CN115702281A - 接入踏板无人施工系统以及利用此接入踏板的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种接入底板的无人施工系统，其包括：安装框架(10)、安装在上述安装框架(10)上的垫板(20)，以及与上述垫板(20)结合的底板(30)，其特征在于，包括：施工机器人，与控制服务器(1)以有线通信或无线通信的形式相连，而上述施工机器人，包括：垫板安装机器人(100)，在上述安装框架(10)上安装上述垫板(20)；安装机器人(200)，在上述垫板(20)上安装上述底板(30)；以及螺栓机器人(340)，利用结合部件(40)将上述垫板(30)和上述底板(30)结合。根据本发明，操作者无需进行危险的底板安装工作，自动化机器人可以安装垫板和底板，具有防止现场安全事故发生的效果。并且通过利用机器人来安装垫板和底板，就可以迅速完成底板安装位置的选定及平整工作，从而节约工程费用，缩短工程时间，具有这样的技术效果。

Description

接入踏板无人施工系统以及利用此接入踏板的施工方法
技术领域
本发明涉及一种接入踏板无人施工系统，更具体而言，本发明是涉及一种接入踏板无人施工系统以及利用此系统的接入踏板施工方法，为了能对接入踏板施工而利用具有独特结构的底板设置机器人、接入设置机器人以及螺栓机器人，这样就不需要投入其他人力就可以对接入踏板进行施工。
背景技术
接入踏板是接入(ACCESS：接入，计算机术语中是将信息接入至计算机系统或取出的过程)和底板(FLOOR：底板，地板)的合成词，因此也被成为双重地板或双重底板，又或者称为O/AFLOOR。
接入踏板是指，在计算机得到广泛运用的信息化时代，能更快速高效地确保办公空间而提出的双重底板。
一般来说，在半导体工厂、TFT-LCD工厂、PDP工厂或者医药品以及食品制造厂，以及在生产或组装光学产品或印刷和制造精密机械等的车间，以及手术室等需要清洁或超净(super-clean)状态的空间，微尘或超微尘或喷雾(mist)等的存在会对产品质量产生严重影响。因此，清洁室需要在严格阻隔外部污染物的同时，通过恒温和恒湿控制，将温度和湿度保持在规定范围内，并提供防止振动的活底板(raised floor)。
接入底板是指为了满足上述需求，在平坦的地面上设置出一定高度的空间，从而再制造一个新地面。并且，在其形成的空间中布置电缆并根据相应需要就可以打开和关闭底部，这样就能方便地重新布置电缆。
为了接入底板的组装和施工，通常设置有安装框架，操作员在安装框架上部设置挡板和底板。
但是安装框架的高度通常为3～9米，操作者有可能发生坠落事故的危险，因此接入底板施工属于专业技术人员有些介意的工作。在这样的情形下就很难培养熟练的专业工作人员。
另外，为了确保操作者的安全性，必须安装安全网或生命绳索，就是为了确保万无一失的完全，需要投入过多的费用和时间。此外，由于底板是重量约为20kg的重物，因此安装该底板的工人通常会出现骨骼类的职业病。此外，厚重底板的平整工作难度也很高，整个工艺就存在长期化的问题。
发明内容
要解决的问题
本发明是为了解决上述接入底板的施工问题而提出的，本发明的目的在于，提供一种接入底板无人施工系统以及使用该系统的接入底板施工方法，该系统能够通过使自动化机器人安装垫板和底板，从而防止工作场所安全事故的产生。
本发明的另一个目的在于，提供一种接入底板无人施工系统以及使用该系统的接入底板施工方法，该系统能够通过机器人安装垫板和底板，从而快速执行底板安装位置的选定和平整工作，进而降低施工成本并缩短施工时间。
本发明的另一个目的在于，提供一种通过使用机器人来建造大部分的接入底板，从而确保高质量的接入底板的施工方法。
解决问题的手段
根据本发明的一实施例，在包括安装框架(10)、安装在上述安装框架(10)上的垫板(20)及与上述垫板(20)结合的底板(30)在内的接入底板的无人施工系统中，其特征在于，包括：和控制服务器(1)通过有线通信或无线通信连接的施工机器人；上述施工机器人，包括：在上述安装框架(10)上安装上述垫板(20)的垫板安装机器人(100)，在上述垫板(20)上安装上述底板(30)的安装机器人(200)；以及利用结合部件(40)将上述垫板(30)和上述底板(30)结合的螺栓机器人(340)。
在这种情形下，接入底板的无人施工系统的特征在于，上述垫板安装机器人(100)，包括：第一传感器(110)，感知上述安装框架(10)上垫板(20)安装位置(11)；第一安装臂(120)，将上述垫板(20)移动至上述安装位置(11)；第一运输工具(130)，将上述第一安装臂(120)移动。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述垫板安装机器人(100)，还包括：粘合剂供应部(140)，向上述垫板(20)的下部面提供粘合剂。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述第一安装臂(120)，包括：第一抓握器(121)，吸附并抓握上述垫板(20)；以及第二抓握器(122)，包裹吸附于上述第一抓握器(121)上的垫板(20)的侧面和下部面。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述第一抓握器(121)是利用真空吸附的方式；上述第二抓握器(122)包括：第一引导部(122a)，从上述第一安装臂(120)的端部向下(a)突出而形成；以及第二引导部(122b)，从上述第一引导部(122a)向内侧(b)延伸而形成，上述第一引导部(122a)相对于上述第一安装臂(120)可以铰链驱动。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述第二引导部(122b)，在上述垫板(20)吸附于上述第一抓握器(121)的状态下，向内侧(b)进行链驱动，在上述垫板(20)从上述第一抓握器(121)分离的状态下，向外侧(c)进行铰链驱动。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述垫板安装机器人(100)，还包括：安装上述第一安装臂(120)的本体(150)，上述粘合剂供应部(140)，设置于上述本体(150)上；上述粘合剂供应部(140)，形成排出孔(141)，用于排出粘合剂。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述底板安装机器人(200)，包括：运输单元(210)，在装载着上述底板(30)的状态下进行搬运；以及安装单元(220)，将上述运输单元(210)上的上述底板(30)安装于上述垫板(20)。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述安装单元(220)，包括：第二传感器(221)，用于感知上述垫板(30)的安装位置(12)；第二安装臂(222)，用于将上述底板(30)移动至上述安装位置(12)；以及第二运输工具(230)，用于移动上述第二安装臂(222)。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述螺栓机器人(300)包括：第三传感器(310)，感知结合部件(40)要插入的插入孔(13)；第三安装臂(320)，将结合部件(40)移动至插入孔(13)；以及第三运输工具(330)，能将第三安装臂(320)进行移动。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述结合部件(40)是螺栓(41)，上述插入孔(13)形成于上述垫板(20)和上述底板(30)。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述螺栓机器人(300)，还包括：将上述螺栓(41)与上述插入孔(13)相结合的螺栓部(340)。
并且，接入底板的无人施工系统，其特征在于，上述施工机器人，包括：位置传感器(410)；以及距离传感器(420)。
基于本发明中利用接入底板的无人施工系统，来进行接入底板施工的方法，其特征在于，包括：第一步骤(S100)，对上述安装框架(10)、上述升降设施(50)和上述外围平板(60)进行施工；第二步骤(S200)，利用上述升降设施(50)将施工机器人移动至外围平板(60)。
在上述情形下，接入底板施工的方法，其特征在于，还包括：在上述第二步骤(S200)之后的第三步骤(S300)，利用上述垫板安装机器人(100)将上述垫板(20)安装于上述框架(10)；第四步骤(S400)，利用上述垫板安装机器人(200)将上述底板(30)安装在上述垫板(20)上；第五步骤(S500)，利用螺栓机器人(300)将螺栓(41)插入至插入孔(13)，并将上述底板(30)和上述垫板(20)相互结合。
并且，接入底板施工的方法，其特征在于，上述第四步骤(S400)，包括：调距步骤(S410)，将上述运输单元(210)和上述安装单元(220)调整靠近于上述安装位置(12)；以及安装步骤(S420)，利用上述第二安装臂(222)将装载于上述运输单元(210)上的上述底板(30)提升，并安装于上述安装位置(12)。
发明的效果
根据本发明，操作者无需进行危险的底板安装工作，自动化机器人可以安装垫板和底板，具有防止现场安全事故发生的效果。
根据本发明，通过利用机器人安装垫板以及底板，这样就可以迅速完成底板安装位置的选定及平整工作，从而节约工程费用，缩短工程时间。
根据本发明，通过利用机器人对大部分接入底板进行施工，这样能保证高水平的施工质量，具有这样的技术效果。
附图说明
图1是图示本发明实施例中接入底板施工过程的安装框架、升降设施及周边平板结构的平面图。
图2是图示本发明实施例中垫板安装机器人的第一安装臂的详细结构图。
图3是图示本发明实施例中垫板安装机器人的第二安装臂的详细结构图。
图4是图示本发明实施例中另外的螺栓机器人第三安装臂的详细结构图。
图5是图示施工机器人通过升降机构被引入至周边平板的状态图。
图6和图7是图示在对接入底板进行施工时，施工机器人被设置排列在安装框架附近的状态图。
图8至图11是图示垫板安装机器人将垫板附着至安装框架过程的附图。
图12至图20是图示垫板安装机器人将底板安装在垫板上部过程的附图。
图21至图22是螺栓机器人利用结合部件将底板和垫板结合的过程的附图。
图23是图示本发明实施例中用于无人施工的垫板的平面图。
(附图标记说明)
10：安装框架20：垫板
30：底板100：垫板安装机器人
200：底板安装机器人300：螺栓机器人
具体实施方式
基于本发明中的接入底板无人施工系统及利用该系统的接入底板施工方法的实施例，将参照附图对此进行详细说明。同时，在说明的过程中，对相同或对应的结构将赋予相同的附图编号，而对该部分的重复说明将被省略。
另外，以下内容中的第一、第二等用语只不过是为了区分相同或相对应的结构要素而使用的识别符号，相同或相对应的结构要素并不局限于第一、第二等类似的用语。
并且，所谓的结合是指在每个部件之间的接触关系中，不仅意味着每个部件之间物理直接接触的情况，而当其他部件被插入到各个组件之间时，也包括各个组件与其他组件相接触的情况。
本发明涉及一种系统和施工方法，其能够将接入底板以无人的形式进行施工。
基于本发明实施例中的接入底板无人施工系统，该接入底板包括：安装框架(10)；垫板(20)，附着于安装框架(10)上；以及和垫板(20)相结合的底板(30)。
安装框架(10)是从底面开始与底板(30)以一定间隔而分隔设置的基本骨架结构，在底板(30)下部形成下部空间，该空间结构主要用于安置其他各种设备以及空调系统。
垫板(20)作为结合在安装框架(10)上固定结构，设置于底板(30)一角的上部。通常情况下，底板(30)的四个角被放置在垫板(20)的上面而进行施工。
垫板(20)上可包括：搁置底板(30)边缘的搁置部(21)；划分相邻底板(20)边缘的引导部(22)；以及连接底板(30)和垫板(20)的螺栓(41)插入的贯通孔(23)结构(图23)。
垫板(20)不仅能将底板(30)与安装框架(10)相结合，同时还起到指定底板(10)安装位置的作用。
但当通过人力安装垫板(20)时，由于难以进行精确的水平调平和位置设定，在设置后又需要再次将底板(30)拆下并将垫板(20)固定，因此操作就变得复杂繁琐。在安装接入底板的过程中就难免花费大量的时间，同时对底板(30)必须执行两次安装，这样就容易导致安全事故的发生，以及对操作者的身体造成额外负担等一系列问题。
为了解决上述问题，在本发明中，通过利用无人机器人来执行接入底板的施工工作，这样就能将所需的垫板(20)的安装、底板(30)的安装以及垫板(20)与底板(30)的结合全过程，以无人的形式完成。
基于本发明实施例的无人施工系统包括：控制服务器(1)；以及通过有线通信或无线通信连接的施工机器人。
施工机器人是施工接入底板的客体，由控制服务器(1)进行操作和运行。控制服务器(1)包括用于操作和操作施工机器人的操作模块，并且控制服务器(1)还可以搭载在施工机器人的本体之上。
施工机器人可包括：垫板安装机器人(100)，将垫板(20)安装在安装框架(10)上；底板安装机器人(200)，将底板(30)安装在垫板(20)上；及螺栓机器人(300)，利用结合部件(40)将垫板(20)和底板(30)结合(图5)。
具体而言，垫板安装机器人(100)是将垫板(20)安装在安装框架(10)上的施工机器人(图8至图11)，其包括：第一传感器(110)，感知安装框架(10)上的垫板(20)安装位置(11)；第一安装臂(120)，将垫板(20)移动至安装位置(11)；第一运输工具(130)，将上述第一安装臂(120)移动；以及结合剂供应部(图2)，向垫板(20)的下面提供粘合剂。
第一传感器(110)包括视觉传感器等结构配置。
第一安装臂(120)是将垫板(20)抓握并移送至安装位置(11)的结构，其可以包括：吸附并抓握垫板(20)的第一抓握器(121)；以及第二抓握器(122)，包裹吸附于第一抓握器(121)上的垫板(20)的侧面和下面。
第一抓握器(121)通过真空吸附的方法，吸附并抓握垫板(20)的一个表面。
在吸附于第一抓握器(121)上的垫板(20)因外部冲击或错误而导致分离时，第二抓握器(122)作为一种安全装置，起到包裹垫板(20)的作用，这样就能避免与第一安装臂(120)产生分离。
为此，第二抓握器(122)可包括：从第一安装臂(120)的端部向下(a)突出而形成的第一引导部(122a)；以及从第一引导部(122a)向内侧(b)延伸而形成的第二引导部(122b)。
第一引导部(122a)可以对第一安装臂(120)进行铰链驱动。在这种情况下，第二引导部(122b)在垫板(20)吸附于第一抓握器(121)的状态下，向内侧(b)进行铰链驱动，从而包裹吸附于第一抓握器(121)的垫板(20)。与此作为对比的是，当垫板(20)与第一抓握器(121)分离时，就会铰链驱动至外侧(c)，使得从第一抓握器(121)分离的垫板(20)与第一安装臂(120)脱离。
垫板安装机器人(100)还可以包括：安装有第一安装臂(120)的主体(150)。在这种情况下，粘合剂供应部(140)设置在主体(150)上，粘合剂供应部(140)可以形成排出孔(141)，用于排出粘合剂。
第一安装臂(120)将装载于垫板装载部(150)上的垫板(20)抓握，使垫板(20)与排出孔(141)接触，以便将粘合剂涂抹在垫板(20)的粘合面上。
之后，第一安装臂(120)将垫板(20)移送，以便垫板(20)的粘合面与安装位置(11)相接触。
底板安装机器人(200)的作用是将底板(30)安装于垫板(20)的上部(图12至图20)。一般来说，底板(30)的边缘被安装在垫板(20)的搁置部(21)。
为此，底板安装机器人(200)可以包括：在装载着底板(30)的状态下搬运的运输单元(210)；以及将运输单元(210)上的底板(30)安装在垫板(20)上的安装单元(220)(图6)。
垫板(30)是高重量的大型建筑材料。因此，如果装载在一个施工机器人上运输，施工机器人也会变成大型化设备，施工效率就有可能降低。
为此，在本发明中，单独设置用于装载和运输垫板(30)的运输单元(210)，以执行在安装单元(220)附近装载和运输垫板(30)。
当然，根据不同的情况，运输单元(210)和安装单元(220)也可以由单一结构所构成。
安装单元(220)可以包括：第二传感器(221)，用于感知垫板(30)的安装位置(12)；第二安装臂(222)，用于将底板(30)移动到安装位置(12)；以及第二运输工具(230)(图3)，用于移动第二安装臂(222)。
与上述垫板安装机器人(100)的第一抓握器(121)和第二抓握器(122)相对应的结构，也可以设置在安装单元(220)的第二安装臂(222)上。在这种情况下，安装对象从垫板(20)就变成了底板(30)。
螺栓机器人(300)利用结合部件(40)将安装在垫板(20)上的底板(30)结合在一起(图21至图22)。
为此，螺栓机器人(300)可以包括：第三传感器(310)，感知结合部件(40)要插入的插入孔(13)；第三安装臂(320)，将结合部件(40)移动至插入孔(13)；以及第三运输工具(330)，能将第三安装臂(320)进行移动(图4)。
通常情况下，结合部件(40)是螺栓(41)，插入孔(13)形成于垫板(20)和上述底板(30)。在这种情况下，螺栓机器人(300)可以包括将螺栓(41)与插入孔(13)结合的螺栓部(340)。
包括垫板安装机器人(100)、底板安装机器人(200)及螺栓机器人(300)的施工机器人，又可分别包括：位置传感器(410)和距离传感器(420)。
本发明中接入底板无人施工系统，包括多个施工机器人。因此可以通过安装在每个施工机器人上的位置传感器(410)和距离传感器(420)，来控制某个施工机器人的位置、距离以及在该位置需要执行的工作内容。
控制服务器(1)中包含的操作模块，利用施工机器人的位置传感器(410)和距离传感器(420)生成的信息，来对施工机器人的操作内容进行定义。
以下内容是利用根据本发明中的接入底板无人施工系统，来对接入底板的施工方法进行具体的说明。
基于本发明中的接入底板的方法，其包括：第一步骤(S100)，对安装框架(10)、升降设施(50)和外围平板(60)进行施工；第二步骤(S200)，利用上述升降设施(50)将施工机器人移动至外围平板(60)；第三步骤(S300)，利用垫板安装机器人(100)将垫板(20)安装于框架(10)；第四步骤(S400)，利用底板安装机器人(30)将底板(30)安装在垫板(20)上；第五步骤(S500)，利用螺栓机器人(300)将螺栓(41)插入至插入孔(13)，并将垫板(20)和底板(30)相互结合。
在这种情况下，上述第四步骤(S400)可以包括：调距步骤(S410)，将运输单元(210)和安装单元(220)调整靠近于上述安装位置(12)；以及安装步骤(S420)，利用第二安装臂(222)将装载于运输单元(210)上的底板(30)提升，并安装在安装位置(12)上。
本发明中接入底板施工的方法具有以下效果：仅通过执行用于移动施工机器人的升降设施(50)和设置在安装框架(10)外围的外围平板(60)，就能使投入的人力最小化，之后通过施工机器人来对接入底板进行施工，这样就提高了接入底板的施工效率和质量，并显着减少了操作人员受伤或产生安全事故的担忧。
以上只是对本发明中可以实现的优选实施例进行了部分说明。因此，如上所述的本发明技术范围不应仅局限于上述实施例，上述于本发明的技术思想及其根本性的技术思想相关的内容都应包含在本发明的范围内。
工业上的可利用性
本发明中的接入底板施工相关技术，在产业上的利用性已经得到认可。

Claims (15)

1.一种接入底板的无人施工系统，其包括：安装框架(10)、安装在上述安装框架(10)上的垫板(20)，以及与上述垫板(20)结合的底板(30)，其特征在于，包括：
施工机器人，与控制服务器(1)以有线通信或无线通信的形式相连，
而上述施工机器人，包括：垫板安装机器人(100)，在上述安装框架(10)上安装上述垫板(20)；安装机器人(200)，在上述垫板(20)上安装上述底板(30)；以及螺栓机器人(340)，利用结合部件(40)将上述垫板(20)和上述底板(30)结合。
2.根据权利要求1所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述垫板安装机器人(100)，包括：第一传感器(110)，感知上述安装框架(10)上垫板(20)安装位置(11)；第一安装臂(120)，将上述垫板(20)移动至上述安装位置(11)；第一运输工具(130)，将上述第一安装臂(120)移动。
3.根据权利要求2所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述垫板安装机器人(100)，还包括：粘合剂供应部(140)，向上述垫板(20)的下部面提供粘合剂。
4.根据权利要求3所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述第一安装臂(120)，包括：第一抓握器(121)，吸附并抓握上述垫板(20)；以及
第二抓握器(122)，包裹吸附于上述第一抓握器(121)上的垫板(20)的侧面和下部面。
5.根据权利要求4所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述第一抓握器(121)是利用真空吸附的方式；
上述第二抓握器(122)包括：第一引导部(122a)，从上述第一安装臂(120)的端部向下(a)突出而形成；以及第二引导部(122b)，从上述第一引导部(122a)向内侧(b)延伸而形成，
上述第一引导部(122a)相对于上述第一安装臂(120)可以铰链驱动。
6.根据权利要求5所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述第二引导部(122b)，在上述垫板(20)吸附于上述第一抓握器(121)的状态下，向内侧(b)进行链驱动，在上述垫板(20)从上述第一抓握器(121)分离的状态下，向外侧(c)进行铰链驱动。
7.根据权利要求6所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述垫板安装机器人(100)，还包括：安装上述第一安装臂(120)的本体(150)，
上述粘合剂供应部(140)，设置于上述本体(150)上；
上述粘合剂供应部(140)，形成排出孔(141)，用于排出粘合剂。
8.根据权利要求6所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述底板安装机器人(200)，包括：运输单元(210)，在装载着上述底板(30)的状态下进行搬运；以及安装单元(220)，将上述运输单元(210)上的上述底板(30)安装于上述垫板(20)。
9.根据权利要求8所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述安装单元(220)，包括：第二传感器(221)，用于感知上述垫板(30)的安装位置(12)；第二安装臂(222)，用于将上述底板(30)移动至上述安装位置(12)；以及第二运输工具(230)，用于移动上述第二安装臂(222)。
10.根据权利要求9所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述螺栓机器人(300)包括：第三传感器(310)，感知结合部件(40)要插入的插入孔(13)；第三安装臂(320)，将结合部件(40)移动至插入孔(13)；以及第三运输工具(330)，能将第三安装臂(320)进行移动。
11.根据权利要求10所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述结合部件(40)是螺栓(41)，上述插入孔(13)形成于上述垫板(20)和上述底板(30)，
上述螺栓机器人(300)还包括：将上述螺栓(41)与上述插入孔(13)相结合的螺栓部(340)。
12.根据权利要求11所述的接入底板的无人施工系统，其特征在于，
上述施工机器人，包括：位置传感器(410)；以及距离传感器(420)。
13.一种利用基于权利要求12的接入底板的无人施工系统，来进行接入底板施工的方法，其特征在于，包括：
第一步骤(S100)，对上述安装框架(10)、上述升降设施(50)和上述外围平板(60)进行施工；
第二步骤(S200)，利用上述升降设施(50)将施工机器人移动至外围平板(60)。
14.根据权利要求13所述的接入底板施工的方法，其特征在于，
还包括：在上述第二步骤(S200)之后的第三步骤(S300)，利用上述垫板安装机器人(100)将上述垫板(20)安装于上述框架(10)；
第四步骤(S400)，利用上述垫板安装机器人(200)将上述底板(30)安装在上述垫板(20)上；
第五步骤(S500)，利用螺栓机器人(300)将螺栓(41)插入至插入孔(13)，并将上述底板(30)和上述垫板(20)相互结合。
15.根据权利要求14所述的接入底板施工的方法，其特征在于，
上述第四步骤(S400)，包括：调距步骤(S410)，将上述运输单元(210)和上述安装单元(220)调整靠近于上述安装位置(12)；以及
安装步骤(S420)，利用上述第二安装臂(222)将装载于上述运输单元(210)上的上述底板(30)提升，并安装于上述安装位置(12)。
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