位置后，控制伸缩杆进行伸缩；

当伸缩杆伸缩到预设高度后控制需要作业的机械臂的伸缩；

控制旋转电机驱动旋转法兰盘旋转到预设角度，使对应该旋转法兰盘旋转角度的机械臂向外伸展作业。

进一步地，当需要多个机械臂进行操作时，旋转电机控制多个机械臂伸展协同作业。

进一步地，在多个机械臂伸展同时进行作业操作时，先判断多个机械臂之间的优选级；其中，最优先级机械臂为承载力最大的机械臂。

本发明提供的方案，能够有效提高现有建筑行吊作业效率，降低施工误差和作业成本；可在现有行吊系统中直接应用，具有结构合理、便于拆装、维护成本低，且不容易损坏的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例1提供的一种行吊车整体示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种行吊车结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种行吊车结构示意图(未包含导轨)；

图4为本发明实施例2提供的一种行吊车整体示意图；

图5为本发明实施例2提供的一种行吊车结构示意图；

图6为本发明实施例2提供的一种行吊车结构示意图(未包含导轨)；

图7为本发明实施例2提供的伸缩臂及机械臂结构连接示意图；

图8为本发明实施例2提供的一种行吊车整体主视图；

图9为本发明实施例2提供的一种行吊车结构主视图；

图10为本发明实施例2提供的一种行吊车整体侧视图；

图11为本发明实施例2提供的行吊车结构主视图(含导轨)；

图12为图10沿A-A方向剖视图；

图13为图12中行吊车结构示意图；

图14为图12中伸缩臂及机械臂结构连接示意图。

图中：1、爬架；2、行吊车；21、左支撑柱；22、左导轨；23、伸缩杆；24、行吊小车；25、行吊大车；26、右导轨；27、右支撑柱；28、多头机械臂；281、旋转法兰盘；282、机械臂；2821、第一机械臂；2822、第二机械臂；2823、第三机械臂；283、旋转电机；284、旋转法兰盘；285、框架杆；286、环腔；29、吊钩；3、建筑体。

具体实施方式

下面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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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数量或位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明所提供的一种多头机械臂，其包括：

连接件，其用于安装多头机械臂；

旋转法兰盘，可转动设置于连接件上；

旋转电机，设置于连接件上，用于驱动旋转法兰盘旋转；

多个机械臂，多个机械臂互不干涉且可伸缩地设置于旋转法兰盘上，并可随旋转法兰盘转动。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

如图1至图14所示，本发明提供一种多头机械臂，包括连接件、旋转法兰盘281、旋转电机283以及多个机械臂282；其中，连接件主要用于安装多头机械臂，如将该多头机械臂安装到行吊小车24或伸缩杆23上；旋转法兰盘281可转动设置于连接件上，以带动多个机械臂282转动，以根据不同机械臂进行选择；具体地，旋转电机283设置于连接件上，旋转电机283主要用于驱动旋转法兰盘281旋转，旋转法兰盘281带动机械臂282转动，从而进行可选择作业；进一步地，多个机械臂282互不干涉且可伸缩地设置于旋转法兰盘281上，并可随旋转法兰盘281转动，以适应实际作业需求进行作业；采用上述方案，在建筑工程中，可采用多头机械臂单独或协同工作的模式，替代多台机械设备或多个工人协同工作，避免多台机械设备或多个工人配合而引起的误差；并且，通过法兰也可以对机械臂形成保护，该多头机械臂的应用既可以保证工程质量、提高作业效率，也可以延长设备的使用寿命。

优选地，结合上述方案，如图1至图3所示，本实施例中，旋转法兰盘281沿水平方向可转动地设置于连接件上，具体可设置于连接件的末端；多个机械臂282设置于旋转法兰盘281的底面，并可随旋转法兰盘281在水平方向上转动，以适应机械臂282根据实际作业需求进行作业；进一步地，该连接件可以为连接杆或连接板，其主要作用是用于将旋转法兰盘固定于行吊系统的行吊小车或伸缩杆上，同时可以用于安装固定旋转电机；具体地，旋转电机用于控制旋转法兰盘281的旋转活动，进而进行机械臂的切换。

优选地，结合上述方案，如图4至图14所示，本实施例中，旋转法兰盘281沿竖直方向可转动地设置于连接件上，多个机械臂282沿周向环设于旋转法兰盘281上，并可随旋转法兰盘281在竖直方向上转动；旋转电机283设置于连接件上，用于驱动旋转法兰盘281在竖直方向旋转；进一步地，多个机械臂282均匀且可伸缩设置于旋转法兰盘281内，以达到隐藏式封闭，避免机械臂在未工作时收到污染或其他碰撞。

优选地，结合上述方案，如图4至图14所示，本实施例中，旋转法兰盘281包括第一盘面和第二盘面以及连接在两盘面之间的连接臂，多个可伸缩的机械臂282设置在连接臂的周向上并可随旋转法兰盘281的转动而转动，旋转电机283设置于旋转法兰盘281的一侧，驱动旋转法兰盘281在竖直方向旋转；进一步地，第一盘面的内表面与第二盘面的内表面之间形成有环腔286，并且多个机械臂282可伸缩的设置在环腔286内，当机械臂282需要工作时，该机械臂282可伸出环腔286，机械臂282工作时候，旋转电机283带动旋转法兰盘281按一定角度旋转，相对应的机械臂282伸出进行工作，其他机械臂282根据所处施工环境，或静置于环腔286中，或伸出同时进行工作；当机械臂282不需要工作时，机械臂282缩回到环腔286内，能够避免机械臂被磕碰，影响使用寿命，也避免现场多个机械臂随意摆放导致的现场混乱、磕碰，容易被缠绕的风险；进一步地，环腔286分为多个凹槽，多个凹槽与多个机械臂282一一对应，使机械臂之间互不干涉，便于各自隐藏。

优选地，结合上述方案，如图4至图14所示，本实施例中，多个机械臂282等距安装在连接臂上，并且各个机械臂282和连接臂存在角度，以使各个机械臂282之间可以呈预设角度设置于环腔286内，避免相互影响；进一步地，多个机械臂均为多轴机械臂，每一多轴机械臂通过第一节轴臂与旋转法兰盘281连接；第一节轴臂的中轴线与旋转法兰盘281的径向存在预设角度，这样使得各个机械臂在收缩至环腔内时互不干扰；进一步地，旋转法兰盘281为圆盘结构；具体地，该机械臂包括三个，三个机械臂分别均匀设置于旋转法兰盘281上，采用三个机械臂的设计在一般施工工况选择中较为合理。

优选地，结合上述方案，如图4至图14所示，本实施例中，连接件为框架杆285，该框架杆285下端呈倒U形，使旋转法兰盘281可枢转地被夹设在倒U形支架中；旋转电机283固定设置于框架杆285上，以驱动旋转法兰盘281沿竖直方向旋转；具体地，旋转法兰盘281和框架杆285用螺栓连接，各个机械臂282和旋转法兰盘281均用螺栓连接，旋转电机283与旋转法兰盘281采用螺栓连接；本实施例中，通过采用框架杆作为连接件，能够方便多头机械臂安装和连接，同时能够方便转动，并使得机械臂能够隐藏于旋转法兰盘内。

相应地，结合上述方案，如图1至图14所示，本发明还提供一种组合臂，包括伸缩杆23和多头机械臂28；其中，该多头机械臂28为上述所述的多头机械臂；该多头机械臂28通过连接件设置在伸缩杆23上，这样通过行吊系统控制行吊小车24到预设位置，再通过伸缩杆23进一步控制组合臂进行作业；进一步地，伸缩杆23可通过法兰盘直接与行吊小车集成，法兰盘套设在行吊大车上，即法兰盘直接与伸缩臂结合，可以增加伸缩臂的伸缩距离。

相应地，结合上述方案，如图1至图14所示，本发明还提供一种行吊系统，应用于建筑行吊上；行吊车系统包括行吊大车25、行吊小车24以及组合臂；该组合臂为上述所述的组合臂；进一步地，行吊系统还包括爬架1，爬架1固定设置于建筑体3上；爬山1的顶部设有导轨，行吊大车沿横向可滑动设置于导轨上；行吊小车24沿竖直可滑动设置于行吊大车25上；该建筑行吊包括行吊车2；行吊车2可移动设置于爬架1的导轨上；具体地，该行吊小车24可滑动设置于行吊大车25上，用于调节行吊系统的横向距离；该行吊大车25可滑动设置于建筑体3顶部爬架1的导轨上，用于调节行吊系统的纵向距离；具体地，该导轨包括左导轨22和右导轨26；爬架1由多根支撑柱支撑组成；支撑柱包括左支撑柱21和右支撑柱27；左支撑柱21固定设置于建筑体1的左侧面上，右支撑柱27固定设置于建筑体1的右侧面上；左导轨22沿水平方向固定设置于左支撑柱21上，右导轨26水平方向固定设置于右支撑柱27上，行吊大车25两端通过滑轮滑动设置于左导轨22和右导轨26上；进一步地，组合臂通过伸缩杆23设置于行吊小车24上，并随行吊小车24往复运动；行吊小车24通过滑轮滑动设置于行吊大车25的导轨上，并且行吊小车24上还设有吊钩29，这样便于施工旋转。

采用上述方案，通过将旋转法兰盘的形状设计为带有环腔的圆盘式结构，机械臂分别等距安装在旋转法兰盘的环腔内，在旋转法兰盘侧面装在旋转电机，旋转电机用于控制法兰盘的旋转活动，更有利于控制机械臂的切换，使机械臂可单独工作也可协同工作，当机械臂闲置时可静置于环腔中，避免磕碰损坏；该结构相对简单、合理，且方便维修、更换。

相应地，结合上述方案，如图1至图12所示，本发明还提供一种如上述所述行吊系统的控制方法，总体的包括以下过程：指令控制行吊小车24在行吊大车25上滑动；

在行吊小车到达指定位置后，控制伸缩杆进行伸缩调节；

当伸缩杆23伸缩到预设高度后控制需要作业的机械臂的伸出；

使旋转电机驱动旋转法兰盘281旋转到预设角度，使对应该旋转法兰盘旋转角度的机械臂向外伸展作业。

上述的预设高度是根据作业对象的作业位置设定的，预设角度是根据机械臂的作业工序要求设置的。此外，当需要多个机械臂进行操作时，旋转电机控制多个机械臂伸展协同作业；每个机械臂可被控制操作一种工序，每个工序可单独完成，互不干涉，使得机械臂具有更高的利用率，提高多机械臂工作的效率。

这样通过伸缩杆和多头机械臂的两方面调节，可以灵活地实现更大高度、更大角度、更多工序的作业，

优选地，当需要多个机械臂伸展协同作业时，还可先判断多个机械臂之间的优选级；其中，最优先级机械臂为承载力最大的机械臂；具体地，在判断多个机械臂之间的工序类型或优先级时，操作需要依据的是承载力最大的机械臂，并且优先设置与垂直卡位上(与伸缩臂垂直，最下方的卡位)，使得机械臂具有较好的承载效果，提高多个机械臂工作的稳定性、安全性；具体地，在实际操作过程中，以钢筋工程为例，在结构层施工中，钢筋工程包括钢筋运输、钢筋布置和钢筋绑扎，这样可在旋转法兰盘中安装多个比如三个具有相应功能的机械臂，运输时将起重机械臂调出，布置时调出铺排机械臂，绑扎时调出绑扎机械臂；同时，在实施其中一项工序时，可通过旋转法兰盘保护其他机械臂免受影响。

本发明提供的方案，能够有效提高现有建筑行吊作业效率，降低施工误差和作业成本；可在现有行吊系统中直接应用，具有结构合理、便于拆装、维护成本低，且不容易损坏的优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (13)

1.一种多头机械臂，其特征在于，包括：

连接件，其用于安装多头机械臂；

旋转法兰盘，可转动设置于所述连接件上；

旋转电机，设置于所述连接件上，用于驱动所述旋转法兰盘旋转；

多个机械臂，所述多个机械臂互不干涉且可伸缩地固定在所述旋转法兰盘上，并可随所述旋转法兰盘转动。

2.根据权利要求1所述的多头机械臂，其特征在于，所述旋转法兰盘沿水平方向可转动地设置于所述连接件上；所述多个机械臂设置于所述旋转法兰盘的底面，并可随所述旋转法兰盘在水平方向上转动。

3.根据权利要求1所述的多头机械臂，其特征在于，所述旋转法兰盘沿竖直方向可转动地设置于所述连接件上；所述多个机械臂沿周向环设于所述旋转法兰盘上，并可随所述旋转法兰盘在竖直方向上转动。

4.根据权利要求3所述的多头机械臂，其特征在于，所述旋转法兰盘包括第一盘面和第二盘面以及连接在两盘面之间的连接臂，所述多机械臂设置在所述连接臂的周向上，所述旋转电机设置于所述旋转法兰盘一侧，驱动所述旋转法兰盘在竖直方向旋转；所述第一盘面内表面与所述第二盘面内表面之间形成环腔，所述多个机械臂可伸缩的设置在所述环腔内，当需要工作时，所述机械臂伸出所述环腔，当不需要工作时，所述机械臂缩回到环腔内。

5.根据权利要求4所述的多头机械臂，其特征在于，所述环腔分为多个凹槽，所述多个凹槽与所述多个机械臂一一对应，使机械臂之间互不干涉。

6.根据权利要求5所述的多头机械臂，其特征在于，所述多个机械臂等距安装在所述连接臂上。

7.根据权利要求6所述的多头机械臂，其特征在于，所述连接件为框架杆，其下端呈倒U形，使所述旋转法兰盘可枢转地被夹设在所述倒U形支架中；所述旋转电机设置于所述框架杆上驱动所述旋转法兰盘沿竖直方向旋转。

8.根据权利要求1-7任一项所述的多头机械臂，其特征在于，所述多个机械臂均为多轴机械臂，所述每一多轴机械臂通过第一节轴臂与所述旋转法兰盘连接；所述第一节轴臂的中轴线与所述旋转法兰盘的径向存在预设角度。

9.一种组合臂，包括伸缩杆和多头机械臂；其特征在于，所述多头机械臂为上述权利要求1至8任一项所述的多头机械臂；所述多头机械臂通过所述连接件设在所述伸缩杆上。

10.一种行吊系统，包括行吊大车、行吊小车以及组合臂；其特征在于，所述行吊小车可滑动设置于所述行吊大车上；所述组合臂通过伸缩杆设置于所述行吊小车上，并随所述行吊小车往复运动；所述组合臂为上述权利要求9所述的组合臂。

11.一种如权利要求10所述行吊系统的控制方法，其特征在于，包括以下过程：

控制行吊小车在行吊大车上滑动；

在行吊小车到达指定位置后，控制伸缩杆进行伸缩；

当伸缩杆伸缩到预设高度后控制需要作业的机械臂的伸缩；

控制旋转电机驱动旋转法兰盘旋转到预设角度，使对应该旋转法兰盘旋转角度的机械臂向外伸展作业。

12.根据权利要求11所述行吊系统的控制方法，其特征在于，

当需要多个机械臂进行操作时，旋转电机控制多个机械臂伸展协同作业。

13.根据权利要求12所述行吊系统的控制方法，其特征在于，

在多个机械臂伸展同时进行作业操作时，先判断多个机械臂之间的优选级；其中，最优先级机械臂为承载力最大的机械臂。