CN110952788B - 用于装配式吊装的梁板辅助安装机器人 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于装配式吊装的梁板辅助安装机器人，包括支撑平台、升降部件以及伸缩臂。升降部件安装在支撑平台上，升降部件能相对支撑平台上升或下降。伸缩臂安装在升降部件上，能随升降部件整体升降；伸缩臂用于支撑吊装的叠合楼板或叠合梁，伸缩臂能伸长或缩短，以调整叠合楼板或叠合梁的下落速度和方向。本公开的梁板辅助安装机器人通过升降部件和伸缩臂能很好的与塔吊的吊物配合，使吊物缓缓下降到指定区域，只需要少数人员进行操作即可，安装人员从4人降低为1～2人。操作速度比塔下人员与塔吊上的操纵人员配合要快，能保证安装快速和人员安全。

Description

用于装配式吊装的梁板辅助安装机器人

技术领域

本公开涉及建筑构件施工领域，尤其涉及一种用于装配式吊装的梁板辅助安装机器人。

背景技术

装配式建筑是指使用预制构件在工地装配而成的建筑。叠合剪力墙、梁柱和楼板是装配式建筑施工中常用的预制构件。在建筑施工时，装配式预制构件的吊装与传统现浇结构件的吊装有如下不同：

1.吊装对象变化。装配式构件吊装主要用来吊装PC构件，例如预制墙体、预制柱、预制梁、预制板、预制楼梯、预制阳台，还需要吊装钢筋笼、钢筋等；而传统现浇结构吊装主要用来吊装钢筋、模板、支撑等。

2.吊装作业量不同。装配式构件吊装每平方米建筑面积内大约比传统现浇结构吊装多吊运了0.4方的混凝土，少吊运约4平米的模板。

3.吊装承担的时长不同。装配式结构贯彻整个施工工序流程，而且多数为主线工序，无法穿插施工；传统现浇结构的吊装可以穿插施工。

总体来讲，装配式结构吊装具有吊装的重量大、精度高、频次高的特点。

但是，目前塔吊将吊物移动到作业面上500mm处，需要多个工人安装，需要一个信号工协调塔吊驾驶员。在移动到落位点的过程中，容易出现多人配合不默契、安装不到位等情况，需要反复调整，安全性和时间都难以保证。

发明内容

为了解决或者至少缓解上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种用于装配式吊装的梁板辅助安装机器人。

根据本公开的一个方面，一种用于装配式吊装的梁板辅助安装机器人，包括：

支撑平台；

升降部件，安装在所述支撑平台上，所述升降部件能相对所述支撑平台上升或下降；以及

伸缩臂，安装在所述升降部件上，能随所述升降部件整体升降；所述伸缩臂用于支撑吊装的叠合楼板或叠合梁，伸缩臂能伸长或缩短，以调整叠合楼板或叠合梁的下落速度和方向。

根据本公开的至少一个实施方式，所述伸缩臂采用液压伸缩臂并设有三根，三根所述液压伸缩臂沿所述升降部件的周向均匀分布并分别向斜上方伸出。

根据本公开的至少一个实施方式，所述液压伸缩臂设有识别装置，所述识别装置用于识别吊装的叠合楼板或叠合梁上预留的控制点，以使所述液压伸缩臂与所述控制点接合。

根据本公开的至少一个实施方式，所述液压伸缩臂的伸出端设有磁性接合件，所述磁性接合件用于与所述控制点通过磁性吸附而接合。

根据本公开的至少一个实施方式，所述升降部件包括：

支撑杆，竖直安装在所述支撑平台上；以及

升降套筒，套设在所述支撑杆的外部并能相对所述支撑杆升降；液压伸缩臂安装在所述升降套筒上；

其中，所述升降套筒与所述支撑杆之间设有卡扣装置，以使所述升降套筒相对所述支撑杆定位在某一高度。

根据本公开的至少一个实施方式，所述卡扣装置包括：

设置在所述支撑杆外壁的倒直角三角形齿；所述倒直角三角形齿在纵截面上的投影包括直角边和斜边，所述直角边位于水平方向，所述斜边从所述直角边向下倾斜而过渡到所述支撑杆的外壁；以及

设置在所述升降套筒内壁的止挡块；所述止挡块能抵靠在所述倒直角三角形齿的直角边形成定位支撑。

根据本公开的至少一个实施方式，所述卡扣装置包括第一倒直角三角形齿和第二倒直角三角形齿；

所述第一倒直角三角形齿设置在所述支撑杆的外壁；所述第一倒直角三角形齿在纵截面上的投影包括直角边和斜边，所述直角边位于水平方向，所述斜边从所述直角边向下倾斜而过渡到所述支撑杆的外壁；

所述第二倒直角三角形齿设置在所述升降套筒的内壁；所述第二倒直角三角形齿在纵截面上的投影包括直角边和斜边，所述直角边位于水平方向，所述斜边从所述直角边向上倾斜而过渡到所述升降套筒的内壁；

所述第二倒直角三角形齿的直角边能抵靠在所述第一倒直角三角形齿的直角边形成定位支撑。

根据本公开的至少一个实施方式，所述升降套筒设有纵向贯通其上端和下端的开口；所述开口两侧的所述升降套筒分别设有向外突出的凸缘，两侧的所述凸缘设有位置相对的穿孔，所述穿孔中穿设有连接螺栓，所述连接螺栓用于将所述升降套筒收紧在所述支撑杆外部。

根据本公开的至少一个实施方式，所述支撑平台包括箱体，所述箱体的底部设有滚轮和支撑架；所述支撑架能相对所述箱体的底部升起和降下，用于辅助所述滚轮对所述箱体进行支撑。

根据本公开的至少一个实施方式，还设置有控制台，所述控制台安装在所述箱体上；所述控制台分别连接所述支撑架和所述液压伸缩臂，用于控制所述支撑架的升降和所述液压伸缩臂的伸缩。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本公开梁板辅助安装机器人的示例性实施方式的立体结构示意图。

图2是本公开梁板辅助安装机器人中升降部件的局部示意图。

附图标记说明：

1、伸缩臂；2、升降套筒；3、支撑杆；4、支撑平台；5、滚轮；6、支撑架；7、控制台；8、倒直角三角形齿；81、直角边；82、斜边；9、开口；10、凸缘；11、连接螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

装配式结构吊装具有吊装的重量大、精度高、频次高的特点。但是，目前塔吊将吊物移动到作业面上500mm处，需要多个工人安装，需要一个信号工协调塔吊驾驶员。在移动到落位点的过程中，容易出现多人配合不默契、安装不到位等情况，需要反复调整，安全性和时间都难以保证。

故此本公开针对装配式结构吊装施工，力图解决或者至少缓解上述技术问题中的至少一个，揭示了一种用于装配式吊装的梁板辅助安装机器人。

在本公开的申请文件中，为便于描述梁板辅助安装机器人中各构件的位置关系，以施工时梁板辅助安装机器人的方位为标准，将梁板辅助安装机器人的上下高度方向称为纵向或纵向；与纵向垂直的方向称为水平方向。

根据本公开的一个方面，参见图1所示的本公开梁板辅助安装机器人的示例性实施方式的立体结构示意图，提供了一种用于装配式吊装的梁板辅助安装机器人，包括支撑平台4、升降部件以及伸缩臂1。支撑平台4作为整个机构的支撑底座，用来稳定支撑其他部件；可选的，可以将支撑平台4的顶部做成水平面，以方便安装其他部件。例如，可以将支撑平台4做成箱体，箱体内可以安装电池及定位装置等其他部件，并用来走线。支撑平台4也可以采用桁架或框架结构的形式。升降部件安装在支撑平台4上，升降部件能相对支撑平台4上升或下降。升降部件的作用是为了在竖直方向上快速调整高度，以便保证在楼板吊装时快速抬高至指定高度完成楼板吊装。升降部件的实现形式可以有多种，常见的可以是伸缩臂1、升降平台等形式。伸缩臂1安装在升降部件上，能随升降部件整体升降。伸缩臂1用于支撑吊装的叠合楼板或叠合梁，伸缩臂1能伸长或缩短，以调整叠合楼板或叠合梁的下落速度和方向。伸缩臂1可以采用液压驱动、电动或气压驱动等各种形式。伸缩臂1作为支撑吊装的叠合楼板或叠合梁的部件，位于整个梁板辅助安装机器人的最顶部，并且本领域技术人员可以其支撑结构需能够稳定支撑叠合楼板或叠合梁，故此，伸缩臂1在升降部件上的设置位置和布置形式在此不做具体限定，只要能达到稳定支撑叠合楼板或叠合梁即可。在塔吊将吊物移动至指定位置，例如将吊物移动到作业面上500mm处时，塔吊与梁板辅助安装机器人协同动作，使伸缩臂1支撑住吊物；利用伸缩臂1与塔吊配合缓缓降下吊物，待吊物安置在指定区域后，使塔吊脱钩。

本公开的梁板辅助安装机器人通过升降部件和伸缩臂1能很好的与塔吊的吊物配合，使吊物缓缓下降到指定区域，只需要少数人员进行操作即可，安装人员从4人降低为1～2人。操作速度比塔下人员与塔吊上的操纵人员配合要快，能保证安装快速和人员安全。

在本公开的一个实施方式中，伸缩臂1可以采用液压伸缩臂，采用液压驱动的方式成本较低。在稳定支撑叠合楼板或叠合梁的前提下，采用三点支撑结构最为简单实用，故可以设置三根液压伸缩臂，三根液压伸缩臂沿升降部件的周向均匀分布，每根液压伸缩臂分别向斜上方伸出，呈发散状向外伸展。

在本公开的一个实施方式中，液压伸缩臂设有识别装置，识别装置用于识别吊装的叠合楼板或叠合梁上预留的控制点，以使液压伸缩臂与控制点接合。在生产叠合楼板或叠合梁时，可以在需要支撑的地方预留一些接合点，例如预埋磁性板件，在施工时可以与液压伸缩臂配合，方便施工。识别装置可以是设置在液压伸缩臂伸出端的磁性探测器，在位于控制点的位置时可以发出提示信号，指示操作人员液压伸缩臂已位于控制点。

进一步地，液压伸缩臂的伸出端可以设置磁性接合件，磁性接合件用于与控制点通过磁性吸附而接合。磁性接合件可以采用连接到液压伸缩臂伸出端的磁性托盘，磁性托盘位于磁性探测器的上方，在磁性探测器探测出已位于控制点后，使磁性托盘与叠合楼板或叠合梁的预埋磁性板件吸附接合。

在本公开的一个实施方式中，升降部件可以包括支撑杆3和与其配合的升降套筒2。支撑杆3竖直安装在支撑平台4上，支撑平台4如果采用箱体形式，支撑杆3的底端固定在箱体的顶部或插入到箱体内部进行固定，支撑杆3内可以走线。升降套筒2套设在支撑杆3的外部并能相对支撑杆3升降。液压伸缩臂安装在升降套筒2上；液压伸缩臂可以安装在升降套筒2的侧面，也可以安装在升降套筒2的顶面。其中，升降套筒2与支撑杆3之间设有卡扣装置，当升降套筒2相对支撑杆3上升到一定高度后，通过锁紧卡扣装置，使升降套筒2相对支撑杆3固定，从而定位在某一高度。卡扣装置可以采用多种形式。

在本公开的一个实施方式中，卡扣装置可以包括设置在支撑杆3外壁的倒直角三角形齿8以及设置在升降套筒2内壁的止挡块。倒直角三角形齿8在纵截面上的投影包括直角边81和斜边82，此处的纵截面是指通过支撑杆3轴线的截面。直角边81位于水平方向，斜边82从直角边81向下倾斜而过渡到支撑杆3的外壁。水平方向的直角边81与斜边82的夹角形成向外伸出的尖角。此处限定的是倒直角三角形齿8在纵截面上投影的形状，倒直角三角形齿8在支撑杆3外壁的周向和沿轴向的设置方式并未限定。在周向上，倒直角三角形齿8可以形成环状连续设置的形式，也可以是均匀间隔设置有多个离散型的形式。在轴向上依次设置有多个倒直角三角形齿8形成多排，例如在可以调节的高度范围内依次排列设置有多排倒直角三角形齿8。止挡块能抵靠在倒直角三角形齿8的直角边81形成定位支撑。止挡块在升降套筒2内壁的周向也可以是环状连续设置，形成环形挡块。在升降套筒2沿着支撑杆3外壁上升的过程中，依靠升降套筒2在径向上的弹性变形，止挡块顺着倒直角三角形齿8的斜边82向上，升降套筒2的直径被逐渐撑大，直到止挡块移动到倒直角三角形齿8的直角边81处，抵靠到直角边81，升降套筒2的弹性变形使直径恢复到原来大小，此时由于倒直角三角形齿8的逆向止挡作用，升降套筒2无法向下滑落。

在本公开的一个实施方式中，卡扣装置也可以包括第一倒直角三角形齿8和第二倒直角三角形齿8。第一倒直角三角形齿8设置在支撑杆3的外壁；第一倒直角三角形齿8在纵截面上的投影包括直角边81和斜边82，直角边81位于水平方向，斜边82从直角边81向下倾斜而过渡到支撑杆3的外壁。第二倒直角三角形齿8设置在升降套筒2的内壁；第二倒直角三角形齿8在纵截面上的投影包括直角边81和斜边82，直角边81位于水平方向，斜边82从直角边81向上倾斜而过渡到升降套筒2的内壁。也就是说，第一倒直角三角形齿8和第二倒直角三角形齿8的齿形在竖直方向相反。第一倒直角三角形齿8和第二倒直角三角形齿8的设置方式与上一实施例中的倒直角三角形齿8类似，可以是环状连续形或间隔离散型，第一倒直角三角形齿8在支撑杆3的轴向上高度调节范围内依次设置有多个，形成多排。第二倒直角三角形齿8在升降套筒2的轴向上可以只设置一排，也可以设置多排。第二倒直角三角形齿8的直角边81能抵靠在第一倒直角三角形齿8的直角边81形成定位支撑。在升降套筒2沿着支撑杆3外壁上升的过程中，依靠升降套筒2在径向上的弹性变形，第二倒直角三角形齿8顺着第一倒直角三角形齿8的斜边82向上，升降套筒2的直径被逐渐撑大，直到第二倒直角三角形齿8移动到第一倒直角三角形齿8的直角边81处，两个直角边81相互抵靠，升降套筒2的弹性变形使直径恢复到原来大小，此时由于倒直角三角形齿8的逆向止挡作用，升降套筒2无法向下滑落。

进一步地，升降套筒2设有纵向贯通其上端和下端的开口9，形成一条纵向缝隙，目的是为了使升降套筒2能产生较大的弹性变形，使止挡块脱离倒直角三角形齿8的直角边81或使第一倒直角三角形齿8的直角边81脱离第二倒直角三角形齿8的直角边81，从而使升降套筒2相对支撑杆3向下滑落。开口9两侧的升降套筒2分别设有向外突出的凸缘10，两侧的凸缘10设有位置相对的穿孔，穿孔中穿设有连接螺栓11，连接螺栓11用于将升降套筒2收紧在支撑杆3外部。需要使升降套筒2相对支撑杆3向下滑动时，松开全部连接螺栓11，用外力使升降套筒2从纵向开口9处产生弹性变形，增大直径，使升降套筒2下滑。

在本公开的一个实施方式中，支撑平台4包括箱体，箱体的底部设有滚轮5和支撑架6。箱体内可以放置电池及定位装置，定位装置可以采用位置传感器，机器人可以利用定位装置到达预计就位点。支撑架6能相对箱体的底部升起和降下，用于辅助滚轮5对箱体进行支撑。箱体底部的四个角处分别设置一个滚轮5，在箱体底部的中部位置设置支撑架6，当支撑架6降下到地面后对箱体进行辅助支撑，可保持机器人的平衡并减轻轮压。可选的，滚轮5可以带有刹车装置，按下刹车装置后滚轮5不可移动。

进一步地，梁板辅助安装机器人还设置有控制台7，控制台7安装在箱体上。控制台7可以带有屏幕，屏幕可与智能穿戴设备结合，查看数据及楼上操作人员的画面。控制台7分别连接支撑架6和液压伸缩臂，用于控制支撑架6的升降和液压伸缩臂的伸缩。

本公开的梁板辅助安装机器人在施工时：

梁板辅助安装机器人利用定位装置到达预计就位点。

塔吊将吊物(叠合楼板或叠合梁)移动至指定位置，塔吊与梁板辅助安装机器人协同动作，使三根液压伸缩臂与叠合楼板或叠合梁上预留控制点吸附。

利用液压装置与塔吊配合使三根液压伸缩臂缩回，缓缓降下吊物。

在人工的辅助下将吊物安置在指定区域。

塔吊与吊物脱钩，完成吊装操作。

本公开的梁板辅助安装机器人通过升降部件和伸缩臂能很好的与塔吊的吊物配合，使吊物缓缓下降到指定区域，只需要少数人员进行操作即可，安装人员从4人降低为1～2人。操作速度比塔下人员与塔吊上的操纵人员配合要快，能保证安装快速和人员安全。将单个楼板的安装时间控制在10分钟以内。质量通过率一次性达标。支撑杆3内走线，支撑杆3外部利用倒直角三角形齿8和升降套筒2配合，操作简单。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

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者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (7)

1.一种用于装配式吊装的梁板辅助安装机器人，其特征在于，包括：

支撑平台；

升降部件，安装在所述支撑平台上，所述升降部件能相对所述支撑平台上升或下降；以及

伸缩臂，安装在所述升降部件上，能随所述升降部件整体升降；所述伸缩臂用于支撑吊装的叠合楼板或叠合梁，伸缩臂能伸长或缩短，以调整叠合楼板或叠合梁的下落速度和方向；

所述伸缩臂采用液压伸缩臂；

所述液压伸缩臂设有三根，三根所述液压伸缩臂沿所述升降部件的周向均匀分布并分别向斜上方伸出，呈发散状向外伸展；

所述液压伸缩臂设有识别装置，所述识别装置用于识别吊装的叠合楼板或叠合梁上预留的控制点，以使所述液压伸缩臂与所述控制点接合；识别装置为设置在液压伸缩臂伸出端的磁性探测器，在位于控制点的位置时发出提示信号；所述液压伸缩臂的伸出端设有磁性接合件，所述磁性接合件用于与所述控制点通过磁性吸附而接合；磁性接合件采用连接到液压伸缩臂伸出端的磁性托盘，磁性托盘位于磁性探测器的上方。

2.如权利要求1所述的梁板辅助安装机器人，其特征在于，所述升降部件包括：

支撑杆，竖直安装在所述支撑平台上；以及

升降套筒，套设在所述支撑杆的外部并能相对所述支撑杆升降；

液压伸缩臂安装在所述升降套筒上；

其中，所述升降套筒与所述支撑杆之间设有卡扣装置，以使所述升降套筒相对所述支撑杆定位在某一高度。

3.如权利要求2所述的梁板辅助安装机器人，其特征在于，所述卡扣装置包括：

设置在所述支撑杆外壁的倒直角三角形齿；所述倒直角三角形齿在纵截面上的投影包括直角边和斜边，所述直角边位于水平方向，所述斜边从所述直角边向下倾斜而过渡到所述支撑杆的外壁；以及

设置在所述升降套筒内壁的止挡块；所述止挡块能抵靠在所述倒直角三角形齿的直角边形成定位支撑。

4.如权利要求2所述的梁板辅助安装机器人，其特征在于，所述卡扣装置包括第一倒直角三角形齿和第二倒直角三角形齿；

所述第一倒直角三角形齿设置在所述支撑杆的外壁；所述第一倒直角三角形齿在纵截面上的投影包括直角边和斜边，所述直角边位于水平方向，所述斜边从所述直角边向下倾斜而过渡到所述支撑杆的外壁；

所述第二倒直角三角形齿设置在所述升降套筒的内壁；所述第二倒直角三角形齿在纵截面上的投影包括直角边和斜边，所述直角边位于水平方向，所述斜边从所述直角边向上倾斜而过渡到所述升降套筒的内壁；

所述第二倒直角三角形齿的直角边能抵靠在所述第一倒直角三角形齿的直角边形成定位支撑。

5.如权利要求3或4所述的梁板辅助安装机器人，其特征在于，所述升降套筒设有纵向贯通其上端和下端的开口；所述开口两侧的所述升降套筒分别设有向外突出的凸缘，两侧的所述凸缘设有位置相对的穿孔，所述穿孔中穿设有连接螺栓，所述连接螺栓用于将所述升降套筒收紧在所述支撑杆外部。

6.如权利要求1至4任一项所述的梁板辅助安装机器人，其特征在于，所述支撑平台包括箱体，所述箱体的底部设有滚轮和支撑架；所述支撑架能相对所述箱体的底部升起和降下，用于辅助所述滚轮对所述箱体进行支撑。

7.如权利要求6所述的梁板辅助安装机器人，其特征在于，还设置有控制台，所述控制台安装在所述箱体上；所述控制台分别连接所述支撑架和所述液压伸缩臂，用于控制所述支撑架的升降和所述液压伸缩臂的伸缩。

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