CN110422250A - 用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人,涉及墙板搬运设备技术领域，包括车体，在车体顶部中间位置设有弹性承载台，弹性承载台包括平台和平台底部设有的多个第一弹簧，在所述弹性承载台两侧均设有夹持机构，夹持机构包括多个纵杆和多个横杆，沿纵杆杆长设有多个助推轮，在纵杆与连杆之间连接有第二弹簧；夹持机构滑动设置在车体上，在所述弹性承载台与夹持机构之间设有联动机构，联动机构包括第一滑轮，第二滑轮、钢丝绳。本发明的搬运机器人结构简单，设计合理，解决了现有技术中采用起重机对PC墙板吊运具有的灵活性差、安全隐患大、墙板易损坏等问题，具有操作便捷，可靠安全的特点。

Description

用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人

技术领域

本发明涉及墙板搬运设备技术领域，具体涉及一种用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人。

背景技术

目前，PC墙板(PC在住宅工业化领域为混凝土预制件的意思)生产工艺流程主要包括模具模台预备清理、钢筋骨架的安装、混凝土的铺装振实、养护、脱膜翻板吊运等，工厂化生产的混凝土预制件相比传统的现浇混凝土，在安全、质量、速度、成本以及环境等方面存在诸多优势，因此，混凝土预制件被广泛应用于建筑、交通、水利等领域，在国民经济中扮演重要的角色；预制构件在生产线制作过程中一般会放在模台车上进行，而在PC墙板养护脱膜结束后，需要将其搬运至户外自然养护，由于一些墙板构件自身体积重量大的特点，现有技术中多采用起重机对混凝土墙板进行空中吊运，空中吊运墙板安全隐患大，构件晃动明显，容易造成PC构件开裂损坏，并且空中吊运灵活性差，不能从车间运输到车间外，存在诸多不便。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人，包括车体，车体上设有单片机和驱动机构，在车体顶部中间位置设有弹性承载台，弹性承载台包括平台和平台底部设有的多个第一弹簧，第一弹簧底端连接车体；在所述弹性承载台两侧均设有夹持机构，夹持机构包括多个纵杆和多个横杆，沿纵杆杆长设有多个助推轮，助推轮包括连杆，连杆一端铰接在纵杆上，另一端与助推轮轮芯铰接，连杆的助推轮端倾斜向下朝向车体，在纵杆与连杆之间连接有第二弹簧；在所述车体顶部四个拐角处垂直设有固定杆，固定杆上设有上滚道和下滚道，上滚道一端与固定杆顶端垂直固接，下滚道一端与固定杆底端垂直固接，下滚道底部与车体固接；在夹持机构底部的横杆两端设有第一脚轮，第一脚轮配合设于下滚道中；在夹持机构中部的横杆两端设有第二脚轮，第二脚轮配合设于上滚道中；在车体侧向的两个固定杆之间固接有侧杆，侧杆两端与固定杆顶部垂直固接，在侧杆与夹持机构中部的横杆之间连接有第三弹簧；在所述弹性承载台与夹持机构之间设有联动机构，联动机构包括位于夹持机构底部横杆中间两侧的第一滑轮，位于侧杆中间两侧的第二滑轮、以及依次连接在平台底部两侧、第一滑轮、第二滑轮、夹持机构中部的横杆中间两侧的钢丝绳。

进一步地，上述驱动机构包括驱动电机、位于车体底部前置的从动轮以及后置的驱动轮，驱动轮与驱动电机连接，驱动电机与单片机电性连接。

更进一步地，在上述车体中还设有转向机构，转向机构包括转向电机以及转向传动机构，转向电机与单片机电性连接，转向传动机构与从动轮连接。

进一步地，在上述车体上设有太阳能充放电控制系统，包括太阳能电池板、蓄电池以及充放电控制模块，太阳能电池板与充放电控制模块电性连接，充放电控制模块电性连接与蓄电池电性连接。

更进一步地，上述太阳能电池板分别设置在车体两侧，太阳能电池板两端背面通过支架铰接在车体侧部，在太阳能电池板背面与车体之间设有电动推杆，电动推杆与单片机电性连接。

优选地，上述多个第一弹簧分两列等间距并排设置在车体顶部中线两侧。

优选地，上述夹持机构包括三根纵杆和三个横杆，纵杆与横杆交错布置，夹持机构的骨架大致为“田”字状，在每根纵杆上设有5个等间距布置的助推轮。

进一步地，在上述第一滑轮和第二滑轮上均开设有与钢丝绳相对应配合的容纳腔。

本发明具有如下的有益效果：本发明的搬运机器人结构简单，设计合理，解决了现有技术中采用起重机对PC墙板吊运具有的灵活性差、安全隐患大、墙板易损坏等问题，具有操作便捷，可靠安全的特点，其中，弹性承载台的存在能够对PC墙板起到缓冲的作用，减小吊设设备的降落/起吊压力；夹持机构的存在能够较好地实现PC墙板夹持固定，且其上设有的助推轮能够对起吊及降落过程的PC墙板起到稳固、不晃动的效果，且该种侧面辅助支撑结构不会产生摩擦以及损伤PC墙板的问题，可靠实用；联动机构的存在，能够将弹性承载台与夹持机构产生联动关系，便于PC墙板放置过程对其夹持固定操作，提高搬运机器人的自动智能化；驱动机构的存在能够便于搬运机器人的移动，提高了设备的灵活性；太阳能充放电控制系统的存在，能够便于对搬运机器人进行供能，提高了设备的应用性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的主视简图；

图2是本发明的侧视简图；

图3是本发明的俯视简图；

图4是本发明的立体简图(钢丝绳未示出)；

图中标记为：1、车体；101、从动轮；102、驱动轮；2、太阳能电池板；201、支架；202、电动推杆；3、弹性承载台；301、平台；302、第一弹簧；4、夹持机构；401、纵杆；402、横杆；403、助推轮；404、连杆；405、第二弹簧；406、固定杆；407、上滚道；408、下滚道；409、第一脚轮；410、第二脚轮；411、侧杆；412、第三弹簧；5、联动机构；501、第一滑轮；502、第二滑轮；503、钢丝绳。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“顶部”、“底部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，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，也可以是电路连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人，参照图1-图4所示，大体结构如下：

包括大致长方体型的车体1，车体1上安装有单片机(未示出)和驱动机构，驱动机构用于操控移动，而单片机则是用于控制驱动机构。

基于前述，上述驱动机构包括驱动电机(未示出)、位于车体1底部前置的从动轮101以及后置的驱动轮102，驱动轮102与驱动电机连接，驱动电机与单片机电性连接；

为了提高车体1的灵活性，便于车体1移动转弯，在上述车体1中设有转向机构(未示出)，转向机构包括转向电机以及转向传动机构，转向电机与单片机电性连接，转向传动机构与从动轮101连接。

为了提高搬运机器人设备的应用功能性，便于车体1电力能源的供应，在上述车体1上设有太阳能充放电控制系统，其包括太阳能电池板2、蓄电池(未示出)以及充放电控制模块(未示出)，太阳能电池板2与充放电控制模块电性连接，充放电控制模块电性连接与蓄电池电性连接。

为了提高太阳能充放电控制系统的实用性，上述太阳能电池板2分别设置在车体1两侧，太阳能电池板2两端背面通过支架201铰接在车体1侧部，且在太阳能电池板2背面中间位置与车体1之间设有电动推杆202，电动推杆202的电机端固定安装在车体1上，电动推杆202的动力输出端连接在太阳能电池板2背面，电动推杆202与单片机电性连接，由此，通过对电动推杆202的控制，实现对太阳能电池板2倾斜角度的设定，利于搬运机器人的充能。

在车体1顶部中间位置设有用于支撑PC墙板的弹性承载台3，弹性承载台3包括与PC墙板底部接触的平台301和多个第一弹簧302，第一弹簧302垂直于车体1上表面设置，第一弹簧302一端连接车体1，其另一端连接在平台301底部，多个第一弹簧302安装在车体1顶部中间位置，且沿车体1长度布置，上述平台301水平盖设在多个第一弹簧302顶部，通过以上结构的描述，不难看出，本发明中弹性承载台3的其中一个作用是起到对吊设至搬运机器人(车体1)上的PC墙板有着缓冲的效果，减小吊设辅助装置的降落/起吊压力；

基于前述，上述多个第一弹簧302分两列等间距并排设置在车体1顶部中线两侧，以上结构的设计能够提高弹性承载台3对PC墙板承载过程中的稳定性。

为了能达到对PC墙板降落起吊时，侧部板面的相对夹持以及支撑，在上述弹性承载台3左右两侧均设有与PC墙板侧面直接接触的夹持机构4，夹持机构4包括多个纵杆401和多个横杆402，沿上述纵杆401杆长设有多个助推轮403，助推轮403能够较好地辅助PC墙板的起落，且不会对墙板表面造成摩擦损坏；车体1在对PC墙板实行搬运过程中，助推轮403抵触连接在PC墙板侧面，具体的，助推轮403包括连杆404，连杆404一端铰接在纵杆401上，另一端与助推轮403轮芯铰接，连杆404的助推轮403端倾斜向下朝向车体1，在纵杆401与连杆404之间连接有第二弹簧405，第二弹簧405的直接作用是：改变连杆404与纵杆401之间连接的余角大小；第二弹簧405的间接作用是：能够使得两边加持机构的助推轮403对PC墙板厚度夹持进行适应性调整；

基于前述，考量到机器人设备的制造成本因素，上述夹持机构4包括三根纵杆401和三个横杆402，纵杆401与横杆402交错布置，夹持机构4的骨架大致为“田”字状，在每根纵杆401上设有5个等间距布置的助推轮403。

在上述车体1顶部四个拐角处垂直设有固定杆406，固定杆406上设有上滚道407和下滚道408，上滚道407一端与固定杆406顶端垂直固定连接，下滚道408一端与固定杆406底端垂直固定连接，且下滚道408底部与车体1固定连接；

在夹持机构4底部的横杆402两端设有第一脚轮409，第一脚轮409配合安装在下滚道408中；在夹持机构4中部的横杆402两端设有第二脚轮410，第二脚轮410配合安装在上滚道407中，上述结构的设计，目的是便于夹持机构4在车体1顶部两侧移动；

在车体1侧向的两个固定杆406之间固接有侧杆411，侧杆411两端与固定杆406顶部垂直固定连接，在侧杆411与夹持机构4中部的横杆402之间连接有第三弹簧412，第三弹簧412两端分别垂直连接在侧杆411中间位置以及横杆402中间位置；

在弹性承载台3与夹持机构4之间设有联动机构5，联动机构5包括位于夹持机构4底部横杆402中间两侧的第一滑轮501，位于车体1同侧侧杆411中间两侧的第二滑轮502、以及依次连接在平台301底部两侧、第一滑轮501、第二滑轮502、夹持机构4中部的横杆402中间两侧的钢丝绳503，其中，第一滑轮501配合套设在横杆402上，第二滑轮502配合套设在侧杆411上；

基于前述，为了便于钢丝绳503与第一滑轮501以及第二滑轮502连接滑动，在上述第一滑轮501和第二滑轮502上均开设有与钢丝绳503相对应配合的容纳腔(未示出)。

本发明的搬运机器人工作原理如下：

(1)未工作时的状态：平台301受多个第一弹簧302弹性势能的作用，处于高位置，钢丝绳503经第一滑轮501和第二滑轮502的连接，将夹持机构4沿车体1侧向牵引，此时第三弹簧412被压缩(处于蓄能状态)，两侧夹持机构4之间的夹持空间最大，便于PC墙板的放置；

(2)工作人员通过吊运设备将PC墙板缓慢地放置到弹性承载台3；

(3)在步骤(2)的操作下，弹性承载台3受到PC墙板压力后，第一弹簧302压缩(处于蓄能状态)，平台301下降处于低位置，在第三弹簧412弹性势能的作用下，两侧的夹持机构4均沿车体1中间位置移动靠拢，夹持空间逐渐变小，直至PC墙板完全被放置在平台301上，此时，两侧夹持机构4上的助推轮403抵接在PC墙板侧部，第三弹簧412弹性势能释放到此为止(第三弹簧412仍对夹持机构4具有向车体1中间位置的推力)，PC墙板被夹持固定，之后工作人员便可通过操控单片机实现对搬运机器人的移动；

(4)当PC墙板被搬运到目的地后，工作人员同样通过吊运设备将PC墙板缓慢地从弹性承载台3上吊起，吊起的过程中，弹性承载台3受到的压力逐渐消失，第一弹簧302弹性势能逐渐释放，平台301慢慢上升，第三弹簧412因钢丝绳503的牵引作用被压缩，两侧的夹持机构4均沿车体1侧向位置移动分离，夹持空间逐渐变大，直至PC墙板完全被吊起，脱离平台301，此时，搬运机器人的状态恢复至步骤(1)。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人，包括车体，车体上设有单片机和驱动机构，其特征在于，在车体顶部中间位置设有弹性承载台，弹性承载台包括平台和平台底部设有的多个第一弹簧，第一弹簧底端连接车体；在所述弹性承载台两侧均设有夹持机构，夹持机构包括多个纵杆和多个横杆，沿纵杆杆长设有多个助推轮，助推轮包括连杆，连杆一端铰接在纵杆上，另一端与助推轮轮芯铰接，连杆的助推轮端倾斜向下朝向车体，在纵杆与连杆之间连接有第二弹簧；在所述车体顶部四个拐角处垂直设有固定杆，固定杆上设有上滚道和下滚道，上滚道一端与固定杆顶端垂直固接，下滚道一端与固定杆底端垂直固接，下滚道底部与车体固接；在夹持机构底部的横杆两端设有第一脚轮，第一脚轮配合设于下滚道中；在夹持机构中部的横杆两端设有第二脚轮，第二脚轮配合设于上滚道中；在车体侧向的两个固定杆之间固接有侧杆，侧杆两端与固定杆顶部垂直固接，在侧杆与夹持机构中部的横杆之间连接有第三弹簧；在所述弹性承载台与夹持机构之间设有联动机构，联动机构包括位于夹持机构底部横杆中间两侧的第一滑轮，位于侧杆中间两侧的第二滑轮、以及依次连接在平台底部两侧、第一滑轮、第二滑轮、夹持机构中部的横杆中间两侧的钢丝绳。

2.根据权利要求1所述的用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机、位于车体底部前置的从动轮以及后置的驱动轮，驱动轮与驱动电机连接，驱动电机与单片机电性连接。

3.根据权利要求2所述的用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人，其特征在于，在所述车体中设有转向机构，转向机构包括转向电机以及转向传动机构，转向电机与单片机电性连接，转向传动机构与从动轮连接。

4.根据权利要求1所述的用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人，其特征在于，在所述车体上设有太阳能充放电控制系统，包括太阳能电池板、蓄电池以及充放电控制模块，太阳能电池板与充放电控制模块电性连接，充放电控制模块电性连接与蓄电池电性连接。

5.根据权利要求4所述的用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人，其特征在于，所述太阳能电池板分别设置在车体两侧，太阳能电池板两端背面通过支架铰接在车体侧部，在太阳能电池板背面与车体之间设有电动推杆，电动推杆与单片机电性连接。

6.根据权利要求1所述的用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人，其特征在于，所述多个第一弹簧分两列等间距并排设置在车体顶部中线两侧。

7.根据权利要求1所述的用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人，其特征在于，所述夹持机构包括三根纵杆和三个横杆，纵杆与横杆交错布置，夹持机构的骨架大致为“田”字状，在每根纵杆上设有5个等间距布置的助推轮。

8.根据权利要求1所述的用于预制混凝土墙板智能化搬运机器人，其特征在于，在所述第一滑轮和第二滑轮上均开设有与钢丝绳相对应配合的容纳腔。