CN110240065A - 一种多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一种多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，可解决现有的建筑构件在安装时需要用吊装设备吊起安装，效率低且存在安全隐患的技术问题。包括传感器定位系统，传感器定位系统包括分别与控制电路模块连接的固定在预制件上的九轴陀螺仪传感器、设置在水平方调整机构上的激光水平测距单元及设置在垂直方向调整机构上的激光垂直测距单元；水平方向调整机构包括水平电动推杆，水平电动推杆与控制电路模块连接；垂直方向调整机构包括设置在目标放置支架底部的电动千斤顶，电动千斤顶与控制电路模块连接。本发明通过多个陀螺仪和激光传感器来得到吊装预制件放置的过程中实时位置和姿态反馈，实现对预制件的精确调整，起到了节约人工费与减少失误的作用。

Description

一种多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置

技术领域

本发明涉及建筑工程器械领域，具体涉及一种多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置。

背景技术

装配式混凝土建筑在国家政策的引导下已逐步在建筑市场领域应用，预制构件现场安装时，因构件的一体化施工逐步完善，构件体积增大，安装就位困难逐步明显。目前起重机械吊装大型设备和构件时，吊装司机看不到构件需要安装的准确位置，且吊物的偏离角度不可调节，吊装主要依靠吊装点指挥人员的指挥来完成构件安装，但是，往往会由于人工指挥精度不够，再加上施工器具落后，很多预制构件落地后由安装人员用千斤顶手动的调整位置。对于大型的建筑构件由于质量过重，调整好位置需要很长的时间，从而影响吊装效率，以致构件安装机械成本居高不下，同时对安装人员也存在安全隐患，在一定程度上制约装配式建筑市场的发展。

发明内容

本发明提出的一种多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，可解决现有的建筑构件在安装时需要用吊装设备吊起安装，效率低且存在安全隐患的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，包括预制件，所述预制件固定在目标放置支架上，包括传感器定位系统、水平方向调整机构、垂直方向调整机构及控制电路模块，所述控制电路模块设置在目标放置支架上；

所述传感器定位系统包括固定在预制件上的九轴陀螺仪传感器、设置在水平方调整机构上的激光水平测距单元以及设置在垂直方向调整机构上的激光垂直测距单元；所述九轴陀螺仪传感器、激光水平测距单元及激光垂直测距单元分别与控制电路模块连接；

所述水平方向调整机构包括水平电动推杆，所述水平电动推杆设置在目标放置支架的周围，所述水平电动推杆伸出的方向指向预制件的目标区域；所述水平电动推杆与控制电路模块连接；

所述垂直方向调整机构包括设置在目标放置支架底部的电动千斤顶，所述电动千斤顶与控制电路模块连接。

进一步的，还包括辅助装置，所述辅助装置包括水平电动推杆支架，所述水平电动推杆支架用于固定水平电动推杆，所述水平电动推杆支架固定在目标放置支架预留的安装槽内。

进一步的，所述辅助装置还包括移动滑台，所述移动滑台固定在滑台安装支架上，所述滑台安装支架安装在目标放置支架的预留安装位置；

所述电动千斤顶固定在移动滑台的托板上。

进一步的，所述电动千斤顶的推杆顶端设置滚球万向轮。

进一步的，所述激光水平测距单元和激光垂直测距单元分别与控制电路模块通过有线连接。

进一步的，所述九轴陀螺仪模块通过蓝牙与控制电路模块通信。

进一步的，所述九轴陀螺仪传感器通过装夹的方式固定在预制件重心的上表面。

进一步的，所述滚球万向轮通过内外螺纹配合固定在电动千斤顶的推杆顶端。

由上述技术方案可知，本发明通过多个陀螺仪和激光传感器来得到吊装预制件放置的过程中实时位置和姿态反馈，然后在预制件吊装放置过程中智能控制垂直方向调整机构和水平方向调整机构的发力顺序，来控制吊装预制构件的位置。本装置实现了对预制件的精确调整，弥补了起重机械吊装时方向不可控，只能粗略就位的缺点，提升了预制构件安装的效率，从而达到降低装配式建筑施工成本和减少建筑工人安全隐患的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是本发明的控制电路系统结构框图；

图3为本发明的控制逻辑流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例所述的多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，包括传感器定位系统、水平方向调整机构、垂直方向调整机构以及辅助装置组成。

所述传感器定位系统包括固定在预制件1上的九轴陀螺仪传感器2、水平方调整机构上的各激光测距单元9以及垂直方向调整机构上的激光测距单元6。所述九轴陀螺仪传感器2通过装夹的方式固定在预制件重心的上表面。所述水平调整机构上的激光测距单元9通过安装槽固定在水平电动推杆支架3上，测量方向平行于电动推杆方向。所述垂直方向调整机构上的激光测距单元6通过螺钉固定在移动滑台8托板上，且测量方向垂直向上。传感器定位系统是本发明实施例的“视觉”系统，能够从各个必要方向获取建筑预制件在目标平台上方的位置信息。

所述水平方向调整机构是由预制件目标放置支架4周围所安装的多个电动推杆10组成，推杆伸出的方向指向预制件的目标区域，能够调整预制件在水平投影面上的位置。所述电动推杆10通过螺栓安装在水平电动推杆支架3的安装槽内，可以调整电动推杆离中心的距离。

所述垂直方向调整机构由在目标放置支架4的底部布置的多个电动千斤顶5构成以及滚球万向轮11构成。所述电动千斤顶5通过螺栓固定在移动滑台8上的托板上。所述滚球万向轮11通过内外螺纹配合固定在电动千斤顶的推杆顶端，千斤顶推杆顶出后，滚球万向轮可与建筑预制件1底部表面接触，方便水平调整。

所述辅助装置用于安装水平和垂直调整机构，包括水平电动推杆支架3、用于固定和转移垂直调整机构的移动滑台8以及滑台安装支架7。所述水平电动推杆支架3通过安装角件固定在目标放置支架4预留的安装槽内。所述移动滑台8通过螺栓安装在滑台安装支架7上。所述滑台安装支架7是由多条桁架构成，并且使用专用固定件安装在目标放置支架4的预留安装位置。

所述九轴陀螺仪传感器2，以及水平和垂直调整机构上的激光测距单元6、9均可以根据需要布置一个或多个。

所述传感器定位系统、水平方向调整机构、垂直方向调整机构以及辅助装置均可以在建筑吊装完成后拆除。

如图2所示，所述水平和垂直方向调整机构的控制电路系统包括单片机主控芯片，电机驱动模块组等，所述各激光测距单元6、9与主控芯片使用有线连接，所述九轴陀螺仪模块2通过蓝牙与主控芯片通信。所述主控芯片测得建筑预制件抵达目标放置支架上空后，开始规划各调整机构的顺序，最后以目标姿态落在目标放置区域

结合图3来说明本实施例的一个工作过程流程图，详细步骤如下：

(1)在预制件1的表面装夹九轴陀螺仪传感器2，与主控芯片建立连接。控制移动滑台8使垂直方向调整机构的电动千斤顶5移动到预制件目标区域下方。传感器定位系统处于工作状态。

(2)外部吊运机械将预制件1移动到目标区域上空，当垂直方向激光测距单元6测得预制件的位置到达指定高度时，预制件悬停。

(3)启动垂直调整机构，根据九轴陀螺仪2的反馈的倾角位置信息来调整各电动千斤顶5的伸出长度。

(4)启动水平调整机构，根据各水平激光测距单元9的信息调整电动推杆10的推程，改变预制件1在水平投影面的位置。

(5)降落预制件2，同时平缓缩回垂直方向调整机构的电动千斤顶5，使预制件2以目标姿态落到目标放置支架4上。然后撤回电动推杆10。

(6)整个安装完成后，撤出移动滑台8的托板。最后，拆除相关机构。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，包括预制件(1)，所述预制件(1)固定在目标放置支架(4)上，其特征在于：包括传感器定位系统、水平方向调整机构、垂直方向调整机构及控制电路模块，所述控制电路模块设置在目标放置支架(4)上；

所述传感器定位系统包括固定在预制件(1)上的九轴陀螺仪传感器(2)、设置在水平方调整机构上的激光水平测距单元(9)以及设置在垂直方向调整机构上的激光垂直测距单元(6)；所述九轴陀螺仪传感器(2)、激光水平测距单元(9)及激光垂直测距单元(6)分别与控制电路模块连接；

所述水平方向调整机构包括水平电动推杆(10)，所述水平电动推杆(10)设置在目标放置支架(4)的周围，所述水平电动推杆(10)伸出的方向指向预制件(1)的目标区域；所述水平电动推杆(10)与控制电路模块连接；

所述垂直方向调整机构包括设置在目标放置支架(4)底部的电动千斤顶(5)，所述电动千斤顶(5)与控制电路模块连接。

2.根据权利要求1所述的多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，其特征在于：还包括辅助装置，所述辅助装置包括水平电动推杆支架(3)，所述水平电动推杆支架(3)用于固定水平电动推杆(10)，所述水平电动推杆支架(3)固定在目标放置支架(4)预留的安装槽内。

3.根据权利要求2所述的多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，其特征在于：所述辅助装置还包括移动滑台(8)，所述移动滑台(8)固定在滑台安装支架(7)上，所述滑台安装支架(7)安装在目标放置支架(4)的预留安装位置；

所述电动千斤顶(5)固定在移动滑台(8)的托板上。

4.根据权利要求2所述的多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，其特征在于：所述电动千斤顶(5)的推杆顶端设置滚球万向轮。

5.根据权利要求3所述的多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，其特征在于：所述激光水平测距单元(9)和激光垂直测距单元(6)分别与控制电路模块通过有线连接。

6.根据权利要求3所述的多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，其特征在于：所述九轴陀螺仪模块(2)通过蓝牙与控制电路模块通信。

7.根据权利要求3所述的多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，其特征在于：所述九轴陀螺仪传感器(2)通过装夹的方式固定在预制件(1)重心的上表面。

8.根据权利要求4所述的多机器人作业的大型预制梁架自动精准吊装定位装置，其特征在于：所述滚球万向轮通过内外螺纹配合固定在电动千斤顶(5)的推杆顶端。