利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法，包括以下步骤：基于竖向预制构件待安装位置处所预留的预埋钢筋位置，将夹持式仿生机械手臂上的可伸缩支臂前伸至预埋钢筋的正上方；利用垂直运输设备将竖向预制构件吊装至可伸缩支臂上；机械手臂对竖向预制构件进行夹紧至要求值，垂直运输设备解除对竖向预制构件的吊装；对竖向预制构件进行垂直度调整；可伸缩支臂回缩脱离与竖向预制构件的接触；机械手臂控制竖向预制构件下落至标高，再次检查其垂直度并利用夹具机构进行微调，之后，施工人员设置斜撑杆以对竖向预制构件进行支撑固定。本发明专利技术的优点是：可实现对竖向预制构件的自动调垂和安装，有效提高施工效率。工效率。工效率。

【技术实现步骤摘要】
利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法


[0001]本专利技术属于预制建筑构件装配
，具体涉及一种利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法。

技术介绍

[0002]随着装配式建筑的普及，现场预制构件吊装作业越来越多，吊装作业具有“数量大、种类多、安装精度高、吊装风险大”的特征。在当前的技术条件下，这些特点在一定程度上给施工造成了困扰。如果在不提升施工机具性能和升级施工措施的情况下，无法发挥预制装配化建造的优势，与国家政策和行业领域技术发展方向及大趋势不一致。
[0003]目前预制构件的安装多采用塔式起重机起吊，人工推拉调垂，人工安装临时支撑固定的方式，不仅存在安全风险，而且效率低下，施工精度难以把控。随着装配式建筑的大面积推广应用，施工现场吊装作业越来越多，针对预制构件安装的建筑机器人的应用还不广泛，这主要受制于工地现场的环境复杂且经常不具备供电的条件。在现有技术条件下，开发一种具备预制构件自动调垂的智能装置是十分必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法，该方法通过在移动车架的基座回转机构上设置可伸缩支臂来对竖向预制构件进行承托和第一次快速定位，之后在解除吊装并实施夹紧夹持时利用角度传感器对竖向预制构件进行第二次调整，最后在取消可伸缩支臂的承托并进行缓慢下放就位后再对竖向预制构件进行第三次微调，实现了快速安装以及多次的精确调整。
[0005]本专利技术目的实现由以下技术方案完成：一种利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：S1：将夹持式仿生机械手臂吊装至对应楼层并自走行至竖向预制构件的待安装位置；S2：基于所述竖向预制构件的待安装位置处所预留的预埋钢筋位置，将所述夹持式仿生机械手臂上的可伸缩支臂前伸至所述预埋钢筋的正上方；所述可伸缩支臂的前端固定设置有水平支座，所述水平支座上设置有导向定位组件；S3：利用施工现场的垂直运输设备将所述竖向预制构件吊装至所述水平支座上方，之后在所述导向定位组件的导向之下逐步下放直至完全支撑于所述水平支座上；S4：所述夹持式仿生机械手臂通过调整其上的机械手臂以使夹具机构开始对所述竖向预制构件进行夹紧操作，当所述夹具机构对所述竖向预制构件的夹紧力达到要求值时，所述垂直运输设备解除对所述竖向预制构件的吊装；S5：根据所述夹具机构中的角度传感器对于所述竖向预制构件垂直度的实时监测，利用所述机械手臂和所述夹具机构对所述竖向预制构件进行垂直度调整直至达到垂直
度目标值；S6：当所述竖向预制构件的垂直度达到目标值后，所述机械手臂和所述夹具机构停止在当前位置，从所述可伸缩支臂上侧滑出所述导向定位组件，并向后回缩所述可伸缩支臂以使所述水平支座与所述竖向预制构件脱离接触；S7：利用所述机械手臂和所述夹具机构控制所述竖向预制构件竖直下落，待所述竖向预制构件下落到达标高后，所述角度传感器再次检查所述竖向预制构件的垂直度并利用所述夹具机构进行微调，在所述竖向预制构件的垂直度满足要求后，施工人员在所述竖向预制构件和楼层地面之间设置斜撑杆以对所述竖向预制构件进行支撑固定；S8：通过所述夹持式仿生机械手臂上的基座回转机构调整所述机械手臂的方位至下一块竖向预制构件的待安装位置，并重复步骤S2
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S7进行施工。
[0006]步骤S2中，所述可伸缩支臂前伸至所述预埋钢筋正上方的判断方法为：所述水平支座的下表面设置有若干组摄像装置，所述摄像装置实时拍摄所述水平支座下方的实时画面，所述摄像装置所连接的数据存储系统内存储有所述水平支座位于所述预埋钢筋正上方时的标准画面，将所述实时画面中的至少两组所述预埋钢筋与所述标准画面中所对应的所述预埋钢筋进行比对，若画面吻合则表明位于所述预埋钢筋的正上方。
[0007]所述可伸缩支臂的后端固定于所述夹持式仿生机械手臂的基座回转机构上；所述导向定位组件由套圈以及固定设置于所述套圈上方的U型卡槽所组成，所述水平支座上至少套装有两组所述导向定位组件，所述套圈对应可滑动式侧向套装于所述水平支座上，所述U型卡槽的宽度对应于所述竖向预制构件的底部宽度。
[0008]所述可伸缩支臂位于所述竖向预制构件的安装作业面以上300mm
‑
400mm的高度位置。
[0009]所述夹持式仿生机械手臂包括移动车架、基座回转机构、机械手臂以及夹具机构，所述机械手臂包括相互铰接的主臂和副臂，所述主臂与副臂之间设置有一主臂液压缸，所述副臂上设置有一副臂液压缸，所述基座回转机构安装于所述移动车架上且所述主臂的下端设置于所述基座回转机构上，所述主臂的上端与所述副臂的后端相铰接，所述主臂液压缸的下端铰接于所述主臂的下部、上端铰接于所述副臂的靠近后端处，所述副臂由相互套装的主副臂和伸缩副臂所组成，所述副臂液压缸的缸筒固定于所述主副臂上且所述副臂液压缸的活塞杆前端与所述伸缩副臂相连接以驱动所述伸缩副臂前后伸缩运动。
[0010]所述基座回转机构上固定设置有一主臂俯仰角度调节机构，所述主臂的下端铰接设置于所述基座回转机构上，所述主臂俯仰角度调节机构连接所述主臂以驱动调节所述主臂的俯仰角度。
[0011]所述夹具机构包括夹具以及用于驱动所述夹具的回转调平机构，所述夹具包括减速电机、夹紧齿轮组、平行四边形机构以及夹板，所述回转调平机构安装于所述伸缩副臂的前端；其中，所述夹紧齿轮组包括主动齿轮、两个传动齿轮以及封装壳体，所述减速电机的输出端连接并驱动所述主动齿轮转动，所述主动齿轮啮合传动两个所述传动齿轮中的任意一个，两个所述传动齿轮相互啮合传动；所述平行四边形机构的数量为两组并对称设置，所述平行四边形机构包括第一转杆、第二转杆以及夹持限位杆，所述第一转杆的一端与所述传动齿轮同轴固定、另一端与所述夹持限位杆的上端部相铰接，所述第二转杆的一端与所述封装壳体相铰接、另一端与所述夹持限位杆的中部相铰接，所述夹持限位杆的下端部设
置有所述夹板；所述第一转杆和所述转杆的长度相同并相互平行设置。
[0012]所述回转调平机构包括一安装平台、水平调节伺服减速电机以及回转伺服减速电机，所述水平调节伺服减速电机包括第一减速器以及驱动所述第一减速器的水平调节伺服电机，所述第一减速器的外壳固定于所述伸缩副臂上，所述第一减速器的输出端驱动所述安装平台水平角度调节；所述回转伺服减速电机包括第二减速器以及驱动所述第二减速器的回转伺服电机，所述第二减速器的外壳固定连接所述安装平台，所述第二减速器的输出端固定连接所述夹具齿轮组中的所述封装壳体。
[0013]所述封装壳体包括两块竖向平行设置的侧板，所述减速电机固定设置于其中一块所述侧板的外壁面上，所述夹紧齿轮组设置于两所述侧板围合的空间内，所述传动齿轮的转轴两端设置于所述侧板上所开设的轴承中，所述减速电机的输出端贯穿所述侧板并驱动所述主动齿轮转动。
[0014]所述夹板上设置有所述角度传感器，所述夹板与所述夹持限位杆的下端部之间经一转轴形成铰接，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：S1：将夹持式仿生机械手臂吊装至对应楼层并自走行至竖向预制构件的待安装位置；S2：基于所述竖向预制构件的待安装位置处所预留的预埋钢筋位置，将所述夹持式仿生机械手臂上的可伸缩支臂前伸至所述预埋钢筋的正上方；所述可伸缩支臂的前端固定设置有水平支座，所述水平支座上设置有导向定位组件；S3：利用施工现场的垂直运输设备将所述竖向预制构件吊装至所述水平支座上方，之后在所述导向定位组件的导向之下逐步下放直至完全支撑于所述水平支座上；S4：所述夹持式仿生机械手臂通过调整其上的机械手臂以使夹具机构开始对所述竖向预制构件进行夹紧操作，当所述夹具机构对所述竖向预制构件的夹紧力达到要求值时，所述垂直运输设备解除对所述竖向预制构件的吊装；S5：根据所述夹具机构中的角度传感器对于所述竖向预制构件垂直度的实时监测，利用所述机械手臂和所述夹具机构对所述竖向预制构件进行垂直度调整直至达到垂直度目标值；S6：当所述竖向预制构件的垂直度达到目标值后，所述机械手臂和所述夹具机构停止在当前位置，从所述可伸缩支臂上侧滑出所述导向定位组件，并向后回缩所述可伸缩支臂以使所述水平支座与所述竖向预制构件脱离接触；S7：利用所述机械手臂和所述夹具机构控制所述竖向预制构件竖直下落，待所述竖向预制构件下落到达标高后，所述角度传感器再次检查所述竖向预制构件的垂直度并利用所述夹具机构进行微调，在所述竖向预制构件的垂直度满足要求后，施工人员在所述竖向预制构件和楼层地面之间设置斜撑杆以对所述竖向预制构件进行支撑固定；S8：通过所述夹持式仿生机械手臂上的基座回转机构调整所述机械手臂的方位至下一块竖向预制构件的待安装位置，并重复步骤S2
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S7进行施工。2.根据权利要求1所述的一种利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法，其特征在于步骤S2中，所述可伸缩支臂前伸至所述预埋钢筋正上方的判断方法为：所述水平支座的下表面设置有若干组摄像装置，所述摄像装置实时拍摄所述水平支座下方的实时画面，所述摄像装置所连接的数据存储系统内存储有所述水平支座位于所述预埋钢筋正上方时的标准画面，将所述实时画面中的至少两组所述预埋钢筋与所述标准画面中所对应的所述预埋钢筋进行比对，若画面吻合则表明位于所述预埋钢筋的正上方。3.根据权利要求1所述的一种利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法，其特征在于所述可伸缩支臂的后端固定于所述夹持式仿生机械手臂的基座回转机构上；所述导向定位组件由套圈以及固定设置于所述套圈上方的U型卡槽所组成，所述水平支座上至少套装有两组所述导向定位组件，所述套圈对应可滑动式侧向套装于所述水平支座上，所述U型卡槽的宽度对应于所述竖向预制构件的底部宽度。4.根据权利要求1所述的一种利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法，其特征在于所述可伸缩支臂位于所述竖向预制构件的安装作业面以上300mm
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400mm的高度位置。5.根据权利要求1所述的一种利用夹持式仿生机械手臂对竖向预制构件自动调垂的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：田黎，许金根，孙梦洋，唐明辉，张斌，
申请(专利权)人：上海城建市政工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：