[發明專利]大型板材搬運安裝機械手

有效

• 申請號: 201210546466.2
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103009374A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 楊冬;李鐵軍;白金虎;王雪松;田飛
• 申請（專利權）人: 天津筑高機器人技術有限公司
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J15/06;B25J18/02
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李莉華

技術領域

本發明屬于輔助機器人和建筑裝飾板材自動化安裝技術領域，尤其是涉及一種大型板材搬運安裝機械手。

背景技術

近些年，隨著建筑業的迅猛發展，室內裝修任務也日益繁重。目前在整個建筑施工過程中，裝修工期約占全部工期的40％-50％。在裝修行業中，墻壁裝飾板材的安裝是重要的組成部分，墻體裝飾、玻璃幕墻、天花板等的安裝都屬于板材安裝。大型場館、樓堂殿宇、火車站等大型建筑的幕墻裝修工程，主要采用大型玻璃等材料。這些材料為板形(即板材)，且重量沉、尺寸大，易破損；施工過程中需要搭設腳手架和輔助設施，更需要數量眾多的安裝工人，安裝過程難度高工人勞動強度很大，且施工速度慢，安全性差。同時所需的大型板材的生產加工及搬運輸送等過程都因為板材的尺寸大、重量大、易破碎等問題操作起來十分困難。因此迫切需要一種主要針對大尺寸、大重量、易破損的大型板材搬運、安裝設備，以輔助人工工作和提高施工效率和安全性。

隨著科學技術水平的迅猛發展，人類活動領域的進一步擴大，人們對非制造業用機械手的研究空前活躍起來。這些行業與制造業相比，其主要特點是工作環境的非結構化和不確定性，因而對機械手的要求更高，需要機械手具有更好的環境適應性和操作靈活性。而機械手在建筑裝飾行業的應用還屬于一個嶄新的領域。美國、日本、韓國等技術發達的國家對于建筑機器人技術極為重視，先后實施了自己的建筑機械手的研究開發計劃并取得了一定成果。如日本開發的天花板安裝機器人(CFR-1)，韓國漢陽大學2008年研發的一種，利用一個人機合作系統的玻璃天花板安裝機器人系統，以及英國GRR公司研制的幾種專門安裝中、大型玻璃幕墻的輔助機械設備等。國內主要針對于建筑機器人的研究相對較少，處于起步階段，目前的研究主要集中在高層建筑清潔、噴涂機器人以及一些建筑工程機械自動化等方面，針對于板材搬運、安裝方面的機器人技術研究仍為空白領域，所以迫切需要研發一系列能夠應用于實際建筑現場的建筑機械手系統。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種大型板材搬運安裝機械手，尤其適用于大尺寸、大重量的建筑或裝飾板材的機械化自動化安裝施工。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種大型板材搬運安裝機械手，其特征在于：包括下端行走模塊、伸縮機械臂模塊、末端調整模塊和末端執行模塊，所述伸縮機械臂模塊安裝在所述下端行走模塊上，所述末端調整模塊位于所述伸縮機械臂模塊的一端；所述末端調整模塊還連接所述末端執行模塊。

所述末端調整模塊包括四連桿俯仰運動模塊、直線運動模塊和擺動運動模塊，所述四連桿俯仰運動模塊與所述直線運動模塊相連，所述直線運動模塊又與所述擺動運動模塊相連。

所述四連桿俯仰運動模塊包括第一電動推桿、主動桿、拉桿、過渡連接桿和頭部架體，所述過渡連接桿的一端連接所述頭部架體，另一端連接所述第一電動推桿的一端，所述第一電動推桿的另一端連接所述主動桿，所述主動桿還與所述過渡連接桿的中部相連，所述拉桿同時連接所述頭部架體和所述主動桿。

所述直線運動模塊包括滾珠絲杠、電機、第一同步帶輪、第二同步帶輪、同步帶、第一光軸、第二光軸、直線軸承和末端連接塊，所述頭部架體的右下角設有電機，所述電機與所述第一同步帶輪相連，所述第一同步帶輪通過所述同步帶，與設置在所述頭部架體右側的第二同步帶輪相連；

所述頭部架體內從上到下依次水平平行設置所述第一光軸、滾珠絲杠和第二光軸，所述滾珠絲杠的一端連接所述第二同步帶輪，所述滾珠絲杠的螺母連接所述末端連接塊，所述末端連接塊還同時與所述第一光軸、第二光軸通過直線軸承可滑動地連接。

所述擺動運動模塊包括擺動連接塊和銷軸，所述擺動連接塊通過所述銷軸與所述末端連接塊相連。

所述末端執行模塊包括吸盤架和吸盤，所述吸盤架的四角各設有一個所述吸盤，所述擺動連接塊與所述吸盤架固定相連。

所述吸盤架為“工”字型結構，所述擺動連接塊固定在所述吸盤架的中間。

所述下端行走模塊包括承重車架、驅動架、驅動輪系、操作手柄、被動承重輪、主軸架和機械臂承重豎梁，所述承重車架前端設有所述主軸架，所述主軸架兩端各連接一所述被動承重輪；

所述承重車架的后端連接所述驅動架，所述驅動架下部設有所述驅動輪系，所述驅動架上部設有所述操作手柄，所述操作手柄直接與所述驅動輪系相連；

所述承重車架上還設有一控制箱，所述控制箱上部通過一機械臂承重架與所述機械臂承重豎梁連接；

所述主軸架兩端與所述被動承重輪間還設有一可調軸架，可以根據操作環境的要求調整車體寬度。