CN116197882A - 一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手及其使用方法，属于机械手技术领域，包括底座、定位座、延伸架、外壳、反向抓取机构和反向伸缩机构；其中：下滑壳设置于底座的上侧，其表面滑动连接有上滑壳，上滑壳的顶部固定连接有安装座，其与底座之间设置有水平转向机构，通过水平转向机构可水平转动下滑壳的角度；定位座设置于安装座的一侧，其与安装座之间设置有直线伸缩机构；本发明通过直线伸缩机构可调节定位座的高度和延伸长度，通过多齿夹爪的齿伸入矩管的下侧，使矩管在多齿夹爪阻挡下不会掉落，有效避免矩管掉落导致的工程事故发生，从而可有效确保施工人员的安全。

Description

一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手及其使用方法

技术领域

本发明属于机械手技术领域，具体涉及一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手及其使用方法。

背景技术

机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

现有技术中公开了申请号为CN201810056299.0的中国专利，公开了一种自适应长度的矩管抓取机械手及供料器，右伺服电机、左伺服电机和平移伺服电机驱动机械手位于供料器一内纵筋一的正上方，升降伺服电机驱动机械手下降，对中伺服电机通电两个对中碰面把内纵筋一夹紧在中间，夹紧伺服电机通电使两个夹爪带动两个手指同步闭合，把内纵筋一紧紧抓住，然后再上升、平移、下降至把内纵筋一放置到位。本发明节省人工，提高焊接效率和精确度，降低公司的制造成本和人工成本，适应于多种长度和宽度的矩管，提高互换性，焊好的一批窗护栏不必作记号和配做。

上述方案中的机械手能够抓取多种长度和宽度的矩管，但是在建筑工程施工单位中，矩管一般摆放在地面上，需要一批一批地抓取摆放到目的地，因此上述方案不适合在建筑施工单位使用，因为其不能根据需要抓取多数量的矩管，抓取后没有保险措施，若掉落会造成工程事故，具有一定的危险性，而且矩管的两端是镂空结构，在工地中容易进水进灰，需要人工清理耽误时间，为此我们提供一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手及其使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手及其使用方法，旨在解决背景技术中存在的至少一个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，包括：

底座；

下滑壳，其设置于底座的上侧，其表面滑动连接有上滑壳，所述上滑壳的顶部固定连接有安装座，其与底座之间设置有水平转向机构，通过水平转向机构可水平转动下滑壳的角度；

定位座，其设置于安装座的一侧，其与安装座之间设置有直线伸缩机构，通过直线伸缩机构可调节定位座的高度和延伸长度；

延伸架，其设置于定位座的侧部，其与定位座之间设置有纵向转向机构，通过纵向转向机构可纵向转动延伸架；

外壳，其设置有两个并位于延伸架的两侧；

反向抓取机构，其设置有两组，并对称设置于两个外壳相远离一侧，其通过反向移动的方式夹持矩管的两侧；以及

反向伸缩机构，其设置于延伸架内，其通过驱动两个外壳反向移动，继而调节两组反向抓取机构之间的距离。

作为本发明一种优选的方案，所述纵向转向机构包括第二轴承组、纵向轴、从动齿轮、第二电机和主动齿轮，所述定位座靠近延伸架的一侧设置有安装孔，所述第二轴承组位于安装孔内，所述纵向轴的一端转动连接于第二轴承组内，所述纵向轴的另一端固定连接于延伸架，所述从动齿轮固定连接于纵向轴的一端，所述第二电机固定连接于定位座的底部，所述主动齿轮固定连接于第二电机的输出端，所述主动齿轮与从动齿轮相啮合。

作为本发明一种优选的方案，所述延伸架的两端均固定连接有侧板，所述延伸架的上下两侧均设置有深孔位，所述反向伸缩机构包括：

滚珠丝杆，其设置有两个，其均转动连接于两个侧板之间，其圆周表面均螺纹连接有丝杆套；

直板，其设置有两个，其分别滑动贯穿不同侧板并向外延伸；

直杆，其设置有两个，其分别滑动连接于深孔位内；

同步齿轮，其设置有两个，其分别固定连接于对应滚珠丝杆的一端，其相互啮合；以及

第三电机，其固定连接于其中一个侧板的侧部，其输出端固定连接于其中一个同步齿轮。

作为本发明一种优选的方案，两个所述直板和直杆相远离一端分别固定连接于不同外壳相靠近一侧，两个所述外壳相远离一侧均固定连接有封板，两个所述封板相远离一侧均固定连接有钢板，每个所述外壳的侧部均设置有滑槽。

作为本发明一种优选的方案，两组所述反向抓取机构均包括：

第四电机，其固定连接于外壳靠近延伸架一侧；

错位齿轮，其设置有两个，其均转动连接于外壳的内壁与封板之间，其相互啮合，所述第四电机的输出端固定连接于其中一个错位齿轮；

齿条，其设置有两个，其分别滑动贯穿不同滑槽内并向外反向延伸，其分别与相靠近错位齿轮相啮合；以及

第二伸缩架，其设置有两个，其分别固定连接于不同齿条相远离一端，其内部均固定连接有第一电动推杆，其相靠近一侧均设置有弹性部，其与第一电动推杆的伸长端均固定连接有多齿夹爪。

作为本发明一种优选的方案，两个所述钢板的顶部均固定连接有第二电动推杆，两个所述第二电动推杆的伸长端均固定连接有小型夹爪。

作为本发明一种优选的方案，所述水平转向机构包括第一轴承组、盖圈、中心轴、第一齿轮、顶盘、第一电机和第二齿轮，所述第一轴承组位于底座内，所述盖圈固定连接于底座的顶部，所述中心轴转动连接于第一轴承组内，所述顶盘固定连接于中心轴的顶部，所述下滑壳固定连接于顶盘的顶部，所述第一齿轮固定连接于中心轴的圆周表面，所述第一电机固定连接于盖圈的顶部，所述第二齿轮固定连接于第一电机的输出端，所述第二齿轮与第一齿轮相啮合。

作为本发明一种优选的方案，所述直线伸缩机构包括第一液压缸、第二液压缸和第一伸缩架，所述第一液压缸固定连接于下滑壳下内壁，所述第一液压缸的伸长端固定连接于上滑壳的上内壁，所述第二液压缸和第一伸缩架的底部均固定连接于安装座的顶部，所述第二液压缸和第一伸缩架的伸长端均固定连接于定位座。

作为本发明一种优选的方案，所述多齿夹爪的齿末端呈倾斜结构，且位于同侧的两个多齿夹爪齿与空隙之间可相互啮合，所述弹性部为弹性海绵材质。

一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手的使用方法，包括如下步骤：

S1、当需要抓取移动矩管时，首先通过第一电机的输出端带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第一齿轮减速转动，第一齿轮带动中心轴转动，继而带动下滑壳水平转动，使反向抓取机构移动至靠近矩管的一侧；

S2、然后通过直线移动反向抓取机构，使其位置能够靠近矩管进行下一步操作，具体如下：

S21、控制第一液压缸的伸长端推动上滑壳升降，上滑壳推动安装座升降，使反向抓取机构的高度发生变化；

S22、控制第二液压缸的伸长端推动定位座直线移动，定位座带动延伸架直线移动，使反向抓取机构与底座的距离发生变化；

S23、通过S21和S23配合操作，使延伸架移动至矩管的正上方，并且同侧两个弹性部位于矩管的两侧；

S3、此时同步启动两个第四电机，在每组反向抓取机构中，通过第四电机的输出端带动与其固定的错位齿轮转动，在啮合的作用下，两个错位齿轮反向转动，即带动两个齿条反向移动，两个齿条带动两个第二伸缩架反向移动，最后带动两个多齿夹爪相互靠近，使多齿夹爪被夹持于两个弹性部之间，并且多齿夹爪的齿伸入矩管的下侧，使矩管在多齿夹爪阻挡下不会掉落；

S4、当需要抓取码垛的矩管时，控制齿条反向移动可带动两个多齿夹爪相互远离，调节两个多齿夹爪之间距离，继而调节多齿夹爪的可夹持宽度，通过第一电动推杆的伸长端推动多齿夹爪向下移动，使多齿夹爪与外壳之间的距离延长，继而可调节多齿夹爪的可夹持高度，以实现抓取码垛的矩管，增大抓取单次数量；

S5、当需要抓取矩管的两端时，在延伸架移动至矩管上侧后，通过第三电机的输出端带动滚珠丝杆转动，在啮合的作用下，两个同步齿轮反向转动，继而带动两个滚珠丝杆反向转动，使两个丝杆套反向移动，两个直板跟随丝杆套反向移动，最后带动两个外壳反向移动，使两个小型夹爪之间的距离大于矩管的长度，然后控制两个第二电动推杆的伸长端推动小型夹爪向下移动，待两个小型夹爪靠近矩管的两端后，控制两个外壳相互靠近，使两个小型夹爪插入矩管的两端，继而从两端将矩管抓取，配合S3使用，两种方式抓取矩管，适应不同的使用需求；

S6、通过第二电机的输出端带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动纵向轴转动，从动齿轮带动延伸架转动，在矩管的两端被夹持后，可纵向旋转矩管，使矩管处于倾斜角度，可清理矩管内部的积水和灰尘，辅助工作人员使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本方案中通过第四电机的输出端带动与其固定的错位齿轮转动，最后带动两个多齿夹爪相互靠近，使多齿夹爪被夹持于两个弹性部之间，并且多齿夹爪的齿伸入矩管的下侧，使矩管在多齿夹爪阻挡下不会掉落，有效避免矩管掉落导致的工程事故发生，从而有效确保施工人员的安全，并且同侧错位齿轮和齿条错合设计，能够更大调节齿条的移动距离，使多齿夹爪之间距离能够移动更近和更远，移动更近时同侧多齿夹爪的齿可插入对方的空隙中，继而缩短多齿夹爪之间的最小距离，以抓取宽度更小的矩管，同理多齿夹爪相互远离时，齿条能够支撑多齿夹爪移动一定长度，使多齿夹爪能够抓取更宽或者多个并排的矩管，施工人员可根据实际情况进行选择使用，可有效提高工作效率，并且反向抓取机构设置有两组，对比现有单臂抓取，矩管受力更加均匀，摩擦力更大更加平稳，避免矩管歪斜滑落的情况发生。

2、本方案中通过第三电机的输出端带动滚珠丝杆转动，最后带动两个外壳反向移动，使两个小型夹爪之间的距离大于矩管的长度，待两个小型夹爪靠近矩管的两端后，控制两个外壳相互靠近，使两个小型夹爪插入矩管的两端，继而从两端将矩管抓取，两种方式抓取矩管，适应不同的使用需求，此时通过第二电机的输出端带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动纵向轴转动，从动齿轮带动延伸架转动，在矩管的两端被夹持后，可纵向旋转矩管，使矩管处于倾斜角度，可清理矩管内部的积水和灰尘，辅助工作人员使用。

3、本方案在矩管的两端被夹持后，可纵向旋转矩管，使矩管处于倾斜角度，可清理矩管内部的积水和灰尘，任意调节矩管的纵向角度，方便施工时竖向摆放，辅助工作人员使用，以提高施工效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明所述矩管抓取机械手的第一立体图；

图2为本发明所述矩管抓取机械手的第二立体图；

图3为本发明所述底座处的剖视图；

图4为本发明所述底座处的爆炸图；

图5为本发明所述第一伸缩架的结构示意图；

图6为本发明所述纵向转向机构处爆炸图；

图7为本发明的延伸架处的爆炸图；

图8为本发明图7的A处放大图；

图9为本发明所述外壳和所述反向抓取机构的结构示意图；

图10为本发明所述外壳和所述反向抓取机构的爆炸图。

图中标号说明：

1、底座；

2、水平转向机构；201、第一轴承组；202、盖圈；203、中心轴；204、第一齿轮；205、顶盘；206、第一电机；207、第二齿轮；

3、下滑壳；301、上滑壳；302、安装座；

4、直线伸缩机构；401、第一液压缸；402、第二液压缸；403、第一伸缩架；

5、定位座；501、安装孔；

6、纵向转向机构；601、第二轴承组；602、纵向轴；603、从动齿轮；604、第二电机；605、主动齿轮；

7、延伸架；701、侧板；702、深孔位；

8、反向伸缩机构；801、滚珠丝杆；802、丝杆套；803、直板；804、直杆；805、第三电机；806、同步齿轮；

9、外壳；901、封板；902、钢板；903、滑槽；

10、反向抓取机构；1001、第四电机；1002、错位齿轮；1003、齿条；1004、第二伸缩架；1005、第一电动推杆；1006、多齿夹爪；1007、弹性部；

11、第二电动推杆；12、小型夹爪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：请参阅图1-图10，本实施例提供的技术方案如下：

一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，包括底座1、定位座5、延伸架7、外壳9、反向抓取机构10和反向伸缩机构8；其中：下滑壳3设置于底座1的上侧，其表面滑动连接有上滑壳301，上滑壳301的顶部固定连接有安装座302，其与底座1之间设置有水平转向机构2，通过水平转向机构2可水平转动下滑壳3的角度；定位座5设置于安装座302的一侧，其与安装座302之间设置有直线伸缩机构4，通过直线伸缩机构4可调节定位座5的高度和延伸长度；延伸架7设置于定位座5的侧部，其与定位座5之间设置有纵向转向机构6，通过纵向转向机构6可纵向转动延伸架7；外壳9设置有两个并位于延伸架7的两侧；反向抓取机构10设置有两组，并对称设置于两个外壳9相远离一侧，其通过反向移动的方式夹持矩管的两侧；反向伸缩机构8设置于延伸架7内，其通过驱动两个外壳9反向移动，继而调节两组反向抓取机构10之间的距离。

在本发明的具体实施例中，底座1周围设置有圆孔，用于安装螺栓对底座1进行固定，第一轴承组201、第一齿轮204和第二齿轮207均位于底座1内部，第一轴承组201用于辅助中心轴203平稳转动，第一齿轮204固定在中心轴203的圆周表面，使用时通过第一电机206的输出端带动第二齿轮207转动，第二齿轮207带动第一齿轮204转动，最后带动反向抓取机构10以底座1为圆心转动，从而水平转动调节反向抓取机构10的角度，第一液压缸401位于下滑壳3内，通过第一液压缸401的伸长端可推动上滑壳301上下移动，上滑壳301带动安装座302上下移动，同时通过第二液压缸402的伸长端可推动定位座5直线移动，定位座5带动延伸架7直线一点，从而升降调节反向抓取机构10的高度和位移距离，配合水平转动调节反向抓取机构10的角度，实现灵活控制反向抓取机构10的位置，移动高度、角度和距离均可调节设计，可有效适用于施工单位的复杂环境，实用性更强；

具体的，纵向转向机构6包括第二轴承组601、纵向轴602、从动齿轮603、第二电机604和主动齿轮605，定位座5靠近延伸架7的一侧设置有安装孔501，第二轴承组601位于安装孔501内，纵向轴602的一端转动连接于第二轴承组601内，纵向轴602的另一端固定连接于延伸架7，从动齿轮603固定连接于纵向轴602的一端，第二电机604固定连接于定位座5的底部，主动齿轮605固定连接于第二电机604的输出端，主动齿轮605与从动齿轮603相啮合。

在本发明的具体实施例中，如图6所示，第二轴承组601用于支撑纵向轴602转动，从动齿轮603位于定位座5内，通过第二电机604的输出端带动主动齿轮605转动，主动齿轮605带动从动齿轮603转动，从动齿轮603带动纵向轴602转动，从动齿轮603带动延伸架7转动，在矩管的两端被夹持后，可纵向旋转矩管，使矩管处于倾斜角度，可清理矩管内部的积水和灰尘，任意调节矩管的纵向角度，方便施工时竖向摆放，辅助工作人员使用，以提高施工效率。

具体的，多齿夹爪1006的齿末端呈倾斜结构，且位于同侧的两个多齿夹爪1006齿与空隙之间可相互啮合，弹性部1007为弹性海绵材质。

在本发明的具体实施例中，同侧的两个多齿夹爪1006齿与空隙之间可相互啮合，可缩短两个多齿夹爪1006靠近后的最短距离，即可抓取更小宽度的矩管，适配不同宽度，弹性部1007可增大与矩管的摩擦力，使矩管夹持后更加稳定，同时减少矩管表面受到硬性接触的磨损。

具体的，延伸架7的两端均固定连接有侧板701，延伸架7的上下两侧均设置有深孔位702，反向伸缩机构8包括：

滚珠丝杆801，其设置有两个，其均转动连接于两个侧板701之间，其圆周表面均螺纹连接有丝杆套802；

直板803，其设置有两个，其分别滑动贯穿不同侧板701并向外延伸；

直杆804，其设置有两个，其分别滑动连接于深孔位702内；

同步齿轮806，其设置有两个，其分别固定连接于对应滚珠丝杆801的一端，其相互啮合；以及

第三电机805，其固定连接于其中一个侧板701的侧部，其输出端固定连接于其中一个同步齿轮806；

优选的，两个直板803和直杆804相远离一端分别固定连接于不同外壳9相靠近一侧，两个外壳9相远离一侧均固定连接有封板901，两个封板901相远离一侧均固定连接有钢板902，每个外壳9的侧部均设置有滑槽903。

在本发明的具体实施例中，侧板701用于封装延伸架7的两端，深孔位702用于限制直杆804滑动，如图7和图8所示，两个同步齿轮806相互啮合，使其中一个滚珠丝杆801转动时，另一个丝杆套802反向转动，从而带动两个丝杆套802反向移动，且丝杆套802的位置靠近延伸架7的两端，使直板803能够移动较长距离，两个直板803延伸至最大距离后，使两个外壳9之间的距离接近延伸架7的三倍长度，从而能够适配矩管的不同长度，当需要抓取矩管的两端时，在延伸架7移动至矩管上侧后，通过第三电机805的输出端带动滚珠丝杆801转动，在啮合的作用下，两个同步齿轮806反向转动，继而带动两个滚珠丝杆801反向转动，使两个丝杆套802反向移动，两个直板803跟随丝杆套802反向移动，最后带动两个外壳9反向移动，使两个小型夹爪12之间的距离大于矩管的长度，然后控制两个第二电动推杆11的伸长端推动小型夹爪12向下移动，待两个小型夹爪12靠近矩管的两端后，控制两个外壳9相互靠近，使两个小型夹爪12插入矩管的两端，继而从两端将矩管抓取，且初始状态下小型夹爪12位于多齿夹爪1006的上侧，多齿夹爪1006抓取时不会碰到小型夹爪12，使用时小型夹爪12向下移动，结构合理简单高效，每个外壳9与一个直板803和直杆804连接，且直板803和直杆804均被限位，使外壳9结构更加稳固，延长使用寿命。

具体的，两组反向抓取机构10均包括：

第四电机1001，其固定连接于外壳9靠近延伸架7一侧；

错位齿轮1002，其设置有两个，其均转动连接于外壳9的内壁与封板901之间，其相互啮合，第四电机1001的输出端固定连接于其中一个错位齿轮1002；

齿条1003，其设置有两个，其分别滑动贯穿不同滑槽903内并向外反向延伸，其分别与相靠近错位齿轮1002相啮合；以及

第二伸缩架1004，其设置有两个，其分别固定连接于不同齿条1003相远离一端，其内部均固定连接有第一电动推杆1005，其相靠近一侧均设置有弹性部1007，其与第一电动推杆1005的伸长端均固定连接有多齿夹爪1006。

在本发明的具体实施例中，如图9和图10所示，滑槽903用于限制齿条1003滑动，齿条1003贯穿外壳9的两侧，弹性部1007弧形设计，可增大与矩管的接触面积，从而增加摩擦力，起到防滑的作用，避免矩管歪斜滑落，使用时通过第四电机1001的输出端带动与其固定的错位齿轮1002转动，在啮合的作用下，两个错位齿轮1002反向转动，即带动两个齿条1003反向移动，两个齿条1003带动两个第二伸缩架1004反向移动，最后带动两个多齿夹爪1006相互靠近，使矩管被夹持于两个弹性部1007之间，并且多齿夹爪1006的齿伸入矩管的下侧，使矩管在多齿夹爪1006阻挡下不会掉落，且当需要抓取码垛的矩管时，控制齿条1003反向移动可带动两个多齿夹爪1006相互远离，调节两个多齿夹爪1006之间距离，继而调节多齿夹爪1006的可夹持宽度，通过第一电动推杆1005的伸长端推动多齿夹爪1006向下移动，使多齿夹爪1006与外壳9之间的距离延长，继而可调节多齿夹爪1006的可夹持高度，以实现抓取码垛的矩管，增大抓取单次数量，可有效提高工作效率。

具体的，两个钢板902的顶部均固定连接有第二电动推杆11，两个第二电动推杆11的伸长端均固定连接有小型夹爪12。

在本发明的具体实施例中，小型夹爪12的宽度较小，可插入矩管两端内部，从控制两个第二电动推杆11的伸长端推动小型夹爪12向下移动，待两个小型夹爪12靠近矩管的两端后，控制两个外壳9相互靠近，使两个小型夹爪12插入矩管的两端，继而从两端将矩管抓取，适应不同的使用需求。

具体的，水平转向机构2包括第一轴承组201、盖圈202、中心轴203、第一齿轮204、顶盘205、第一电机206和第二齿轮207，第一轴承组201位于底座1内，盖圈202固定连接于底座1的顶部，中心轴203转动连接于第一轴承组201内，顶盘205固定连接于中心轴203的顶部，下滑壳3固定连接于顶盘205的顶部，第一齿轮204固定连接于中心轴203的圆周表面，第一电机206固定连接于盖圈202的顶部，第二齿轮207固定连接于第一电机206的输出端，第二齿轮207与第一齿轮204相啮合。

在本发明的具体实施例中，第一轴承组201、第一齿轮204和第二齿轮207均位于底座1内部，第一轴承组201用于辅助中心轴203平稳转动，第一齿轮204固定在中心轴203的圆周表面，使用时通过第一电机206的输出端带动第二齿轮207转动，第二齿轮207的直径小于第一齿轮204，第二齿轮207带动第一齿轮204减速转动，第一齿轮204带动顶盘205转动，下滑壳3固定在顶盘205的顶部，从而带动下滑壳3转动，最后带动反向抓取机构10以底座1为圆心转动，从而水平转动调节反向抓取机构10的角度。

具体的，直线伸缩机构4包括第一液压缸401、第二液压缸402和第一伸缩架403，第一液压缸401固定连接于下滑壳3下内壁，第一液压缸401的伸长端固定连接于上滑壳301的上内壁，第二液压缸402和第一伸缩架403的底部均固定连接于安装座302的顶部，第二液压缸402和第一伸缩架403的伸长端均固定连接于定位座5。

在本发明的具体实施例中，第一液压缸401至少设置有两个，均位于下滑壳3的内部，通过控制第一液压缸401的伸长端推动上滑壳301升降，上滑壳301推动安装座302升降，使反向抓取机构10的高度发生变化，控制第二液压缸402的伸长端推动定位座5直线移动，定位座5带动延伸架7直线移动，使反向抓取机构10与底座1的距离发生变化，通过上述配合操作，可使延伸架7移动至矩管的正上方，并且同侧两个弹性部1007位于矩管的两侧。

为了便于理解本实施例中所述的矩管抓取机械手的工作过程或工作原理，以下对其使用方法作详细的说明：

一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手的使用方法，包括如下步骤：

S1、当需要抓取移动矩管时，首先通过第一电机206的输出端带动第二齿轮207转动，第二齿轮207带动第一齿轮204减速转动，第一齿轮204带动中心轴203转动，继而带动下滑壳3水平转动，使反向抓取机构10移动至靠近矩管的一侧；

S2、然后通过直线移动反向抓取机构10，使其位置能够靠近矩管进行下一步操作，具体如下：

S21、控制第一液压缸401的伸长端推动上滑壳301升降，上滑壳301推动安装座302升降，使反向抓取机构10的高度发生变化；

S22、控制第二液压缸402的伸长端推动定位座5直线移动，定位座5带动延伸架7直线移动，使反向抓取机构10与底座1的距离发生变化；

S23、通过S21和S23配合操作，使延伸架7移动至矩管的正上方，并且同侧两个弹性部1007位于矩管的两侧；

S3、此时同步启动两个第四电机1001，在每组反向抓取机构10中，通过第四电机1001的输出端带动与其固定的错位齿轮1002转动，在啮合的作用下，两个错位齿轮1002反向转动，即带动两个齿条1003反向移动，两个齿条1003带动两个第二伸缩架1004反向移动，最后带动两个多齿夹爪1006相互靠近，使多齿夹爪1006被夹持于两个弹性部1007之间，并且多齿夹爪1006的齿伸入矩管的下侧，使矩管在多齿夹爪1006阻挡下不会掉落；

S4、当需要抓取码垛的矩管时，控制齿条1003反向移动可带动两个多齿夹爪1006相互远离，调节两个多齿夹爪1006之间距离，继而调节多齿夹爪1006的可夹持宽度，通过第一电动推杆1005的伸长端推动多齿夹爪1006向下移动，使多齿夹爪1006与外壳9之间的距离延长，继而可调节多齿夹爪1006的可夹持高度，以实现抓取码垛的矩管，增大抓取单次数量；

S5、当需要抓取矩管的两端时，在延伸架7移动至矩管上侧后，通过第三电机805的输出端带动滚珠丝杆801转动，在啮合的作用下，两个同步齿轮806反向转动，继而带动两个滚珠丝杆801反向转动，使两个丝杆套802反向移动，两个直板803跟随丝杆套802反向移动，最后带动两个外壳9反向移动，使两个小型夹爪12之间的距离大于矩管的长度，然后控制两个第二电动推杆11的伸长端推动小型夹爪12向下移动，待两个小型夹爪12靠近矩管的两端后，控制两个外壳9相互靠近，使两个小型夹爪12插入矩管的两端，继而从两端将矩管抓取，配合S3使用，两种方式抓取矩管，适应不同的使用需求；

S6、通过第二电机604的输出端带动主动齿轮605转动，主动齿轮605带动从动齿轮603转动，从动齿轮603带动纵向轴602转动，从动齿轮603带动延伸架7转动，在矩管的两端被夹持后，可纵向旋转矩管，使矩管处于倾斜角度，可清理矩管内部的积水和灰尘，辅助工作人员使用。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，其特征在于，包括：

底座（1）；

下滑壳（3），其设置于底座（1）的上侧，其表面滑动连接有上滑壳（301），所述上滑壳（301）的顶部固定连接有安装座（302），其与底座（1）之间设置有水平转向机构（2），通过水平转向机构（2）可水平转动下滑壳（3）的角度；

定位座（5），其设置于安装座（302）的一侧，其与安装座（302）之间设置有直线伸缩机构（4），通过直线伸缩机构（4）可调节定位座（5）的高度和延伸长度；

延伸架（7），其设置于定位座（5）的侧部，其与定位座（5）之间设置有纵向转向机构（6），通过纵向转向机构（6）可纵向转动延伸架（7）；

外壳（9），其设置有两个并位于延伸架（7）的两侧；

反向抓取机构（10），其设置有两组，并对称设置于两个外壳（9）相远离一侧，其通过反向移动的方式夹持矩管的两侧；以及

反向伸缩机构（8），其设置于延伸架（7）内，其通过驱动两个外壳（9）反向移动，继而调节两组反向抓取机构（10）之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，其特征在于，所述纵向转向机构（6）包括第二轴承组（601）、纵向轴（602）、从动齿轮（603）、第二电机（604）和主动齿轮（605），所述定位座（5）靠近延伸架（7）的一侧设置有安装孔（501），所述第二轴承组（601）位于安装孔（501）内，所述纵向轴（602）的一端转动连接于第二轴承组（601）内，所述纵向轴（602）的另一端固定连接于延伸架（7），所述从动齿轮（603）固定连接于纵向轴（602）的一端，所述第二电机（604）固定连接于定位座（5）的底部，所述主动齿轮（605）固定连接于第二电机（604）的输出端，所述主动齿轮（605）与从动齿轮（603）相啮合。

3.根据权利要求2所述的一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，其特征在于，所述延伸架（7）的两端均固定连接有侧板（701），所述延伸架（7）的上下两侧均设置有深孔位（702），所述反向伸缩机构（8）包括：

滚珠丝杆（801），其设置有两个，其均转动连接于两个侧板（701）之间，其圆周表面均螺纹连接有丝杆套（802）；

直板（803），其设置有两个，其分别滑动贯穿不同侧板（701）并向外延伸；

直杆（804），其设置有两个，其分别滑动连接于深孔位（702）内；

同步齿轮（806），其设置有两个，其分别固定连接于对应滚珠丝杆（801）的一端，其相互啮合；以及

第三电机（805），其固定连接于其中一个侧板（701）的侧部，其输出端固定连接于其中一个同步齿轮（806）。

4.根据权利要求3所述的一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，其特征在于，两个所述直板（803）和直杆（804）相远离一端分别固定连接于不同外壳（9）相靠近一侧，两个所述外壳（9）相远离一侧均固定连接有封板（901），两个所述封板（901）相远离一侧均固定连接有钢板（902），每个所述外壳（9）的侧部均设置有滑槽（903）。

5.根据权利要求4所述的一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，其特征在于，两组所述反向抓取机构（10）均包括：

第四电机（1001），其固定连接于外壳（9）靠近延伸架（7）一侧；

错位齿轮（1002），其设置有两个，其均转动连接于外壳（9）的内壁与封板（901）之间，其相互啮合，所述第四电机（1001）的输出端固定连接于其中一个错位齿轮（1002）；

齿条（1003），其设置有两个，其分别滑动贯穿不同滑槽（903）内并向外反向延伸，其分别与相靠近错位齿轮（1002）相啮合；以及

第二伸缩架（1004），其设置有两个，其分别固定连接于不同齿条（1003）相远离一端，其内部均固定连接有第一电动推杆（1005），其相靠近一侧均设置有弹性部（1007），其与第一电动推杆（1005）的伸长端均固定连接有多齿夹爪（1006）。

6.根据权利要求5所述的一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，其特征在于，两个所述钢板（902）的顶部均固定连接有第二电动推杆（11），两个所述第二电动推杆（11）的伸长端均固定连接有小型夹爪（12）。

7.根据权利要求6所述的一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，其特征在于，所述水平转向机构（2）包括第一轴承组（201）、盖圈（202）、中心轴（203）、第一齿轮（204）、顶盘（205）、第一电机（206）和第二齿轮（207），所述第一轴承组（201）位于底座（1）内，所述盖圈（202）固定连接于底座（1）的顶部，所述中心轴（203）转动连接于第一轴承组（201）内，所述顶盘（205）固定连接于中心轴（203）的顶部，所述下滑壳（3）固定连接于顶盘（205）的顶部，所述第一齿轮（204）固定连接于中心轴（203）的圆周表面，所述第一电机（206）固定连接于盖圈（202）的顶部，所述第二齿轮（207）固定连接于第一电机（206）的输出端，所述第二齿轮（207）与第一齿轮（204）相啮合。

8.根据权利要求7所述的一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，其特征在于，所述直线伸缩机构（4）包括第一液压缸（401）、第二液压缸（402）和第一伸缩架（403），所述第一液压缸（401）固定连接于下滑壳（3）下内壁，所述第一液压缸（401）的伸长端固定连接于上滑壳（301）的上内壁，所述第二液压缸（402）和第一伸缩架（403）的底部均固定连接于安装座（302）的顶部，所述第二液压缸（402）和第一伸缩架（403）的伸长端均固定连接于定位座（5）。

9.根据权利要求8所述的一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，其特征在于，所述多齿夹爪（1006）的齿末端呈倾斜结构，且位于同侧的两个多齿夹爪（1006）齿与空隙之间可相互啮合，所述弹性部（1007）为弹性海绵材质。

10.一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手的使用方法，应用于上述权利要求9所述的一种建筑工程施工用的矩管抓取机械手，其特征在于，包括如下步骤：

S1、当需要抓取移动矩管时，首先通过第一电机（206）的输出端带动第二齿轮（207）转动，第二齿轮（207）带动第一齿轮（204）减速转动，第一齿轮（204）带动中心轴（203）转动，继而带动下滑壳（3）水平转动，使反向抓取机构（10）移动至靠近矩管的一侧；

S2、然后通过直线移动反向抓取机构（10），使其位置能够靠近矩管进行下一步操作，具体如下：

S21、控制第一液压缸（401）的伸长端推动上滑壳（301）升降，上滑壳（301）推动安装座（302）升降，使反向抓取机构（10）的高度发生变化；

S22、控制第二液压缸（402）的伸长端推动定位座（5）直线移动，定位座（5）带动延伸架（7）直线移动，使反向抓取机构（10）与底座（1）的距离发生变化；

S23、通过S21和S23配合操作，使延伸架（7）移动至矩管的正上方，并且同侧两个弹性部（1007）位于矩管的两侧；

S3、此时同步启动两个第四电机（1001），在每组反向抓取机构（10）中，通过第四电机（1001）的输出端带动与其固定的错位齿轮（1002）转动，在啮合的作用下，两个错位齿轮（1002）反向转动，即带动两个齿条（1003）反向移动，两个齿条（1003）带动两个第二伸缩架（1004）反向移动，最后带动两个多齿夹爪（1006）相互靠近，使多齿夹爪（1006）被夹持于两个弹性部（1007）之间，并且多齿夹爪（1006）的齿伸入矩管的下侧，使矩管在多齿夹爪（1006）阻挡下不会掉落；

S4、当需要抓取码垛的矩管时，控制齿条（1003）反向移动可带动两个多齿夹爪（1006）相互远离，调节两个多齿夹爪（1006）之间距离，继而调节多齿夹爪（1006）的可夹持宽度，通过第一电动推杆（1005）的伸长端推动多齿夹爪（1006）向下移动，使多齿夹爪（1006）与外壳（9）之间的距离延长，继而可调节多齿夹爪（1006）的可夹持高度，以实现抓取码垛的矩管，增大抓取单次数量；

S5、当需要抓取矩管的两端时，在延伸架（7）移动至矩管上侧后，通过第三电机（805）的输出端带动滚珠丝杆（801）转动，在啮合的作用下，两个同步齿轮（806）反向转动，继而带动两个滚珠丝杆（801）反向转动，使两个丝杆套（802）反向移动，两个直板（803）跟随丝杆套（802）反向移动，最后带动两个外壳（9）反向移动，使两个小型夹爪（12）之间的距离大于矩管的长度，然后控制两个第二电动推杆（11）的伸长端推动小型夹爪（12）向下移动，待两个小型夹爪（12）靠近矩管的两端后，控制两个外壳（9）相互靠近，使两个小型夹爪（12）插入矩管的两端，继而从两端将矩管抓取，配合S3使用，两种方式抓取矩管，适应不同的使用需求；

S6、通过第二电机（604）的输出端带动主动齿轮（605）转动，主动齿轮（605）带动从动齿轮（603）转动，从动齿轮（603）带动纵向轴（602）转动，从动齿轮（603）带动延伸架（7）转动，在矩管的两端被夹持后，可纵向旋转矩管，使矩管处于倾斜角度，可清理矩管内部的积水和灰尘，辅助工作人员使用。

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