CN113374272A - 一种剪叉结构式墙板抓取安装机构 - Google Patents

Abstract

一种剪叉结构式墙板抓取安装机构，包含支撑臂调节机构、抓取机构，所述支撑臂调节机构为平面两自由度串联机构，包括机架、动臂、第一直线驱动器、第二直线驱动器、支撑臂，动臂安装在机架上，支撑臂通过转动副安装在动臂上，所述第一直线驱动器控制动臂相对机架上下摆动，第二直线驱动器控制支撑臂相对动臂摆动；所述抓取机构包括回转台、第一连杆、第二连杆、第一滑块、第二滑块、下压板，回转台通过转动副安装在支撑臂上，可相对支撑臂旋转，在滑块作用下，下压板可以相对回转台运动，从而实现墙板的夹持或释放。在支撑臂调节机构、抓取机构配合下，墙板可实现四活动度姿态调整，实现墙板安装的自动化和机械化，降低工人劳动强度。

Description

一种剪叉结构式墙板抓取安装机构

技术领域

本发明涉及装配式建筑装备领域，特别是一种剪叉结构式墙板抓取安装机构。

背景技术

建筑行业能耗约占社会总能耗的三成，而钢材消耗量约占社会钢材消耗总量的五成，每年产生大量的建筑垃圾，并且环境污染严重，人员劳动强度大等问题亦长期存在，因此以工业化生产、装配式施工方式为起点的装配建筑是我国“制造2025计划”中的重要内容。在建筑领域，墙板，主要指PC板，是预应力混凝土预制板构件的通用名称，是用于装配建筑或者建筑内隔断的重要板材，通过拼装实现建筑体内区域空间的分割，长期以来，墙板的安装依靠施工人员人力进行组装，不仅工作强度大，而且因为设及到墙板姿态调整以及填缝等工艺处理，具备一定的危险性；为了克服墙板安装困境，个别企业推出了墙板安装设备，该类墙板安装设备的执行机构通常具有三个自由度，除两个自由度由两个液压缸控制外，另一个自由度为人工调节控制，无法实现全机械化操作，另外，墙板在安装设备上无法自动固定，需要人为操纵拧紧装置等完成固定，严重影响了墙板安装的效率。如何设计一种剪叉结构式墙板抓取安装机构，能通过简单的执行机构，配合较低的成本，实现高效率的墙板安装，已成为业内亟需解决的工程问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种剪叉结构式墙板抓取安装机构，通过采用串联机构、剪叉式抓取机构，以较低的成本，实现墙板四自由度姿态调整，完成墙板固定、安装的全机械化，大幅降低工人劳动强度，提升墙板安装效率。

本发明通过以下技术方案达到上述目的：

一种剪叉结构式墙板抓取安装机构，包含支撑臂调节机构、抓取机构，所述支撑臂调节机构为平面两自由度串联机构，包括机架、动臂、第一直线驱动器、第二直线驱动器、支撑臂，动臂通过第一转动副安装在机架上，第一直线驱动器一端通过第二转动副与机架连接，另一端通过第三转动副与动臂连接，所述第一直线驱动器为伺服电动缸或者液压缸，当第一直线驱动器可控伸缩运动时，动臂可相对机架上下摆动，所述支撑臂通过第四转动副安装在动臂上，所述第二直线驱动器一端通过第五转动副与动臂连接，另一端通过第六转动副与支撑臂连接，所述第二直线驱动器为伺服电动缸或者液压缸，当第二直线驱动器伸缩时，支撑臂相对动臂摆动，在第一直线驱动器、第二直线驱动器受控耦合运动下，支撑臂可实现两自由度可控运动。为降低该种剪叉结构式墙板抓取安装机构重心，机架上安装有配重块，机架下方安装有万向轮，便于该多自由度墙板搬运机构施工作业。

所述抓取机构为剪叉式结构，包括回转台、第一连杆、第二连杆、第一滑块、第二滑块、下压板，所述回转台通过第七转动副安装在支撑臂上，所述第七转动副为主动副，由电机驱动控制，当第七转动副旋转时，回转台相对支撑臂旋转，所述第一连杆一端通过第八转动副与回转台连接，另一端通过第九转动副与第二滑块连接，所述第二连杆一端通过第十转动副与第一滑块连接，另一端通过第十一转动副与下压板连接，所述第一连杆与第二连杆通过第十二转动副连接，所述第一滑块通过第一移动副与回转台连接，所述第二滑块通过第二移动副与下压板连接，所述第一滑块由丝杠带动，丝杠由电机驱动，在丝杠作用下，下压板可以相对回转台运动，从而实现墙板的夹持或释放，为了提高抓取机构抓取墙板的紧固性，回转台上可安装真空吸附装置。在支撑臂调节机构、抓取机构配合下，墙板可实现四活动度姿态调整，实现墙板安装的自动化和机械化，降低工人劳动强度。

与现有技术相比，本发明的突出优点在于：

1.该种剪叉结构式墙板抓取安装机构相比现有墙板安装设备，实现了墙板安装的全机械化，在墙板抓取、固定、位姿调整的全过程实现了自动化、机械化，大幅降低了墙板安装的劳动强度，提高了工作效率。

2.该种剪叉结构式墙板抓取安装机构的支撑臂调节机构采用平面两自由度串联机构，结构紧凑，灵活性好，非常适用于层高较高的楼层楼板安装。

3.该种剪叉结构式墙板抓取安装机构，通过支撑臂调节机构、抓取机构实现了墙板的四活动度姿态调整，抓取机构采用了剪叉式结构设计，不仅结构简单，而且刚度大，动力学性能好，能使楼板受力更均匀。

附图说明

图1为本发明所述一种剪叉结构式墙板抓取安装机构主视图之一。

图2为本发明所述一种剪叉结构式墙板抓取安装机构主视图之二。

图3为本发明所述一种剪叉结构式墙板抓取安装机构抓取机构主视图。

图4为本发明所述一种剪叉结构式墙板抓取安装机构抓取机构俯视图。

图5为本发明所述一种剪叉结构式墙板抓取安装机构抓取机构三维视图。

图6为本发明所述一种剪叉结构式墙板抓取安装机构作业工况之一示意图。

图7为本发明所述一种剪叉结构式墙板抓取安装机构作业工况之二示意图。

图8为本发明所述一种剪叉结构式墙板抓取安装机构作业工况之三示意图。

图9为本发明所述一种剪叉结构式墙板抓取安装机构作业工况之四示意图。

图10为本发明所述一种剪叉结构式墙板抓取安装机构作业工况之五示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

对照图1、图2、图3，一种剪叉结构式墙板抓取安装机构，包含支撑臂调节机构、抓取机构，所述支撑臂调节机构为平面两自由度串联机构，包括机架1、动臂2、第一直线驱动器5、第二直线驱动器8、支撑臂14，动臂2通过第一转动副3安装在机架1上，第一直线驱动器5一端通过第二转动副6与机架连接，另一端通过第三转动副7与动臂2连接，所述第一直线驱动器5为伺服电动缸或者液压缸，当第一直线驱动器5可控伸缩运动时，动臂2可相对机架1上下摆动，所述支撑臂14通过第四转动副10安装在动臂2上，所述第二直线驱动器8一端通过第五转动副9与动臂连接，另一端通过第六转动副13与支撑臂14连接，所述第二直线驱动器8为伺服电动缸或者液压缸，当第二直线驱动器8伸缩时，支撑臂14相对动臂2摆动，在第一直线驱动器5、第二直线驱动器8受控耦合运动下，支撑臂14可实现两自由度可控运动。为降低该种剪叉结构式墙板抓取安装机构重心，机架1上安装有配重块24，机架1下方安装有万向轮4，便于该多自由度墙板搬运机构施工作业。

对照图1、图2、图3、图4、图5，所述抓取机构为剪叉式结构，包括回转台15、第一连杆18、第二连杆17、第一滑块26、第二滑块27、下压板16，所述回转台15通过第七转动副11安装在支撑臂14上，所述第七转动副11为主动副，由电机驱动控制，当第七转动副11旋转时，回转台15相对支撑臂14旋转，所述第一连杆18一端通过第八转动副22与回转台15连接，另一端通过第九转动副23与第二滑块27连接，所述第二连杆17一端通过第十转动副20与第一滑块26连接，另一端通过第十一转动副21与下压板16连接，所述第一连杆18与第二连杆17通过第十二转动副19连接，所述第一滑块26通过第一移动副29与回转台15连接，所述第二滑块27通过第二移动副30与下压板16连接，所述第一滑块26由丝杠28带动，丝杠28由电机驱动，在丝杠28作用下，下压板16可以相对回转台15运动，从而实现墙板25的夹持或释放，为了提高抓取机构抓取墙板25的紧固性，回转台15上可安装真空吸附装置12。在支撑臂调节机构、抓取机构配合下，墙板25可实现四活动度姿态调整，实现墙板安装的自动化和机械化，降低工人劳动强度。

该种剪叉结构式墙板抓取安装机构在施工过程中，具体作业工况如下：

对照图1、图6，墙板安装工人首先将单个或多个墙板25整齐排列在支座31上，操纵该种剪叉结构式墙板抓取安装机构抓取墙板25。

对照图1、图2、图7、图8，在支撑臂调节机构受控耦合运动下，抓取机构在上升的过程中受控相对支撑臂14旋转，根据墙板安装要求，完成墙板25姿态调整。

对照图1、图2、图9，通过抓取机构旋转可实现左侧墙板的安装作业。

对照图1、图7、图10，通过抓取机构旋转可实现右侧墙板的安装作业。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (3)

1.一种剪叉结构式墙板抓取安装机构，其特征在于：包含支撑臂调节机构、抓取机构，所述支撑臂调节机构为平面两自由度串联机构，包括机架、动臂、第一直线驱动器、第二直线驱动器、支撑臂，动臂通过第一转动副安装在机架上，第一直线驱动器一端通过第二转动副与机架连接，另一端通过第三转动副与动臂连接，所述支撑臂通过第四转动副安装在动臂上，所述第二直线驱动器一端通过第五转动副与动臂连接，另一端通过第六转动副与支撑臂连接。

2.根据权利要求1所述的一种剪叉结构式墙板抓取安装机构，其特征在于：所述抓取机构为剪叉式结构，包括回转台、第一连杆、第二连杆、第一滑块、第二滑块、下压板，所述回转台通过第七转动副安装在支撑臂上，所述第一连杆一端通过第八转动副与回转台连接，另一端通过第九转动副与第二滑块连接，所述第二连杆一端通过第十转动副与第一滑块连接，另一端通过第十一转动副与下压板连接，所述第一连杆与第二连杆通过第十二转动副连接，所述第一滑块通过第一移动副与回转台连接，所述第二滑块通过第二移动副与下压板连接。

3.根据权利要求1所述的一种剪叉结构式墙板抓取安装机构，其特征在于：所述第一直线驱动器为伺服电动缸或者液压缸，所述第二直线驱动器为伺服电动缸或者液压缸，机架上安装有配重块，机架下方安装有万向轮，所述第七转动副为主动副，由电机驱动控制，所述第一滑块由丝杠带动，丝杠由电机驱动。

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