用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统

本技术属于土木工程智能建造机械装备，涉及一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统及建造方法。

背景技术：

1、装配式建筑作为一种有利于进行快速建设的建筑方式，在保证建筑行业技术水平和工程质量的前提下，提高工作效率与建设智能化程度，有望成为未来主要的建筑方式。钢结构框架作为建造过程中各种执行器落脚点，尚依靠基于手脚架和塔吊的人工方式搭建，存在耗时耗力、安全污染等问题；建造框架只满足单台或少量功能单一机械臂执行器完成作业，工作空间相互独立，不利于机器人系统协同建造和建造无人化智能化水平提高。

2、中国专利cn109879175b提出了一种通过支撑立柱连接并在建筑上爬行，通过行吊大车及小车在轨道上配合机械臂完成建筑物料搬运，其只能在已有建筑框架结构基础上爬行，不能从地面开始自主爬升和工作，每次搬运只能同时进行一台机械臂工作。同时，中国专利cn210286518u提出了一种在单横梁上布置和控制多台行吊小车的控制方案，只能在一个方向上运行，运动过程存在干涉现象。中国专利cn 212176541 u也提出了一种能够自主爬升的高楼建筑平台，只能在已有建筑体表面进行攀爬，平台上方安装吊机结构只能通过传统方式通过人工进行进一步建造过程。另外，中国专利cn208056658u提供了一种新型空中造楼机方案，能够从低楼层开始顶升，但是不能水平移动至下一建造场地。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了提供一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统及其建造方法。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本实用新型的技术方案之一提供了一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，包括：

4、内轨道作业装置；

5、内轨道式导轨装置，其包括提供内轨道作业装置工作所需内轨道式工作轨道的二维折展内导轨机构，以及支撑所述二维折展内导轨机构的二维导轨支撑机构，该二维导轨支撑机构的底部设有标准节组件；

6、设置于二维导轨支撑机构下方并用于调节标准节组件叠装数量的机械液压装置；

7、以及用于将标准节组件从送往机械液压装置工作位置或从机械液压装置内送出的底盘标准节传送装置。

8、另外，本实用新型的机械系统还可以包括：吊升装置，用以悬挂起吊建筑预制件及相关装配件；

9、传感系统，用以检测导轨系统是否完全展开的位置传感器、用以测量与计算内轨道式导轨装置直线度的激光传感器；

10、以及控制系统，用以控制上述各装置的运行，包括底盘标准节传送装置的运动与定位、机械液压装置的顶升增高、内轨道式导轨装置的折叠与展开、内轨道作业装置完成建造工作等。这里涉及到的各部件均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件。

11、本实用新型的技术方案之二提供了用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统的建造方法，该方法包括底盘标准节传送装置运动阶段、内轨道式导轨装置展开阶段、机械液压装置顶升阶段、内轨道作业装置执行阶段、折叠回收阶段，其中，所述底盘标准节传送装置运动阶段用于将标准节组件从标准节装载位置输送至机械液压装置的顶升位置；

12、所述内轨道式导轨装置展开阶段与底盘标准节传送装置运动阶段同步进行，其由底盘标准节传送装置提供内轨道式导轨装置展开所需动力，使得二维轨道展开机构在横向与纵向的二维平面内依次离开所述二维导轨支撑机构并展开固定；

13、所述机械液压装置顶升阶段用于将由底盘标准节传送装置运输到位的标准节组件顶伸至与二维导轨支撑机构底部的标准节组件拼装；

14、所述内轨道作业装置执行阶段在机械液压装置顶升阶段结束后进行，此时，二维导轨支撑机构底部的标准节组件拼装完成，内轨道作业装置在由二维轨道展开机构完全展开后形成的内轨道式工作轨道上移动，并控制其所装载的末端执行器运行，完全相应作业；

15、当所述内轨道作业装置执行阶段结束后，所述折叠回收阶段开启，控制所述内轨道作业装置、机械液压装置、底盘标准节传送装置、内轨道式导轨装置恢复至初始状态，完成一个完整的工作流程。

技术特征：

1.一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，其特征在于，所述二维折展内导轨机构包括：

3.根据权利要求2所述的一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，其特征在于，所述折叠桁架包括对应三角平面框架三个端角设置的三组折叠连杆，每组折叠连杆由两根相互铰接的斜杆组成，所述斜杆还与所述三角平面框架铰接，在斜杆与三角平面框架的铰接位置、以及两根斜杆之间的铰接位置均设有自动锁紧结构，当两根斜杆处于平行状态时，通过所述自动锁紧结构将两根斜杆固定为同一杆件；

4.根据权利要求1所述的一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，其特征在于，所述机械液压装置包括支撑所述二维导轨支撑机构的起升框架、用于水平输送标准节组件的进给平台、安装在所述起升框架上并用于顶升标准节组件的顶升平台、设置在所述起升框架上的辅助平台，以及位于起升框架顶部并用于承载由顶升平台送来的标准节组件的力系转换支撑机构，

5.根据权利要求4所述的一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，其特征在于，所述标准节框架包括若干根沿圆周向间隔并排布置并相互固定连接的标准节立柱，每根标准节立柱的顶部设有顶部凸台，底部加工有可供所述顶部凸台嵌入的底部凹槽；

6.根据权利要求1所述的一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，其特征在于，所述底盘标准节传送装置包括支撑所述机械液压装置的可移动底盘机构、布置在两机械液压装置之间的可折叠导轨，以及可在展开后的可折叠导轨上来回移动的标准节运输小车，所述可移动底盘机构包括可行走底盘、安装在所述可行走底盘底端面的行走轮组件，以及设置在所述可行走底盘上并用于与施工地面固定的螺栓自动固定结构。

7.根据权利要求6所述的一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，其特征在于，所述螺栓自动固定结构包括驱动电机、螺栓座套筒、轨道套筒、连接螺栓和螺栓滑块，其中，所述驱动电机固定在所述可行走底盘上，且驱动电机的输出端连接所述螺栓座套筒，所述轨道套筒围绕所述螺栓座套筒固定在所述可行走底盘上，在轨道套筒的内壁面加工有螺旋升降轨道，所述螺栓座套筒加工有沿竖直方向的导向孔，所述螺栓滑块置于所述螺栓座套筒内，在螺栓滑块的侧部还加工有伸出所述导向孔并匹配置入所述螺旋升降轨道内的凸起，所述连接螺栓的顶部与所述螺栓滑块固定连接，底部则伸出所述轨道套筒。

8.根据权利要求1所述的一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，其特征在于，所述内轨道作业装置包括可在所述内轨道式工作轨道上移动的作业行走小车、设置在所述作业行走小车上并可沿竖直方向伸缩的可延伸挂载机构、安装在所述可延伸挂载机构上的多自由度机械臂，以及布置在所述多自由度机械臂上的末端执行器，所述作业行走小车包括设置在内轨道式工作轨道上的小车支撑机构、分别安装在所述小车支撑机构四周的万向移动机构，以及活动安装在所述小车支撑机构上的小车定位机构。

9.根据权利要求8所述的一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，其特征在于，所述小车支撑机构包括分别位于内轨道式工作轨道表面的上方和下方的一级车身和二级车身、以及围绕所述一级车身和二级车身设置的车边架；

10.根据权利要求9所述的一种用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，其特征在于，所述小车定位机构包括安装在所述一级车身上的连杆升降组件、固定在所述连杆升降组件上的定位连接板、转动设置在所述定位连接板上的小车定位杆，以及套设在所述小车定位杆上的小车定位弹簧，所述的小车定位杆的头部具有呈半球状的定位块，在定位点处设有可供所述定位块滑入的定位小孔，以小车定位杆为中心，在定位连接板和所述小车定位杆之间还对称设有两根连接弹簧，使得所述小车定位杆保持竖直状态。

技术总结
本技术涉及用于装配式建筑建造的非道路行走内轨道机械系统，该机械系统包括：内轨道作业装置；内轨道式导轨装置，其包括提供内轨道作业装置工作所需内轨道式工作轨道的二维折展内导轨机构，以及支撑所述二维折展内导轨机构的二维导轨支撑机构，该二维导轨支撑机构的底部设有标准节组件；设置于二维导轨支撑机构下方并用于调节标准节组件叠装数量的机械液压装置；以及用于将标准节组件从送往机械液压装置工作位置或从机械液压装置内送出的底盘标准节传送装置。与现有技术相比，本技术可以满足预制化混凝土结构、预制化钢结构、预制化木结构等装配式建筑的遥控式自动式建造目的。

技术研发人员：陆亮,蒋沛杰,何斌,王志鹏,孙宁
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：20221220
技术公布日：2024/1/14