CN113401796A - 双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人及其吊装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人及其吊装方法属于吊装设备领域，包括低位轨道、高位轨道、吊车底盘、机械臂、驱动和控制机构，低位轨道和高位轨道分别与双层螺栓球网架上的网架支托连接。高位轨道平行设置在低位轨道的一侧，高位轨道的底部标高高于低位轨道的底部标高，高位轨道的顶部与低位轨道的顶部平齐。吊车底盘滑动连接在高位轨道的顶部和低位轨道的顶部之间。机械臂连接在吊车底盘的顶部。驱动和控制机构用于驱动并控制吊车底盘和机械臂运动。本发明能够保证吊车在吊装作业过程的稳定性与安全性。保证现场网架整体提升完成后，能正常地进行网架上部结构构件的后续安装，确保小型结构安装顺利进行，还节约了大量吊装成本。

Description

双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人及其吊装方法
技术领域
本发明属于吊装设备领域，具体为双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人及其吊装方法。
背景技术
目前国内钢结构的吊装主要包括高空散拼、整体提升、分块提升等。由于吊车的吊装范围有限，在结构完成主体部分安装时往往无法对局部屋面次结构部分实施吊装作业。如果提高吊车型号以满足这类零散构件的安装的话就会造成安装措施费用的大幅提升，严重影响了施工成本，如果不提高措施费但又受限于高度和结构覆盖面尺寸无法完成结构安装，严重影响了结构构件的安装与交付。
发明内容
本发明的目的在于提供双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人及其吊装方法，以解决上述技术问题。
为此，本发明提供一种双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人，包括：
低位轨道，与双层螺栓球网架上的网架支托连接；
高位轨道，平行设置在低位轨道的一侧，并且所述高位轨道的底部标高高于所述低位轨道的底部标高，所述高位轨道的顶部与所述低位轨道的顶部平齐，所述高位轨道与双层螺栓球网架上的网架支托连接；
吊车底盘，滑动连接在高位轨道的顶部和低位轨道的顶部之间；
机械臂，连接在吊车底盘的顶部；
驱动和控制机构，用于驱动并控制吊车底盘和机械臂运动。
优选地，所述吊车底盘的底部两侧分别连接有找平机构，所述找平机构的截面呈π形，包括水平板和连接在水平板底部两侧的侧板，所述侧板之间通过轴承连接有滚轮，所述吊车底盘两侧的滚轮分别沿高位轨道和低位轨道滑动。
优选地，所述吊车底盘一侧的侧板的底端低于高位轨道的上翼缘板，所述侧板的内侧通过轴承连接有防倾覆轮，所述吊车底盘另一侧的侧板的底端低于低位轨道的上翼缘板，所述侧板的内侧通过轴承连接有防倾覆轮，吊车底盘两侧的防倾覆轮分别沿高位轨道的上翼缘板底部、低位轨道的上翼缘板底部滑动。
优选地，所述低位轨道和高位轨道分别与网架支托螺栓连接。
优选地，所述驱动和控制机构包括：
行走电机和减速机，设置在吊车底盘的顶部，用于驱动吊车底盘运动；
卷扬机，通过绳索与机械臂连接，用于驱动机械臂运动；
遥控机构，设置在卷扬机内，用于控制卷扬机工作。
优选地，所述机械臂的底部通过回转支承与吊车底盘连接。
优选地，所述低位轨道为HM244×175×7×11型钢，所述高位轨道为HM150×150×7×10型钢。
另外，本发明还提供了一种如上所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人的吊装方法，包括以下步骤：
步骤一、将轴线两侧的双层螺栓球网架提升到位后，在地面组拼成一球四杆的安装单元；
步骤二、利用吊车检修平台作为中转平台，在双层螺栓球网架上安装如上所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人；
步骤三、将低位轨道和高位轨道分别与双层螺栓球网架上的网架支托连接；
步骤四、在吊车底盘的底部安装找平机构和滚轮；
步骤五、将吊车底盘吊装至低位轨道和高位轨道上，吊车底盘一侧的防倾覆轮沿低位轨道的上翼缘板的底部滑动，吊车底盘另一侧的防倾覆轮沿高位轨道的上翼缘板的底部滑动；
步骤六、将机械臂安装在吊车底盘的顶部；
步骤七、驱动和控制机构工作，控制吊车底盘滑动至待施工位置，并控制机械臂开始吊装，完成补球补杆安装工作；
步骤八、在完成结构构件安装后，驱动和控制机构控制吊车底盘逆向行驶，边行驶边拆除低位轨道和高位轨道，最终行驶至地面吊车能吊装的位置，完成拆除工作。
优选地，步骤四中还在吊车底盘的底部安装防倾覆轮。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果为：
（1）本发明中的轨道包括分别与双层螺栓球网架上的网架支托连接的低位轨道和高位轨道，相较于普通轨道，该轨道的稳定性及强度较好，且上翼缘板的外形特征易于吊车滑动装置的卡位。另外由于轨道的位置可以任意设定，可以无死角对施工吊装盲区进行全方位吊装安装，可以满足屋面结构高空位置在安装的过程中地面汽车吊、履带吊或者塔吊无法企及的位置的结构安装工作。
（2）本发明中在吊车底盘连接找平机构，并在找平机构的侧板内侧连接防倾覆轮，利用找平机构和防倾覆轮来保证吊车在吊装作业过程的稳定性与安全性。
（3）本发明中可行走式吊装工具总重几百公斤，并且为四点支撑，每个支点的反力较小，可以满足各种轻重屋盖的类似结构施工的需求，由于可以覆盖所有施工盲角，因此可以适当降低吊车起重量，从而实现施工措施投入量的优化，实现经济效益。
（4）本发明能够实现吊车无人操作，采用动感遥控的方式对其实施操作及吊装作业的指令传达，用一套遥感装置实现其行走与吊装作业的指挥，最后实现整体安装。该吊装工具能够保证现场网架整体提升完成后，能正常地进行网架上部结构构件的后续安装，确保小型结构安装的顺利进行，同时节约了大量吊装成本。
（5）本发明的行走式吊装工具在完成结构构件安装后，吊装工具逆向行驶，边行驶边拆除轨道和配件，最终行驶至地面吊车能吊装的位置，完成小吊车的拆除工作，提高施工效率。
附图说明
图1为可行走式遥控吊装工具的侧视结构示意图。
图2为可行走式遥控吊装工具的主视结构示意图。
图3为图2中A部分放大示意图。
图4为图2中B部分放大示意图。
附图标注：1-双层螺栓球网架、2-网架支托、3-低位轨道、4-高位轨道、5-吊车底盘、6-机械臂、7-找平机构、71-水平板、72-侧板、8-滚轮、9-防倾覆轮、10-行走电机和减速机、11-卷扬机、12-回转支承。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示为一种双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人，包括低位轨道3、高位轨道4、吊车底盘5、机械臂6、以及驱动和控制机构。低位轨道3、高位轨道4可采用工字钢或H型钢。
低位轨道3与双层螺栓球网架1上的网架支托2连接。具体地，低位轨道3通过螺栓与双层螺栓球网架1上的网架支托2连接。
高位轨道4平行设置在低位轨道3的一侧，并且高位轨道4的底部标高高于低位轨道3的底部标高，高位轨道4的顶部与低位轨道3的顶部平齐，高位轨道4与双层螺栓球网架1上的网架支托2连接。具体地，高位轨道4通过螺栓与双层螺栓球网架1上的网架支托2连接。
吊车底盘5滑动连接在高位轨道4的顶部和低位轨道3的顶部之间。吊车底盘5的底部两侧分别连接有找平机构7，找平机构7的截面呈π形，包括水平板71和连接在水平板71底部两侧的侧板72，侧板72之间通过轴承连接有滚轮8，吊车底盘5两侧的滚轮8分别沿高位轨道4和低位轨道3滑动。吊车底盘5一侧的侧板72的底端低于高位轨道4的上翼缘板，侧板72的内侧通过轴承连接有防倾覆轮9，吊车底盘5另一侧的侧板72的底端低于低位轨道3的上翼缘板，侧板72的内侧通过轴承连接有防倾覆轮9，吊车底盘5两侧的防倾覆轮9分别沿高位轨道4的上翼缘板底部、低位轨道3的上翼缘板底部滑动。
机械臂6连接在吊车底盘5的顶部。具体地，机械臂6的底部通过回转支承12与吊车底盘5连接，回转支承12用作机械臂6旋转和支撑构件。
驱动和控制机构用于驱动并控制吊车底盘5和机械臂6运动。驱动和控制机构包括行走电机和减速机10、卷扬机11和遥控机构。行走电机和减速机10设置在吊车底盘5的顶部，用于驱动吊车底盘5运动。卷扬机11通过绳索与机械臂6连接，用于驱动机械臂6运动。遥控机构设置在卷扬机11内，用于控制卷扬机11工作。
具体以某可行走式遥控吊装工具为例，低位轨道3为HM244×175×7×11型钢，高位轨道4为HM150×150×7×10型钢。卷扬机11为8吨液压驱动卷扬机，设计吊重为1吨，最大实际吊重为700kg。卷扬机11的钢丝绳长度大于60米，用液压伸缩构件改变吊车作业半径。
上述双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人的吊装方法具体为：
步骤一、将轴线两侧的双层螺栓球网架1提升到位后，在地面组拼成一球四杆的安装单元。
步骤二、利用吊车检修平台作为中转平台，在双层螺栓球网架1上安装如上的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人。
步骤三、将低位轨道3和高位轨道4分别与双层螺栓球网架1上的网架支托2连接。具体地，低位轨道3和高位轨道4分别通过螺栓与双层螺栓球网架1上的网架支托2连接。
步骤四、在吊车底盘5的底部安装找平机构7和滚轮8。为了提高吊装的稳定性和安全性，还在吊车底盘5的底部安装防倾覆轮9。具体地，先在吊车底盘5的底部焊接截面呈π形的找平机构7。利用轴承将滚轮8连接在找平机构7的侧板72之间。然后在侧板72的内侧通过轴承连接防倾覆轮9。
步骤五、将吊车底盘5吊装至低位轨道3和高位轨道4上，吊车底盘5两侧的滚轮8分别沿低位轨道3的上翼缘板顶部和高位轨道4的上翼缘板顶部滑动。吊车底盘5一侧的防倾覆轮9沿低位轨道3的上翼缘板的底部滑动，吊车底盘5另一侧的防倾覆轮9沿高位轨道4的上翼缘板的底部滑动。
步骤六、将机械臂6安装在吊车底盘5的顶部。具体地，在吊车底盘5的顶部安装回转支承12，机械臂6的底部与回转支承12连接。
步骤七、驱动和控制机构工作，控制吊车底盘5滑动至待施工位置，并控制机械臂6开始吊装，完成补球补杆安装工作。具体地，行走电机和减速机10驱动吊车底盘5运动至待施工位置，然后遥控机构控制卷扬机11工作，卷扬机11驱动机械臂6运动，液压伸缩构件改变机械臂6的作业半径。
步骤八、在完成结构构件安装后，驱动和控制机构控制吊车底盘5逆向行驶，边行驶边拆除低位轨道3和高位轨道4，最终行驶至地面吊车能吊装的位置，完成拆除工作。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人，其特征在于包括：
低位轨道（3），与双层螺栓球网架（1）上的网架支托（2）连接；
高位轨道（4），平行设置在低位轨道（3）的一侧，并且所述高位轨道（4）的底部标高高于所述低位轨道（3）的底部标高，所述高位轨道（4）的顶部与所述低位轨道（3）的顶部平齐，所述高位轨道（4）与双层螺栓球网架（1）上的网架支托（2）连接；
吊车底盘（5），滑动连接在高位轨道（4）的顶部和低位轨道（3）的顶部之间；
机械臂（6），连接在吊车底盘（5）的顶部；
驱动和控制机构，用于驱动并控制吊车底盘（5）和机械臂（6）运动。
2.根据权利要求1所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人，其特征在于：所述吊车底盘（5）的底部两侧分别连接有找平机构（7），所述找平机构（7）的截面呈π形，包括水平板（71）和连接在水平板（71）底部两侧的侧板（72），所述侧板（72）之间通过轴承连接有滚轮（8），所述吊车底盘（5）两侧的滚轮（8）分别沿高位轨道（4）和低位轨道（3）滑动。
3.根据权利要求2所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人，其特征在于：所述吊车底盘（5）一侧的侧板（72）的底端低于高位轨道（4）的上翼缘板，所述侧板（72）的内侧通过轴承连接有防倾覆轮（9），所述吊车底盘（5）另一侧的侧板（72）的底端低于低位轨道（3）的上翼缘板，所述侧板（72）的内侧通过轴承连接有防倾覆轮（9），吊车底盘（5）两侧的防倾覆轮（9）分别沿高位轨道（4）的上翼缘板底部、低位轨道（3）的上翼缘板底部滑动。
4.根据权利要求1所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人，其特征在于：所述低位轨道（3）和高位轨道（4）分别与网架支托（2）螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人，其特征在于，所述驱动和控制机构包括：
行走电机和减速机（10），设置在吊车底盘（5）的顶部，用于驱动吊车底盘（5）运动；
卷扬机（11），通过绳索与机械臂（6）连接，用于驱动机械臂（6）运动；
遥控机构，设置在卷扬机（11）内，用于控制卷扬机（11）工作。
6.根据权利要求5所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人，其特征在于：所述机械臂（6）的底部通过回转支承（12）与吊车底盘（5）连接。
7.根据权利要求1所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人，其特征在于：所述低位轨道（3）为HM244×175×7×11型钢，所述高位轨道（4）为HM150×150×7×10型钢。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人的吊装方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、将轴线两侧的双层螺栓球网架（1）提升到位后，在地面组拼成一球四杆的安装单元；
步骤二、利用吊车检修平台作为中转平台，在双层螺栓球网架（1）上安装如权利要求1-7任意一项所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人；
步骤三、将低位轨道（3）和高位轨道（4）分别与双层螺栓球网架（1）上的网架支托（2）连接；
步骤四、在吊车底盘（5）的底部安装找平机构（7）和滚轮（8）；
步骤五、将吊车底盘（5）吊装至低位轨道（3）和高位轨道（4）上，吊车底盘（5）一侧的防倾覆轮（9）沿低位轨道（3）的上翼缘板的底部滑动，吊车底盘（5）另一侧的防倾覆轮（9）沿高位轨道（4）的上翼缘板的底部滑动；
步骤六、将机械臂（6）安装在吊车底盘（5）的顶部；
步骤七、驱动和控制机构工作，控制吊车底盘（5）滑动至待施工位置，并控制机械臂（6）开始吊装，完成补球补杆安装工作；
步骤八、在完成结构构件安装后，驱动和控制机构控制吊车底盘（5）逆向行驶，边行驶边拆除低位轨道（3）和高位轨道（4），最终行驶至地面吊车能吊装的位置，完成拆除工作。
9.根据权利要求8所述的双层螺栓球网架补杆用的可行走吊装机器人的吊装方法，其特征在于：步骤四中还在吊车底盘（5）的底部安装防倾覆轮（9）。
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