一种基于冗余四自由度的建筑施工搬运工业机器人的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于冗余四自由度的建筑施工搬运工业机器人，包括搬运平台、冗余四自由度减震台、行走装置和轨道，冗余四自由度减震台分别位于搬运平台四个顶角处，且冗余四自由度减震台与搬运平台底端面之间通过螺栓进行连接，行走装置位于冗余四自由度减震台正下方，且行走装置上端与冗余四自由度减震台下端相连接，行走装置下端安装在轨道上。本发明采用2?UPS?2?RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度方向的运动，使得本发明即使在凹凸不平且路面状况差建筑施工现场场地行走时也不会造成建筑材料滑落或者材料在强震动情况下损坏的问题，在搬运过程中对建筑材料起到了一定的保护作用。
【专利说明】
一种基于冗余四自由度的建筑施工搬运工业机器人
技术领域
[0001]本发明涉及建筑施工辅助设备领域，具体的说一种基于冗余四自由度的建筑施工搬运工业机器人。
【背景技术】
[0002]建筑施工是指工程建设实施阶段的生产活动，是各类建筑物的建造过程，也可以说是把设计图纸上的各种线条，在指定的地点，变成实物的过程;它包括基础工程施工、主体结构施工、屋面工程施工、装饰工程施工等;施工作业的场所称为“建筑施工现场”或叫“施工现场”。建筑施工过程中遇到比较多的工作就是建筑材料的搬运，比如砂石、砖块、钢筋建材或者水泥等等，目前对于中小型建筑施工现场多采用人工进行搬运，人工搬运不仅占用大量的劳动力，搬运效率低;而且由于建筑施工现场危险事故隐患较多，而且施工人员安全意识不强，在材料搬运过程经常造成不必要的安全事故，对施工人员造成了身体伤害，同时也对施工单位造成了资金损失;虽然目前也有采用电动推车或者叉车进行材料搬运作业，但是由于建筑施工现场场地凹凸不平且路面状况差，容易造成在采用电动推车或者叉车进行材料搬运作业时出现材料滑落或者材料在强震动情况下损坏的问题。鉴于此，本发明提供了一种基于冗余四自由度的建筑施工搬运工业机器人。
【发明内容】
[0003]为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种基于冗余四自由度的建筑施工搬运工业机器人。
[0004]本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。
[0005]—种基于冗余四自由度的建筑施工搬运工业机器人，包括搬运平台、冗余四自由度减震台、行走装置和轨道，且冗余四自由度减震台和行走装置数量均为四；所述的搬运平台为矩形平板结构，且搬运平台材质为45钢材料，冗余四自由度减震台分别位于搬运平台四个顶角处，且冗余四自由度减震台与搬运平台底端面之间通过螺栓进行连接，行走装置位于冗余四自由度减震台正下方，且行走装置上端与冗余四自由度减震台下端相连接，行走装置下端安装在在轨道上。
[0006]进一步，所述的冗余四自由度振动台包括定平台、动平台、第一支链和第二支链；所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方;所述的第一支链和第二支链的数量均为二，第一支链和第二支链均位于定平台和动平台之间，第一支链和第二支链的两端均分别与定平台和动平台相连接，且第一支链和第二支链的水平安装角度为90度;所述的第一支链包括第一耳座、虎克铰、第一电动推杆、第一球铰链、第一连接柱和第一振动弹簧;所述的第一耳座固定在定平台上端面上，第一耳座与第一电动推杆下端之间采用虎克铰进行连接，第一电动推杆上端与第一球铰链相连接，第一球铰链通过第一连接柱固定在动平台的下端面上，第一振动弹簧绕套在第一电动推杆上;通过虎克铰可进行两个方向的转动，通过第一球铰链可进行三个方向的转动，通过第一电动推杆可进行上下移动，第一支链采用2-UPS并联机构的形式，且通过第一振动弹簧增加了第一支链运动时的减震性能，提高了本发明减震的效果;所述的第二支链包括第二耳座、转动销、第二电动推杆、第二球铰链、第二连接柱和第二振动弹簧;所述的第二耳座固定在定平台上端面上，第二耳座与第二电动推杆下端之间采用转动销进行连接，第二电动推杆上端与第二球铰链相连接，第二球铰链通过第二连接柱固定在动平台的下端面上，第二振动弹簧绕套在第二电动推杆上;通过转动销可进行一个方向的转动，通过第二球铰链可进行三个方向的转动，通过第二电动推杆可进行上下移动，第二支链采用2-RPS并联机构的形式，且通过第二振动弹簧增加了第二支链运动时的减震性能，提高了本发明的减震效果;通过定平台、动平台、第一支链和第二支链组成了四自由度对称并联机构，且其采用2-UPS-2-RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度方向的运动，且四个自由度均独立，通过四个自由度也可以协调工作，且运动空间小、运动速度快、运动灵活性好和减震性能好，使得本发明即使在凹凸不平且路面状况差建筑施工现场场地行走时也不会造成建筑材料滑落或者材料在强震动情况下损坏的问题，在搬运过程中对建筑材料起到了一定的保护作用。
[0007]进一步，所述的行走装置包括升降螺柱、升降套筒、行走座、行走转轴和行走轮;所述的升降螺柱外侧壁上设置有外螺纹，升降套筒呈两端开口的空心圆柱状结构，升降套筒内侧壁上设置有与升降螺柱外侧壁上的外螺纹相配合的内螺纹，升降螺柱下端安装在升降套筒内部，升降套筒下端固定在行走座上，行走座呈倒立的U型结构，行走轮通过行走转轴安装在行走座下方位置处，行走轮呈工字型结构;通过转动升降螺柱带动升降螺柱在升降套筒内的上下运动，从而用于调节本发明的整体高度。
[0008]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0009](I)本发明采用2-UPS-2-RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度方向的运动，且四个自由度均独立，通过四个自由度也可以协调工作，且运动空间小、运动速度快、运动灵活性好和减震性能好，使得本发明即使在凹凸不平且路面状况差建筑施工现场场地行走时也不会造成建筑材料滑落或者材料在强震动情况下损坏的问题，在搬运过程中对建筑材料起到了一定的保护作用。
[0010](2)本发明行走装置可调节本发明的整体高度，便于不同路况的行走移动。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012]图1是本发明的立体结构示意图；
[0013]图2是本发明冗余四自由度减震台和行走装置配合时的立体结构示意图；
[0014]图3是本发明冗余四自由度减震台的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0016]如图1、图2和图3所示，一种基于冗余四自由度的建筑施工搬运工业机器人，包括搬运平台1、冗余四自由度减震台2、行走装置3和轨道4，且冗余四自由度减震台2和行走装置3数量均为四；所述的搬运平台I为矩形平板结构，且搬运平台I材质为45钢材料，冗余四自由度减震台2分别位于搬运平台I四个顶角处，且冗余四自由度减震台2与搬运平台I底端面之间通过螺栓进行连接，行走装置3位于冗余四自由度减震台2正下方，且行走装置3上端与冗余四自由度减震台2下端相连接，行走装置3下端安装在在轨道4上。
[0017]如图2和图3所示，所述的冗余四自由度振动台包括定平台21、动平台22、第一支链23和第二支链24;所述的定平台21和动平台22均为圆盘状结构，且动平台22位于定平台21正上方;所述的第一支链23和第二支链24的数量均为二，第一支链23和第二支链24均位于定平台21和动平台22之间，第一支链23和第二支链24的两端均分别与定平台21和动平台22相连接，且第一支链23和第二支链24的水平安装角度为90度;所述的第一支链23包括第一耳座231、虎克铰232、第一电动推杆233、第一球铰链234、第一连接柱235和第一振动弹簧235;所述的第一耳座231固定在定平台21上端面上，第一耳座231与第一电动推杆233下端之间采用虎克铰232进行连接，第一电动推杆233上端与第一球铰链234相连接，第一球铰链234通过第一连接柱235固定在动平台22的下端面上，第一振动弹簧236绕套在第一电动推杆233上;通过虎克铰232可进行两个方向的转动，通过第一球铰链234可进行三个方向的转动，通过第一电动推杆233可进行上下移动，第一支链23采用2-UPS并联机构的形式，且通过第一振动弹簧236增加了第一支链23运动时的减震性能，提高了本发明减震的效果;所述的第二支链24包括第二耳座241、转动销242、第二电动推杆243、第二球铰链244、第二连接柱245和第二振动弹簧246;所述的第二耳座241固定在定平台21上端面上，第二耳座241与第二电动推杆243下端之间采用转动销242进行连接，第二电动推杆243上端与第二球铰链244相连接，第二球铰链244通过第二连接柱245固定在动平台22的下端面上，第二振动弹簧246绕套在第二电动推杆243上;通过转动销242可进行一个方向的转动，通过第二球铰链244可进行三个方向的转动，通过第二电动推杆243可进行上下移动，第二支链24采用2-RPS并联机构的形式，且通过第二振动弹簧246增加了第二支链24运动时的减震性能，提高了本发明的减震效果;通过定平台21、动平台22、第一支链23和第二支链24组成了四自由度对称并联机构，且其采用2-UPS-2-RPS的并联机构形式，其能实现沿X轴和Z轴移动以及绕X轴和绕Y轴的转动共四个自由度方向的运动，且四个自由度均独立，通过四个自由度也可以协调工作，且运动空间小、运动速度快、运动灵活性好和减震性能好，使得本发明即使在凹凸不平且路面状况差建筑施工现场场地行走时也不会造成建筑材料滑落或者材料在强震动情况下损坏的问题，在搬运过程中对建筑材料起到了一定的保护作用。
[0018]如图2所示，所述的行走装置3包括升降螺柱31、升降套筒32、行走座33、行走转轴32和行走轮35;所述的升降螺柱31外侧壁上设置有外螺纹，升降套筒32呈两端开口的空心圆柱状结构，升降套筒32内侧壁上设置有与升降螺柱31外侧壁上的外螺纹相配合的内螺纹，升降螺柱31下端安装在升降套筒32内部，升降套筒32下端固定在行走座33上，行走座33呈倒立的U型结构，行走轮35通过行走转轴32安装在行走座33下方位置处，行走轮35呈工字型结构;通过转动升降螺柱31带动升降螺柱31在升降套筒32内的上下运动，从而用于调节本发明的整体高度。
[0019]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种基于冗余四自由度的建筑施工搬运工业机器人，其特征在于:包括搬运平台、冗余四自由度减震台、行走装置和轨道;所述的搬运平台呈矩形板状结构，冗余四自由度减震台数量为四，冗余四自由度减震台分别位于搬运平台四个顶角处，且冗余四自由度减震台与搬运平台底端面之间固连;所述的行走装置数量为四，行走装置位于冗余四自由度减震台正下方，且行走装置上端与冗余四自由度减震台下端相连接，行走装置下端安装在轨道上;其中: 所述的冗余四自由度减震台包括定平台、动平台、第一支链和第二支链;所述的定平台和动平台均为圆盘状结构，且动平台位于定平台正上方;所述的第一支链和第二支链的数量均为二，第一支链和第二支链均位于定平台和动平台之间，第一支链和第二支链的两端均分别与定平台和动平台相连接，且第一支链和第二支链的水平安装角度为90度； 所述的第一支链包括第一耳座、虎克铰、第一电动推杆、第一球铰链、第一连接柱和第一振动弹簧;所述的第一耳座固定在定平台上端面上，第一耳座与第一电动推杆下端之间采用虎克铰进行连接，第一电动推杆上端与第一球铰链相连接，第一球铰链通过第一连接柱固定在动平台的下端面上，第一振动弹簧绕套在第一电动推杆上； 所述的第二支链包括第二耳座、转动销、第二电动推杆、第二球铰链、第二连接柱和第二振动弹簧;所述的第二耳座固定在定平台上端面上，第二耳座与第二电动推杆下端之间采用转动销进行连接，第二电动推杆上端与第二球铰链相连接，第二球铰链通过第二连接柱固定在动平台的下端面上，第二振动弹簧绕套在第二电动推杆上； 所述的行走装置包括升降螺柱、升降套筒、行走座、行走转轴和行走轮;所述的升降螺柱外侧壁上设置有外螺纹，升降套筒呈两端开口的空心圆柱状结构，升降套筒内侧壁上设置有与升降螺柱外侧壁上的外螺纹相配合的内螺纹，升降螺柱下端安装在升降套筒内部，升降套筒下端固定在行走座上，行走座呈倒立的U型结构，行走轮通过行走转轴安装在行走座下方位置处，行走轮呈工字型结构。
【文档编号】B25J5/02GK106002927SQ201610553222
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】吴燕
【申请人】安庆里外里工业产品设计有限公司