一種高空幕墻安裝機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑輔助設(shè)備及建筑板材自動(dòng)化安裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高空幕墻安裝機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對(duì)高層建筑的幕墻安裝主要是由人工完成，并且需要搭建腳手架或借助高空作業(yè)平臺(tái)完成幕墻的安裝。該種方式完全依賴人工，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工安全性差，幕墻安裝質(zhì)量難以保證。為提高建筑自動(dòng)化水平，國內(nèi)外均致力于建筑機(jī)器人的研宄并取得了一系列的成就，國內(nèi)對(duì)建筑機(jī)器人的研宄主要集中于高層建筑清潔，噴涂等，對(duì)于板材的自動(dòng)化安裝尚處于起步階段。例如，板材安裝機(jī)器人的研宄成果主要有:板材干掛工藝安裝機(jī)器人(申請(qǐng)?zhí)朇N200910070741.6)，天津筑高機(jī)器人技術(shù)有限公司的大型板材搬運(yùn)安裝機(jī)械手，日本的天花板安裝機(jī)器人(CFR-1)，韓國的玻璃壁板安裝機(jī)器人。上述研宄成果由于其工作臂長及移動(dòng)平臺(tái)限制，所針對(duì)的作業(yè)環(huán)境多為室內(nèi)或低層建筑，但對(duì)于高層建筑的作業(yè)環(huán)境尚未涉及到。另外上述研宄成果的機(jī)械結(jié)構(gòu)不能解決高空環(huán)境中的大風(fēng)，振動(dòng)等影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種高空幕墻安裝機(jī)器人。該機(jī)器人適用于高空作業(yè)環(huán)境的室外板材安裝，具有工作效率高，幕墻安裝質(zhì)量可靠，安全系數(shù)高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，承載能力高等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于大尺寸、大重量的建筑或裝飾板材的機(jī)械化自動(dòng)化安裝施工。
[0004]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種高空幕墻安裝機(jī)器人，包括底座、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、大臂平行四邊形機(jī)構(gòu)、末端姿態(tài)調(diào)整裝置、末端執(zhí)行器和小臂平行四邊形機(jī)構(gòu)，所述底座、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、大臂平行四邊形機(jī)構(gòu)、小臂平行四邊形機(jī)構(gòu)、末端姿態(tài)調(diào)整裝置和末端執(zhí)行器依次連接；其特征在于所述末端姿態(tài)調(diào)整裝置包括電動(dòng)推桿組件、俯仰用固定支架、六軸電機(jī)-RV減速器組件、四軸電機(jī)-RV減速器組件和擺動(dòng)用固定支架；所述四軸電機(jī)-RV減速器組件中部通過螺栓固定于擺動(dòng)用固定支架上，四軸電機(jī)-RV減速器組件下部與俯仰用固定支架的上端相連，六軸電機(jī)-RV減速器組件的左端與俯仰用固定支架的右端固定連接，所述俯仰用固定支架和六軸電機(jī)-RV減速器組件的下端分別與電動(dòng)推桿組件通過銷軸相連。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明高空幕墻安裝機(jī)器人經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化及有限元分析，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更合理，采用多個(gè)電機(jī)-RV減速器組件和電動(dòng)推桿聯(lián)合作用實(shí)現(xiàn)了對(duì)末端執(zhí)行器的擺動(dòng)、俯仰及轉(zhuǎn)動(dòng)等動(dòng)作的控制，同時(shí)本發(fā)明機(jī)器人小臂采用平行四邊形并聯(lián)結(jié)構(gòu)，由電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人小臂的俯仰動(dòng)作，三軸電機(jī)-RV減速器-絲杠組件作為機(jī)器人小臂的驅(qū)動(dòng)部件通過軸連接的形式安裝與機(jī)器人底座上；通過采用RV減速器可以減小機(jī)器人的體積，采用絲杠機(jī)構(gòu)在保證機(jī)器人小臂的工作空間的同時(shí)可以將機(jī)器人小臂所需的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作變?yōu)橹本€動(dòng)作，從而可以把較重的驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定于機(jī)器人底座上以降低機(jī)器人小臂的重量。本發(fā)明中的機(jī)器人采用板材焊接而成，從而降低了機(jī)器人單件生產(chǎn)的成本及機(jī)器人的重量。該機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了建筑板材的自動(dòng)化安裝或由操作人員通過操縱安裝于機(jī)器人上的六維力傳感器完成板材的輔助安裝，提高了生產(chǎn)效率，施工過程中僅需一名操作人員輔助機(jī)器人安裝板材從而降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了施工安全性。因此，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，能重比高，外觀大方美觀等優(yōu)點(diǎn)，更能滿足建筑行業(yè)的需求，非常適用于高層建筑的作業(yè)環(huán)境。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明高空幕墻安裝機(jī)器人一種實(shí)施例的整體裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007]圖2為本發(fā)明高空幕墻安裝機(jī)器人一種實(shí)施例的大臂平行四邊形機(jī)構(gòu)3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖3為本發(fā)明高空幕墻安裝機(jī)器人一種實(shí)施例的末端姿態(tài)調(diào)整裝置4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖4為本發(fā)明高空幕墻安裝機(jī)器人一種實(shí)施例的小臂平行四邊形機(jī)構(gòu)6的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖5為本發(fā)明高空幕墻安裝機(jī)器人一種實(shí)施例的三軸電機(jī)-RV減速器-絲杠組件62的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖6為本發(fā)明高空幕墻安裝機(jī)器人一種實(shí)施例的末端執(zhí)行器5的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖7為本發(fā)明高空幕墻安裝機(jī)器人一種實(shí)施例的施工示意圖；
[0013]圖中，1-底座、2-旋轉(zhuǎn)機(jī)架、3-大臂平行四邊形機(jī)構(gòu)、4-末端姿態(tài)調(diào)整裝置5-末端執(zhí)行器、6-小臂平行四邊形機(jī)構(gòu)、7-板材，31-大臂基座、32- 二軸電機(jī)-RV減速器組件、33-機(jī)器人大臂、34-大臂拉桿、35-三角形構(gòu)件、41-電動(dòng)推桿組件、42-俯仰用固定支架、43-六軸電機(jī)-RV減速器組件、44-擺動(dòng)用固定支架、45-四軸電機(jī)-RV減速器組件、51 -吸盤架、52-六維力傳感器、53-吸盤、61小臂基座、62-三軸電機(jī)-RV減速器-絲杠組件、63-機(jī)器人小臂、64-小臂拉桿、621-電機(jī)安裝支架、622-電機(jī)、623-三軸RV減速器、624-絲杠、625-絲杠螺帽、626-絲杠螺帽固定桿。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明，但并不以此限制本申請(qǐng)權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
[0015]本發(fā)明高空幕墻安裝機(jī)器人(簡稱機(jī)器人，參見圖1-6)包括底座1、旋轉(zhuǎn)機(jī)架2、大臂平行四邊形機(jī)構(gòu)3、末端姿態(tài)調(diào)整裝置4、末端執(zhí)行器5和小臂平行四邊形機(jī)構(gòu)6 ;所述底座1、旋轉(zhuǎn)機(jī)架2、大臂平行四邊形機(jī)構(gòu)3、小臂平行四邊形機(jī)構(gòu)6、末端姿態(tài)調(diào)整裝置4和末端執(zhí)行器5依次連接；
[0016]所述末端姿態(tài)調(diào)整裝置4包括電動(dòng)推桿組件41、俯仰用固定支架42、六軸電機(jī)-RV減速器組件43、四軸電機(jī)-RV減速器組件45和擺動(dòng)用固定支架44 ;所述四軸電機(jī)-RV減速器組件45中部通過螺栓固定于擺動(dòng)用固定支架44上，四軸電機(jī)-RV減速器組件45下部與俯仰用固定支架42的上端相連，六軸電機(jī)-RV減速器組件43的左端與俯仰用固定支架42的右端固定連接，所述俯仰用固定支架42和六軸電機(jī)-RV減速器組件43的下端分別與電動(dòng)推桿組件41通過銷軸相連。
[0017]本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于所述大臂平行四邊形機(jī)構(gòu)3(參見圖2)包括大臂基座31、二軸電機(jī)-RV減速器組件32、機(jī)器人大臂33、大臂拉桿34和三角形構(gòu)件35，所述大臂基座31與旋轉(zhuǎn)機(jī)架2相連，所述二軸電機(jī)-RV減速器組件32安裝在大臂基座31上，二軸電機(jī)-RV減速器組件32的RV減速器與機(jī)器人大臂33固定連接；所述機(jī)器人大臂33和大臂拉桿34的下端通過軸與大臂基座31相連，機(jī)器人大臂33和大臂拉桿34的上端分別與三角形構(gòu)件35的兩個(gè)頂點(diǎn)相連。
[0018]本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于所述小臂平行四邊形機(jī)構(gòu)6(參見圖4)包括小臂基座61、三軸電機(jī)-RV減速器-絲杠組件62、機(jī)器人小臂63和小臂拉桿64，所述小臂基座61通過螺栓固定于旋轉(zhuǎn)機(jī)架2上，所述三軸電機(jī)-RV減速器-絲杠組件62 —端與小臂基座61相連，另一端與機(jī)器人小臂63相連；所述機(jī)器人小臂63的另一端通過銷軸與擺動(dòng)用固定支架44相連，機(jī)器人小臂63靠近三軸電機(jī)-RV減速器-絲杠組件62端的中部通過三角形構(gòu)件35的一個(gè)頂點(diǎn)與機(jī)器人大臂33相連；所述小臂拉桿64的兩端分別通過銷軸與擺動(dòng)用固定支架44及三角形構(gòu)件35的第三個(gè)頂點(diǎn)相連。
[0019]本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于所述機(jī)器人大臂33和機(jī)器人小臂63均采用鏤空板材制成；所述鏤空的形狀為三角形、具有倒角的三角形、圓形、橢圓形或矩形。
[0020]本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于所述三軸電機(jī)-RV減速器-絲杠組件62 (參見圖5)包括電機(jī)安裝支架621、電機(jī)622、三軸RV減速器623、絲杠624、絲杠螺帽625和絲杠螺帽固定桿626 ;所述電機(jī)安裝支架621下部通過銷軸固定于小臂基座61上，所述電機(jī)622和三軸RV減速器623依次通過螺栓固定在電機(jī)安裝支架621上，所述絲杠624 —端與三軸RV減速器623相連，另一端通過絲杠螺帽625與絲杠螺帽固定桿626下部相連；絲杠螺帽固定桿626上部與機(jī)器人小臂63的一端相連。
[0021 ] 本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于所述末端執(zhí)行器5 (參見圖3)包括吸盤架51、吸盤53和六維力傳感器52，所述吸盤架51的每個(gè)角上均安裝有吸盤53，吸盤53與吸盤架51通過螺栓相連，在吸盤架51的中心一側(cè)安裝有六維力傳感器52，吸盤架51的中心另一側(cè)與末端姿態(tài)調(diào)整裝置4的六軸電機(jī)-RV減速器組件43的右端相連。
[0022]本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于所述吸盤架51為梯子型、工字型或放射型。
[0023]本發(fā)明采用串并聯(lián)結(jié)合結(jié)構(gòu)，其中機(jī)器人小臂63的動(dòng)作是由三軸電機(jī)-RV減速器-絲杠組件62驅(qū)動(dòng)，小臂平行四邊形機(jī)構(gòu)6為并聯(lián)機(jī)構(gòu)，通過采用該機(jī)構(gòu)可以將機(jī)器人小臂63的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝于旋轉(zhuǎn)機(jī)架2上從而減輕了機(jī)器人小臂63的重量，提高了機(jī)器人的負(fù)載能力。本發(fā)明共有六個(gè)自由度，可以顯著增大機(jī)器人的工作空間，提高機(jī)器人的工作能力，實(shí)現(xiàn)六自由度的調(diào)整定位。二軸電機(jī)-RV減速器組件32中的電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)架2轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器5繞豎直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，大臂平行四邊形機(jī)構(gòu)3的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器5的水平方向的移動(dòng)，小臂平行四邊形機(jī)構(gòu)6的擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器5的豎直方向