CN111689370A - 一种装配式建筑的吊装机构及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式建筑的吊装机构,包括吊装机械臂,所述吊装机械臂的执行末端固定安装有水平的“十”字形钳持器支架,所述“十”字形钳持器支架的四个末端的下侧分别固定安装有四个向下延伸的钳持器;还包括被吊装的板型预制件,所述板型预制件的四角处分别设置有四个安装孔,四所述钳持器能分别伸入四所述安装孔内,且钳持器能钳持所伸入的安装孔;本发明的结构简单,板型预制件被吊装到预定地点之后能自动释放板型预制件。
Description
技术领域
本发明属于装配式建筑领域。
背景技术
在装配式建筑结构中需要将板型预制件装配到两平行梁之间形成梁板结构,具体使板型预制件上的装配孔与横梁上的定位柱配合,最终形成的梁板结构无需混凝土加固也能形成稳定的装配建筑结构;
现有吊装机构不能自动释放板型预制件,板型预制件被吊装到预定地点之后还需要人工解除吊装状态。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种能自动释放的装配式建筑的吊装机构及其工作方法。
技术方案:为实现上述目的,本发明的一种装配式建筑的吊装机构,包括吊装机械臂,所述吊装机械臂的执行末端固定安装有水平的“十”字形钳持器支架,所述“十”字形钳持器支架的四个末端的下侧分别固定安装有四个向下延伸的钳持器;
还包括被吊装的板型预制件,所述板型预制件的四角处分别设置有四个安装孔,四所述钳持器能分别伸入四所述安装孔内,且钳持器能钳持所伸入的安装孔。
进一步的,还包括已装配的建筑构件,所述已装配的建筑构件的顶部设置有四个定位桩,四个定位桩能分别插入所述板型预制件上的四个安装孔中。
进一步的,所述板型预制件上的安装孔包括上下同轴心贯通的上孔.和下孔.,所述上孔.内径大于和所述下孔.的内径,所述上孔.与下孔.之间形成环形孔台阶;所述钳持器能钳持在所述环形孔台阶上。
进一步的,所述上孔.的内径与所述定位桩的外径相同,定位桩插入安装孔内时,上孔.与定位桩间隙配合;所述环形孔台阶的圆轮廓上设置有平滑的过渡圆角。
进一步的,所述钳持器包括竖向的固定悬挂杆,所述固定悬挂杆的上端固定连接所述“十”字形钳持器支架,所述固定悬挂杆的下端同轴心固定连接有安装盘,所述安装盘的下方同轴心设置有能上下升降的中心活动方柱,所述中心活动方柱的底端同轴心设置有半球状凸起,所述定位桩的顶端同轴心设置有与半球状凸起对应的半球状凹槽,所述半球状凸起能对应陷入所述半球状凹槽中。
进一步的,所述中心活动方柱的四个侧面分别一体化设置有四个沿竖向方向延伸的凸条;每一个所述凸条均对应有一个钳持单元,各所述钳持单元均包括圆弧形传动条,所述圆弧形传动条的弧形凸面.为光滑面,所述圆弧形传动条的弧形凹面沿弧线方向阵列分布有若干传动齿体.;所述圆弧形传动条的弧形凸面.的中部高度处于所对应的所述凸条滑动相切;所述圆弧形传动条的中部高度处还设置有齿轮,所述齿轮与所述传动齿体.啮合,所述齿轮的两侧分别同轴心一体化连接有第一侧齿轮.和第二侧齿轮.,所述第一侧齿轮.与第二侧齿轮.相互靠近的一侧面分别与圆弧形传动条的两侧面滑动配合,从而使圆弧形传动条被滑动约束在第一侧齿轮.与第二侧齿轮.之间;所述凸条的两侧一体化对称设置有第一竖向齿条.和第二竖向齿条.;第一侧齿轮.和第二侧齿轮.分别与第一竖向齿条.和第二竖向齿条.啮合;所述第一侧齿轮.和第二侧齿轮.上均同轴心一体化设置有齿轮轴;各所述齿轮轴均通过轴承转动设置在轴承座的轴承孔中,各所述轴承座的上端均固定在所述安装盘上;所述圆弧形传动条的下方设置有撑托,所述撑托块的上表面为光滑的凹弧面.,所述凹弧面.与所述圆弧形传动条的弧形凸面.滑动配合;所述撑托块通过固定架固定在轴承座上;
所述圆弧形传动条的弧体圆心角大于90°,且小于180°;圆弧形传动条的外圆弧轮廓在一个虚拟圆C上,虚拟圆C的圆心记为K,经过K的铅垂线记为L1,同时经过圆弧形传动条的顺时针端和逆时针端的直线记为L3,满足L3与L1平行;圆弧形传动条的逆时针端沿切线方向固定连接有长方体结构的钳持块,钳持块的几何中心记为A,经过A和K的直线记为L2,L2与L1之间形成的锐角大小为a;圆弧形传动条以K为中心逆时针旋转a后L2与L1重合,L2与L1重合时钳持块为水平状态,从而使水平状态的钳持块能向上托起水平的环形孔台阶;
所述中心活动方柱内的轴心处设置有上端开放的步进电机仓,所述电机仓内固定安装有竖向的步进电机,所述步进电机的输出端同轴心驱动连接有卷绳轴,各所述凸条的上端均开设有穿线槽,各所述穿线槽内均穿过有水平的钳持动作控制绳,各所述钳持动作控制绳的一端与圆弧形传动条的顺时针端固定连接,钳持动作控制绳的另一端固定在卷绳轴上,当卷绳轴旋转时各钳持动作控制绳逐渐卷挠在卷绳轴上。
进一步的,所述钳持动作控制绳为柔性的尼龙绳。
进一步的,所述卷绳轴的顶部同轴心固定设置有顶帽。
进一步的,一种装配式建筑的吊装机构的吊装方法,包括如下步骤:
步骤一,钳持过程:将吊装机械臂将“十”字形钳持器支架水平转移到等待装配的板型预制件上方,然后控制吊装机械臂逐渐下降,使“十”字形钳持器支架上的四个钳持器向下逐渐分别伸入四个安装孔中;由于初始状态下各钳持块与卷绳轴的轴线之间的垂直距离要小于上孔.的半径,从而使钳持器向下同轴心伸入四个安装孔的过程中不会发生运动干涉;在钳持器逐渐向下同轴心伸入安装孔的过程中,当钳持块的所在高度低于环形孔台阶所在高度且仍然在安装孔中时暂停钳持器下降,然后控制步进电机,使卷绳轴旋转,卷绳轴的旋转会使各钳持动作控制绳逐渐卷挠在卷绳轴上,卷绕后各钳持动作控制绳逐渐变短,进而使各钳持动作控制绳拉动圆弧形传动条的顺时针端,此时钳持动作控制绳对圆弧形传动条的顺时针端的拉力记为F1,由于F1的延伸线与K不重合,进而使F1对圆弧形传动条形成一个以K为中心的旋转扭矩,进而在F1的作用下圆弧形传动条会以K为中心逆时针旋转,从而使钳持块逐渐远离卷绳轴的轴线,当圆弧形传动条以K为中心逆时针旋转a时暂停步进电机,此时L2与L1重合,L2与L1重合时钳持块为水平状态,且此时各水平状态的钳持块成圆周阵列分布在环形孔台阶正下方;
圆弧形传动条以K为中心逆时针旋转的过程中会在啮合的作用下带动齿轮、第一侧齿轮.和第二侧齿轮.共同沿轴线逆时针旋转,第一侧齿轮.和第二侧齿轮.的旋转会第一竖向齿条.和第二竖向齿条.的啮合作用下带动中心活动方柱适应性下降一段距离,进而使卷绳轴也跟着下降一段距离,从而使各钳持动作控制绳在卷绳轴上最终是呈螺旋卷绕的;
此时控制吊装机械臂将“十”字形钳持器支架做上升的运动,从而使各钳持器上的钳持块上升,直至各钳持块上升至向上托起水平的环形孔台阶,至此实现了钳持器对安装孔的钳持,这时板型预制件随机械臂和“十”字形钳持器支架同运动,实现板型预制件的起吊过程,此时在重力作用下板型预制件对钳持块向下的重力载荷记为F2,由于此时L2与L1重合,钳持块的几何中心A与虚拟圆C的圆心K在同一竖线上,进而使F2的延伸线经过虚拟圆C的圆心K,从而使F2没有形成对圆弧形传动条形成一个以K为中心的旋转扭矩,从而使此状态下钳持块受到的重力载荷F2没有传递到钳持动作控制绳上,从而实现钳持块受到的重力载荷F2不由步进电机的输出扭矩承担,而是传递到了静态的撑托上,降低步进电机的负载;
步骤二,板型预制件释放过程:当板型预制件被吊装机械臂带动到已装配的建筑构件的顶部的四个定位桩上方并且使四个定位桩与板型预制件的四个安装孔同轴心对齐时,控制吊装机械臂逐渐下降,直至四个钳持器下端的半球状凸起对应陷入四个定位桩上端的半球状凹槽中,此时起到了对齐定位的作用,此时将步进电机断电,使卷绳轴处于能自由旋转的状态,然后继续下降吊装机械臂,使四个钳持器继续下降,使定位桩相对向上顶动中心活动方柱,中心活动方柱相对于安装盘上升一段距离,中心活动方柱的相对向上位移会在第一竖向齿条.和第二竖向齿条.的啮合作用下带动齿轮、第一侧齿轮.和第二侧齿轮.共同沿轴线顺时针旋转,齿轮的顺时针旋转会在啮合的作用下带动圆弧形传动条顺时针旋转a,从而使钳持块也跟着以K为中心顺时针旋转a,从而恢复到初始状态,与此同时卷绳轴也会在钳持动作控制绳的拉动下适应性旋转一定角度;此时各钳持块与环形孔台阶脱离,进而使板型预制件失去了钳持块的承托,此时板型预制件在重力作用下自动下降,从而使四个定位桩向上顺利插入到板型预制件的四个安装孔中,然后控制吊装机械臂上升,使四个钳持器与四个安装孔分离,至此实现了对板型预制件的吊装装配过程。
有益效果:本发明的结构简单,板型预制件被吊装到预定地点之后能自动释放板型预制件,本申请文件的F2的延伸线经过虚拟圆C的圆心K,从而使F2没有形成对圆弧形传动条形成一个以K为中心的旋转扭矩,从而使此状态下钳持块受到的重力载荷F2没有传递到钳持动作控制绳上,从而实现钳持块受到的重力载荷F2不由步进电机的输出扭矩承担,而是传递到了静态的撑托上,降低步进电机的负载;
附图说明
附图1为板型预制件被四个钳持器吊装过程中的示意图(步骤一初始状态);
附图2为四个定位桩已经分别插入所述板型预制件上的四个安装孔中的示意图(步骤二结束状态);
附图3为定位桩示意图;
附图4为钳持器刚开始伸入安装孔中的剖开示意图;
附图5为钳持器刚完全伸入安装孔中的剖开示意图(钳持块的所在高度低于环形孔台阶所在高度且仍然在安装孔中);
附图6为附图5状态下的钳持器正剖结构示意图;
附图7为钳持器的钳持快已经钳持到安装孔中的环形孔台阶的示意图;
附图8为附图7状态下的钳持器正剖结构示意图;
附图9为钳持器立体结构示意图;
附图10为附图9的剖开结构示意图;
附图11为钳持器的传动部分结构示意图;
附图12为钳持器的固定部分结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明(本申请文件中所记载的“顺时针”、“逆时针”的均已附图6和附图8的虚拟圆C为参照物)
如附图1至12所示的一种装配式建筑的吊装机构,包括吊装机械臂25,吊装机械臂25的执行末端固定安装有水平的“十”字形钳持器支架24,“十”字形钳持器支架24的四个末端的下侧分别固定安装有四个向下延伸的钳持器21;
还包括被吊装的板型预制件26,板型预制件26的四角处分别设置有四个安装孔22,四钳持器21能分别伸入四安装孔22内,且钳持器21能钳持所伸入的安装孔22。
还包括已装配的建筑构件20,已装配的建筑构件20的顶部设置有四个定位桩19,四个定位桩19能分别插入板型预制件26上的四个安装孔22中。
板型预制件26上的安装孔22包括上下同轴心贯通的上孔22.1和下孔22.2,上孔22.1内径大于和下孔22.2的内径,上孔22.1与下孔22.2之间形成环形孔台阶23;钳持器21能钳持在环形孔台阶23上。
上孔22.1的内径与定位桩19的外径相同,定位桩19插入安装孔22内时,上孔22.1与定位桩19间隙配合;环形孔台阶23的圆轮廓上设置有平滑的过渡圆角87。
钳持器21包括竖向的固定悬挂杆33,固定悬挂杆33的上端固定连接“十”字形钳持器支架24,固定悬挂杆33的下端同轴心固定连接有安装盘34,安装盘34的下方同轴心设置有能上下升降的中心活动方柱7,中心活动方柱7的底端同轴心设置有半球状凸起6,定位桩19的顶端同轴心设置有与半球状凸起6对应的半球状凹槽18,半球状凸起6能对应陷入半球状凹槽18中。
中心活动方柱7的四个侧面分别一体化设置有四个沿竖向方向延伸的凸条15;每一个凸条15均对应有一个钳持单元,各钳持单元均包括圆弧形传动条1,圆弧形传动条1的弧形凸面1.2为光滑面,圆弧形传动条1的弧形凹面沿弧线方向阵列分布有若干传动齿体1.1;圆弧形传动条1的弧形凸面1.2的中部高度处于所对应的凸条15滑动相切;圆弧形传动条1的中部高度处还设置有齿轮12,齿轮12与传动齿体1.1啮合,齿轮12的两侧分别同轴心一体化连接有第一侧齿轮8.1和第二侧齿轮8.2,第一侧齿轮8.1与第二侧齿轮8.2相互靠近的一侧面分别与圆弧形传动条1的两侧面滑动配合,从而使圆弧形传动条1被滑动约束在第一侧齿轮8.1与第二侧齿轮8.2之间;凸条15的两侧一体化对称设置有第一竖向齿条16.1和第二竖向齿条16.2;第一侧齿轮8.1和第二侧齿轮8.2分别与第一竖向齿条16.1和第二竖向齿条16.2啮合;第一侧齿轮8.1和第二侧齿轮8.2上均同轴心一体化设置有齿轮轴28;各齿轮轴28均通过轴承转动设置在轴承座27的轴承孔29中,各轴承座27的上端均固定在安装盘34上;圆弧形传动条1的下方设置有撑托5,撑托块5的上表面为光滑的凹弧面5.1,凹弧面5.1与圆弧形传动条1的弧形凸面1.2滑动配合;撑托块5通过固定架30固定在轴承座27上;
圆弧形传动条1的弧体圆心角大于90°,且小于180°;圆弧形传动条1的外圆弧轮廓在一个虚拟圆C上,虚拟圆C的圆心记为K,经过K的铅垂线记为L1,同时经过圆弧形传动条1的顺时针端2和逆时针端3的直线记为L3,满足L3与L1平行;圆弧形传动条1的逆时针端3沿切线方向固定连接有长方体结构的钳持块4,钳持块4的几何中心记为A,经过A和K的直线记为L2,L2与L1之间形成的锐角大小为a;圆弧形传动条1以K为中心逆时针旋转a后L2与L1重合,L2与L1重合时钳持块4为水平状态,从而使水平状态的钳持块4能向上托起水平的环形孔台阶23;
中心活动方柱7内的轴心处设置有上端开放的步进电机仓10,电机仓10内固定安装有竖向的步进电机9,步进电机9的输出端同轴心驱动连接有卷绳轴11,各凸条15的上端均开设有穿线槽4,各穿线槽4内均穿过有水平的钳持动作控制绳14,各钳持动作控制绳14的一端与圆弧形传动条1的顺时针端2固定连接,钳持动作控制绳14的另一端固定在卷绳轴11上,当卷绳轴11旋转时各钳持动作控制绳14逐渐卷挠在卷绳轴11上。
本实施例的钳持动作控制绳14为柔性的尼龙绳,卷绳轴11的顶部同轴心固定设置有顶帽17。
一种装配式建筑的吊装机构的吊装方法:包括如下步骤:
步骤一,钳持过程:将吊装机械臂25将“十”字形钳持器支架24水平转移到等待装配的板型预制件26上方,然后控制吊装机械臂25逐渐下降,使“十”字形钳持器支架24上的四个钳持器21向下逐渐分别伸入四个安装孔22中;由于初始状态下各钳持块4与卷绳轴11的轴线之间的垂直距离要小于上孔22.1的半径,从而使钳持器21向下同轴心伸入四个安装孔22的过程中不会发生运动干涉;在钳持器21逐渐向下同轴心伸入安装孔22的过程中,当钳持块4的所在高度低于环形孔台阶23所在高度且仍然在安装孔22中时暂停钳持器21下降,然后控制步进电机9,使卷绳轴11旋转,卷绳轴11的旋转会使各钳持动作控制绳14逐渐卷挠在卷绳轴11上,卷绕后各钳持动作控制绳14逐渐变短,进而使各钳持动作控制绳14拉动圆弧形传动条1的顺时针端2,此时钳持动作控制绳14对圆弧形传动条1的顺时针端2的拉力记为F1,由于F1的延伸线与K不重合,进而使F1对圆弧形传动条1形成一个以K为中心的旋转扭矩,进而在F1的作用下圆弧形传动条1会以K为中心逆时针旋转,从而使钳持块4逐渐远离卷绳轴11的轴线,当圆弧形传动条1以K为中心逆时针旋转a时暂停步进电机9,此时L2与L1重合,L2与L1重合时钳持块4为水平状态,且此时各水平状态的钳持块4成圆周阵列分布在环形孔台阶23正下方;
圆弧形传动条1以K为中心逆时针旋转的过程中会在啮合的作用下带动齿轮12、第一侧齿轮8.1和第二侧齿轮8.2共同沿轴线逆时针旋转,第一侧齿轮8.1和第二侧齿轮8.2的旋转会第一竖向齿条16.1和第二竖向齿条16.2的啮合作用下带动中心活动方柱7适应性下降一段距离,进而使卷绳轴11也跟着下降一段距离,从而使各钳持动作控制绳14在卷绳轴11上最终是呈螺旋卷绕的;
此时控制吊装机械臂25将“十”字形钳持器支架24做上升的运动,从而使各钳持器21上的钳持块4上升,直至各钳持块4上升至向上托起水平的环形孔台阶23,至此实现了钳持器21对安装孔22的钳持,这时板型预制件26随机械臂25和“十”字形钳持器支架24同运动,实现板型预制件26的起吊过程,此时在重力作用下板型预制件26对钳持块4向下的重力载荷记为F2,由于此时L2与L1重合,钳持块4的几何中心A与虚拟圆C的圆心K在同一竖线上,进而使F2的延伸线经过虚拟圆C的圆心K,从而使F2没有形成对圆弧形传动条1形成一个以K为中心的旋转扭矩,从而使此状态下钳持块4受到的重力载荷F2没有传递到钳持动作控制绳14上,从而实现钳持块4受到的重力载荷F2不由步进电机9的输出扭矩承担,而是传递到了静态的撑托5上,降低步进电机9的负载;
步骤二,板型预制件26释放过程:当板型预制件26被吊装机械臂25带动到已装配的建筑构件20的顶部的四个定位桩19上方并且使四个定位桩19与板型预制件26的四个安装孔20同轴心对齐时,控制吊装机械臂25逐渐下降,直至四个钳持器21下端的半球状凸起6对应陷入四个定位桩19上端的半球状凹槽18中,此时起到了对齐定位的作用,此时将步进电机9断电,使卷绳轴11处于能自由旋转的状态,然后继续下降吊装机械臂25,使四个钳持器21继续下降,使定位桩19相对向上顶动中心活动方柱7,中心活动方柱7相对于安装盘34上升一段距离,中心活动方柱7的相对向上位移会在第一竖向齿条16.1和第二竖向齿条16.2的啮合作用下带动齿轮12、第一侧齿轮8.1和第二侧齿轮8.2共同沿轴线顺时针旋转,齿轮12的顺时针旋转会在啮合的作用下带动圆弧形传动条1顺时针旋转a,从而使钳持块4也跟着以K为中心顺时针旋转a,从而恢复到初始状态,与此同时卷绳轴11也会在钳持动作控制绳14的拉动下适应性旋转一定角度;此时各钳持块4与环形孔台阶23脱离,进而使板型预制件26失去了钳持块4的承托,此时板型预制件26在重力作用下自动下降,从而使四个定位桩19向上顺利插入到板型预制件26的四个安装孔22中,然后控制吊装机械臂25上升,使四个钳持器21与四个安装孔22分离,至此实现了对板型预制件26的吊装装配过程。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种装配式建筑的吊装机构,其特征在于:包括吊装机械臂(25),所述吊装机械臂(25)的执行末端固定安装有水平的“十”字形钳持器支架(24),所述“十”字形钳持器支架(24)的四个末端的下侧分别固定安装有四个向下延伸的钳持器(21);
还包括被吊装的板型预制件(26),所述板型预制件(26)的四角处分别设置有四个安装孔(22),四所述钳持器(21)能分别伸入四所述安装孔(22)内,且钳持器(21)能钳持所伸入的安装孔(22)。
2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑的吊装机构,其特征在于:还包括已装配的建筑构件(20),所述已装配的建筑构件(20)的顶部设置有四个定位桩(19),四个定位桩(19)能分别插入所述板型预制件(26)上的四个安装孔(22)中。
3.根据权利要求1所述的一种装配式建筑的吊装机构,其特征在于:所述板型预制件(26)上的安装孔(22)包括上下同轴心贯通的上孔(22.1)和下孔(22.2),所述上孔(22.1)内径大于和所述下孔(22.2)的内径,所述上孔(22.1)与下孔(22.2)之间形成环形孔台阶(23);所述钳持器(21)能钳持在所述环形孔台阶(23)上。
4.根据权利要求3所述的一种装配式建筑的吊装机构,其特征在于:所述上孔(22.1)的内径与所述定位桩(19)的外径相同,定位桩(19)插入安装孔(22)内时,上孔(22.1)与定位桩(19)间隙配合;所述环形孔台阶(23)的圆轮廓上设置有平滑的过渡圆角(87)。
5.根据权利要求4所述的一种装配式建筑的吊装机构,其特征在于:所述钳持器(21)包括竖向的固定悬挂杆(33),所述固定悬挂杆(33)的上端固定连接所述“十”字形钳持器支架(24),所述固定悬挂杆(33)的下端同轴心固定连接有安装盘(34),所述安装盘(34)的下方同轴心设置有能上下升降的中心活动方柱(7),所述中心活动方柱(7)的底端同轴心设置有半球状凸起(6),所述定位桩(19)的顶端同轴心设置有与半球状凸起(6)对应的半球状凹槽(18),所述半球状凸起(6)能对应陷入所述半球状凹槽(18)中。
6.根据权利要求5所述的一种装配式建筑的吊装机构,其特征在于:所述中心活动方柱(7)的四个侧面分别一体化设置有四个沿竖向方向延伸的凸条(15);每一个所述凸条(15)均对应有一个钳持单元,各所述钳持单元均包括圆弧形传动条(1),所述圆弧形传动条(1)的弧形凸面(1.2)为光滑面,所述圆弧形传动条(1)的弧形凹面沿弧线方向阵列分布有若干传动齿体(1.1);所述圆弧形传动条(1)的弧形凸面(1.2)的中部高度处于所对应的所述凸条(15)滑动相切;所述圆弧形传动条(1)的中部高度处还设置有齿轮(12),所述齿轮(12)与所述传动齿体(1.1)啮合,所述齿轮(12)的两侧分别同轴心一体化连接有第一侧齿轮(8.1)和第二侧齿轮(8.2),所述第一侧齿轮(8.1)与第二侧齿轮(8.2)相互靠近的一侧面分别与圆弧形传动条(1)的两侧面滑动配合,从而使圆弧形传动条(1)被滑动约束在第一侧齿轮(8.1)与第二侧齿轮(8.2)之间;所述凸条(15)的两侧一体化对称设置有第一竖向齿条(16.1)和第二竖向齿条(16.2);第一侧齿轮(8.1)和第二侧齿轮(8.2)分别与第一竖向齿条(16.1)和第二竖向齿条(16.2)啮合;所述第一侧齿轮(8.1)和第二侧齿轮(8.2)上均同轴心一体化设置有齿轮轴(28);各所述齿轮轴(28)均通过轴承转动设置在轴承座(27)的轴承孔(29)中,各所述轴承座(27)的上端均固定在所述安装盘(34)上;所述圆弧形传动条(1)的下方设置有撑托(5),所述撑托块(5)的上表面为光滑的凹弧面(5.1),所述凹弧面(5.1)与所述圆弧形传动条(1)的弧形凸面(1.2)滑动配合;所述撑托块(5)通过固定架(30)固定在轴承座(27)上;
所述圆弧形传动条(1)的弧体圆心角大于90°,且小于180°;所述圆弧形传动条(1)的外圆弧轮廓在一个虚拟圆(C)上,所述虚拟圆(C)的圆心记为K,经过所述K的铅垂线记为L1,同时经过圆弧形传动条(1)的顺时针端(2)和逆时针端(3)的直线记为L3,满足L3与L1平行;所述圆弧形传动条(1)的逆时针端(3)沿切线方向固定连接有长方体结构的钳持块(4),所述钳持块(4)的几何中心记为A,经过A和K的直线记为L2,所述L2与L1之间形成的锐角大小为a;圆弧形传动条(1)以K为中心逆时针旋转a后L2与L1重合,L2与L1重合时所述钳持块(4)为水平状态,从而使水平状态的钳持块(4)能向上托起水平的所述环形孔台阶(23);
所述中心活动方柱(7)内的轴心处设置有上端开放的步进电机仓(10),所述电机仓(10)内固定安装有竖向的步进电机(9),所述步进电机(9)的输出端同轴心驱动连接有卷绳轴(11),各所述凸条(15)的上端均开设有穿线槽(4),各所述穿线槽(4)内均穿过有水平的钳持动作控制绳(14),各所述钳持动作控制绳(14)的一端与圆弧形传动条(1)的顺时针端(2)固定连接,钳持动作控制绳(14)的另一端固定在卷绳轴(11)上,当卷绳轴(11)旋转时各钳持动作控制绳(14)逐渐卷挠在卷绳轴(11)上。
7.根据权利要求5所述的一种装配式建筑的吊装机构,其特征在于:所述钳持动作控制绳(14)为柔性的尼龙绳。
8.根据权利要求7所述的一种装配式建筑的吊装机构,其特征在于:所述卷绳轴(11)的顶部同轴心固定设置有顶帽(17)。
9.根据权利要求8所述的一种装配式建筑的吊装机构的吊装方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一,钳持过程:将吊装机械臂(25)将“十”字形钳持器支架(24)水平转移到等待装配的板型预制件(26)上方,然后控制吊装机械臂(25)逐渐下降,使“十”字形钳持器支架(24)上的四个钳持器(21)向下逐渐分别伸入四个安装孔(22)中;由于初始状态下各钳持块(4)与卷绳轴(11)的轴线之间的垂直距离要小于上孔(22.1)的半径,从而使钳持器(21)向下同轴心伸入四个安装孔(22)的过程中不会发生运动干涉;在钳持器(21)逐渐向下同轴心伸入安装孔(22)的过程中,当钳持块(4)的所在高度低于环形孔台阶(23)所在高度且仍然在安装孔(22)中时暂停钳持器(21)下降,然后控制步进电机(9),使卷绳轴(11)旋转,卷绳轴(11)的旋转会使各钳持动作控制绳(14)逐渐卷挠在卷绳轴(11)上,卷绕后各钳持动作控制绳(14)逐渐变短,进而使各钳持动作控制绳(14)拉动圆弧形传动条(1)的顺时针端(2),此时钳持动作控制绳(14)对圆弧形传动条(1)的顺时针端(2)的拉力记为F1,由于F1的延伸线与K不重合,进而使F1对圆弧形传动条(1)形成一个以K为中心的旋转扭矩,进而在F1的作用下圆弧形传动条(1)会以K为中心逆时针旋转,从而使钳持块(4)逐渐远离卷绳轴(11)的轴线,当圆弧形传动条(1)以K为中心逆时针旋转a时暂停步进电机(9),此时L2与L1重合,L2与L1重合时钳持块(4)为水平状态,且此时各水平状态的钳持块(4)成圆周阵列分布在环形孔台阶(23)正下方;
圆弧形传动条(1)以K为中心逆时针旋转的过程中会在啮合的作用下带动齿轮(12)、第一侧齿轮(8.1)和第二侧齿轮(8.2)共同沿轴线逆时针旋转,第一侧齿轮(8.1)和第二侧齿轮(8.2)的旋转会第一竖向齿条(16.1)和第二竖向齿条(16.2)的啮合作用下带动中心活动方柱(7)适应性下降一段距离,进而使卷绳轴(11)也跟着下降一段距离,从而使各钳持动作控制绳(14)在卷绳轴(11)上最终是呈螺旋卷绕的;
此时控制吊装机械臂(25)将“十”字形钳持器支架(24)做上升的运动,从而使各钳持器(21)上的钳持块(4)上升,直至各钳持块(4)上升至向上托起水平的环形孔台阶(23),至此实现了钳持器(21)对安装孔(22)的钳持,这时板型预制件(26)随机械臂(25)和“十”字形钳持器支架(24)同运动,实现板型预制件(26)的起吊过程,此时在重力作用下板型预制件(26)对钳持块(4)向下的重力载荷记为F2,由于此时L2与L1重合,钳持块(4)的几何中心A与虚拟圆(C)的圆心K在同一竖线上,进而使F2的延伸线经过虚拟圆(C)的圆心K,从而使F2没有形成对圆弧形传动条(1)形成一个以K为中心的旋转扭矩,从而使此状态下钳持块(4)受到的重力载荷F2没有传递到钳持动作控制绳(14)上,从而实现钳持块(4)受到的重力载荷F2不由步进电机(9)的输出扭矩承担,而是传递到了静态的撑托(5)上,降低步进电机(9)的负载;
步骤二,板型预制件(26)释放过程:当板型预制件(26)被吊装机械臂(25)带动到已装配的建筑构件(20)的顶部的四个定位桩(19)上方并且使四个定位桩(19)与板型预制件(26)的四个安装孔(20)同轴心对齐时,控制吊装机械臂(25)逐渐下降,直至四个钳持器(21)下端的半球状凸起(6)对应陷入四个定位桩(19)上端的半球状凹槽(18)中,此时起到了对齐定位的作用,此时将步进电机(9)断电,使卷绳轴(11)处于能自由旋转的状态,然后继续下降吊装机械臂(25),使四个钳持器(21)继续下降,使定位桩(19)相对向上顶动中心活动方柱(7),中心活动方柱(7)相对于安装盘(34)上升一段距离,中心活动方柱(7)的相对向上位移会在第一竖向齿条(16.1)和第二竖向齿条(16.2)的啮合作用下带动齿轮(12)、第一侧齿轮(8.1)和第二侧齿轮(8.2)共同沿轴线顺时针旋转,齿轮(12)的顺时针旋转会在啮合的作用下带动圆弧形传动条(1)顺时针旋转a,从而使钳持块(4)也跟着以K为中心顺时针旋转a,从而恢复到初始状态,与此同时卷绳轴(11)也会在钳持动作控制绳(14)的拉动下适应性旋转一定角度;此时各钳持块(4)与环形孔台阶(23)脱离,进而使板型预制件(26)失去了钳持块(4)的承托,此时板型预制件(26)在重力作用下自动下降,从而使四个定位桩(19)向上顺利插入到板型预制件(26)的四个安装孔(22)中,然后控制吊装机械臂(25)上升,使四个钳持器(21)与四个安装孔(22)分离,至此实现了对板型预制件(26)的吊装装配过程。
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CN202010551290.4A CN111689370A (zh) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | 一种装配式建筑的吊装机构及其工作方法 |
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CN112282087A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-29 | 方桓周 | 一种便于吊装的装配式建筑保温板及其吊装结构 |
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CN112282087B (zh) * | 2020-10-19 | 2022-02-15 | 深圳市杨邦胜室内设计有限公司 | 一种装配式建筑保温板用吊装结构及其使用方法 |
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