一种多功能高空作业机械臂的制作方法

本实用新型属于高空作业技术领域，具体涉及一种多功能高空作业机械臂。

背景技术：

目前，高空作业大多是将作业人员及工具，通过可升降移动的工作平台送至高空进行施工。受工作平台自身载荷和人力的限制，高空工作人员无法携带重量较大的工具设备进行施工，在很多情况下只能通过人力作业，施工作业效率低、劳动强度大。而且由于受到工作平台外形尺寸的影响，使得这种高空作业方式很难进入狭小空间进行作业，限制了高空作业平台的适用领域。另外，载人高空作业对安全性要求非常高，但是目前的大多高空作业设备的系统中虽有多重保护却也不能完全解决人员在高空中施工危险性大的问题，而且一旦出问题，就可能是车毁人亡的安全事故可能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种多功能高空作业机械臂，该机械臂方便灵活、功能强大、安全可靠，能够代替作业人员进行高空作业的自动化无人高空作业设备。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下。

一种多功能高空作业机械臂，在二类汽车底盘或自行式底盘的车架上，安装有三自由度作业机械臂，所述三自由度作业机械臂的顶端安装有小飞臂及带自动调平功能的工具承载平台，所述工具承载平台上选择搭载多种作业工具及其连接装置；所述三自由度作业机械臂，具有回转、变幅和伸缩等自由度。所述三自由度作业机械臂包括有带回转减速器的转台、伸缩臂、变幅油缸及伸缩油缸，其中，伸缩臂包含三节臂，伸缩臂一节臂用铰轴与转台铰接；变幅油缸筒底座用铰轴与转台铰接；变幅油缸杆端部用铰轴与伸缩臂的一节臂铰接；伸缩油缸杆端部用铰轴固定在一节臂始端；伸缩油缸筒端部靠近缸杆端用铰轴与伸缩臂的二节臂铰接；三节臂通过滑轮机构与一、二节臂相连。所述三自由度作业机械臂也可以采用现有技术中的、与所述结构不同的其他基本机械臂结构。

进一步地，所述小飞臂及带自动调平功能的工具承载平台包括飞臂俯仰摆动油缸、小飞臂机械臂、工具承载平台、工具承载平台调平摆动油缸、编码器、倾角传感器和超声传感器，小飞臂可进行上下摆动以微动的方式延伸整个机械臂的作业范围及作业高度，同时工具承载平台会根据机械臂和小飞臂的变幅角度自动保持水平状态。具体地说，所述小飞臂及带自动调平功能的工具承载平台包括飞臂俯仰摆动油缸、小飞臂机械臂、工具承载平台、工具承载平台调平摆动油缸、编码器、倾角传感器、超声传感器及载摄影像设备；基本机械臂顶端设有飞臂俯仰摆动油缸连接座；小飞臂机械臂与飞臂俯仰摆动油缸通过法兰连接；小飞臂机械臂末端设有工具承载平台调平摆动油缸连接座；工具承载平台与调平摆动油缸通过法兰连接；飞臂俯仰摆动油缸和工具承载平台调平摆动油缸端部设有编码器；工具承载平台下部设置倾角传感器及超声传感器。

可选择搭载的各种工具单元选择搭载液压清扫、清洗装置、液压油锯、液压油钻、液压钳或液压剪；工具承载平台上设有工具液压动力接口，通过选择搭载一种液压工具单元，连接上液压动力接口后，进行相关作业。工具承载平台上可搭载的摄影像设备，用以在地面对高空中物体进行多角度的观察检测，同时超声传感器可以准确反馈高空中工具承载平台与作业对象及附近障碍物物体的距离，以保证作业的准确和安全，所述小飞臂及带自动调平功能的工具承载平台可上下摆动并使承载平台保持水平，以微动的方式延伸整个机械臂的作业范围及作业高度。

装设在运载动力车上的液压系统为上述各种动作的油缸及液压工具输送液压动力，安装在运载动力车上的操作台控制整个机械臂和工具的启闭。全部操作皆是在运载动力车上的操作台上或无线遥操作进行，所以无需人员在高空中作业。

工作过程是：多功能高空作业机械臂通过搭载其的二类汽车底盘或自行式底盘到达需工作的地面位置。该设备的三自由度作业机械臂通过转台的回转，臂架的伸缩、变幅，使工具承载接近工作区域内，再操纵小飞臂进行变幅，将工具定位到指定的工作位置进行工作。

该实用新型的有益效果在于：该实用新型自动化程度高，安全性好，方便快捷，工作效率高、适应范围广。

附图说明

图1是本实用新型总体结构示意图。

图2是本实用新型小飞臂及工具承载平台侧视结构示意图。

图3是本实用新型小飞臂及工具承载平台立体结构示意图。

图4是本实用新型作业示意图。

图中：1、带回转减速器的转台，2、伸缩臂，3、变幅油缸，4、伸缩油缸，5、小飞臂及工具承载平台，2-1、飞臂俯仰摆动油缸，2-2、小飞臂机械臂，2-3、工具承载平台工具，2-4、承载平台调平摆动油缸，2-5、第一编码器，2-6、第二编码器，2-7、倾角传感器，2-8、超声传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本实用新型。

如图1所示的多功能高空作业机械臂，包括有带回转减速器的转台1、伸缩臂2、变幅油缸3及伸缩油缸4，伸缩臂2包含三节臂，伸缩臂2一节臂用铰轴与转台1铰接；变幅油缸3缸筒底座用铰轴与转台1铰接；变幅油缸3杆端部用铰轴与伸缩臂2的一节臂铰接；伸缩油缸4杆端部用铰轴固定在一节臂始端；伸缩油缸筒4端部(靠近缸杆端)用铰轴与伸缩臂2的二节臂铰接；三节臂通过滑轮机构与一、二节臂相连。

如图2、图3所示，所述小飞臂及带自动调平功能的工具承载平台5包括飞臂俯仰摆动油缸2-1、小飞臂机械臂2-2、工具承载平台2-3、工具承载平台调平摆动油缸2-4、第一编码器2-5和2-6、倾角传感器2-7及超声传感器2-8构成。基本机械臂的顶端设有飞臂俯仰摆动油缸2-1连接座；小飞臂机械臂2-2与飞臂俯仰摆动油缸2-1通过法兰连接；小飞臂机械臂2-2末端设有工具承载平台2-3调平摆动油缸2-4连接座；工具承载平台2-3与调平摆动油缸2-4通过法兰连接；飞臂俯仰摆动油缸2-1和工具承载平台调平摆动油缸2-1端部设有第一编码器2-5和第二编码器2-6；工具承载平台2-3下部设置倾角传感器2-7及超声传感器2-8。

如图2、图3和图4所示，作业时小飞臂2可在120°角度范围内进行上下摆动，以微动的方式延伸整个机械臂的作业范围及作业高度，所述120°角度范围可通过编码器2-5实时反馈的信息，由控制系统给飞臂俯仰摆动油缸2-1的控制阀发送实时电控信号以控制该摆动油缸的摆动幅度来实现。工具承载平台的自动调平是如下方案实现的：作业时倾角传感器2-7会将工具承载平台2-3的倾角信息实时反馈给控制系统，控制系统再给工具承载平台调平摆动油缸2-4的控制阀发送实时电控信号，同时通过编码器2-6反馈的实时信息以调整平台调平摆动油缸2-4的摆动幅度来实现。工具承载平台2-3上可搭载的摄影像设备，用以在地面对高空中物体进行多角度的观察检测，同时超声传感器2-8可以准确反馈高空中工具承载平台2-3与作业对象及附近障碍物物体的距离，以保证作业的准确和安全。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。