CN109719698A - 一种建筑用机器人搭载***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑施工领域，具体涉及一种建筑用机器人搭载***及控制方法，建筑用机器人搭载***包括其包括爬架***和行吊***，所述爬架***和行吊***通过支撑立柱连接，所述支撑立柱设置在所述爬架***的主体框架上，所述行吊***设置在支撑立柱上，所述支撑立柱包括前后设置的第一支撑立柱排和第二支撑立柱排；所述行吊小车上设置一可在竖直方向伸缩的可伸缩杆，所述可伸缩杆的下端可拆卸地连接多轴机械臂，所述多轴机械臂的下端可拆卸的连接建筑用机器人。通过设置可以在行吊导轨上移动的行吊大车和可以在横梁上移动的行吊小车，配合机械手实现在空间上灵活吊装物料的效果，且定位效果好，大幅度提高建筑施工效率。

Description

一种建筑用机器人搭载***及控制方法

技术领域

本发明属于建筑施工领域，具体涉及一种建筑用机器人搭载***及控制方法。

背景技术

在建筑施工过程中一般会使用行吊(起重机)吊载物料，实现物料的搬运；爬架也是建筑施工过程中必不可少的设备之一，爬架可以沿着建筑物上攀或下降，是建筑施工中安全可靠的作业平台。

传统的行吊一般设在地面或楼面之上，而爬架顶部没有架设行吊，这导致行吊在运输物料时移动不灵活，而且定位不好，常有吊载不到的死角，需要人工再费时费力的搬运到工作位置，而且现有的行吊自动化程度低，需要人工参与较多的体力工作；随着新型建筑方式的发展，建筑所需作业半径越来越长以及定位精度要求越来越高，急需一种新型吊装设备来满足现有各种各样的吊装环境和吊装需求。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种建筑用机器人搭载***，以解决现有技术爬架和行吊运送物料不灵活，定位不好的问题。

本发明提供一种建筑用机器人搭载***，其包括爬架***和行吊***，爬架***和行吊***通过支撑立柱连接，支撑立柱设置在爬架***的主体框架上，行吊***设置在支撑立柱上，支撑立柱包括前后设置的第一支撑立柱排和第二支撑立柱排；行吊***包括支撑在第一支撑立柱排上的第一行吊轨道和支撑在第二支撑立柱排上的第二行吊轨道、架设在第一行吊轨道和第二行吊轨道之间并可沿第一行吊轨道、第二行吊轨道运动的行吊大车，设置在行吊大车上并可相对行吊大车运动的行吊小车，行吊小车上设置一可在竖直方向伸缩的可伸缩杆，可伸缩杆的下端可拆卸地连接多轴机械臂，多轴机械臂的下端可拆卸的连接建筑用机器人。

进一步的，建筑用机器人也可直接与可伸缩杆连接。

进一步的，建筑用机器人可为单纯的机械手或带有机械臂的机械手或带有机械臂、机械手的机器人。

进一步的，行吊小车的运动方向与行吊大车的运动方向垂直，行吊大车、行吊小车、伸缩杆的运动方向关系为X轴、Y轴、Z轴方向，多轴机械臂可在立体空间内进行多维度运动。

进一步的，行吊小车骑设在行吊大车上。

进一步的，行吊大车包括一横梁，横梁的前后两端装设有第一车轮、第二车轮，对应的卡装在相应的第一行吊轨道和第二行吊轨道上，横梁上设置有移动轨道。

进一步的，行吊小车包括车体和车轮，车体的截面为倒U形，车轮设置车体的凹槽内顶部，行吊小车架设在横梁上时，车轮刚好至于移动轨道上。

进一步的，行吊小车配置有与行吊小车车轮驱动连接的小车马达；行吊大车配置有与行吊大车车轮驱动连接的大车马达。

进一步的，伸缩杆底部设置可供多轴机械臂或建筑用机器人连接的第一连接单元和/或多轴机械臂底部设置有可供与建筑用机器人连接的第二连接单元。

进一步的，第一/第二连接单元均实现的是刚性连接。

进一步的，该控制方法包括爬架在竖直方向上移动的控制方法，其包括如下步骤：

步骤S1：控制器发出指令，爬升过程启动，当爬架整体爬升至预定位置时，爬升停止，人工进行爬架与建筑物的机械连接固定后，爬架的爬升装置进入放松状态不再受力。

步骤S2：控制第一支撑立柱、第二支撑立柱升降至合适的位置，安装行吊机构。

进一步的，爬架爬升时，若荷载超载，会自动停机；当爬架自身的任意两个提升机构发生爬升高度差超过2cm，爬架自动停机，停机后需人工干预调平后，再次启动。

进一步的，当爬架爬升时，将行吊机构移动到第三、第四支撑立柱附近，第三、第四支撑立柱为液压杆机构，协同爬架上升为其提供支撑力，减轻爬架上行的阻力。

进一步的，该控制方法还包括在平面上运送物料的控制方法，其包括如下步骤：

步骤S3：在控制模块内输入规划行走路线参数、停留位置参数；

步骤S4：控制模块发出指令启动行吊大车马达和行吊小车马达，大车马达和小车马达分别驱动行吊大车和行吊小车按规划路径行走；

步骤S5：行吊大车与行吊小车行走时，利用感应器对行吊大车和行吊小车所在的位置实时监控并反馈给控制模块；

步骤S6：控制模块根据所接收到的行吊大车和行吊小车位置数据信息，确定行吊大车和行吊小车是否到达预设停留位置，当行吊大车和行吊小车到达预设停留位置时，控制模块发出指令控制大车马达和小车马达停止运行。

进一步的，在步骤S6后，还包括如下步骤：

步骤S7：行吊大车和行吊小车停止后，控制模块开始计时，当停留时间达到设定的停留时间后，控制模块下达指令重新启动大车马达和小车马达；

步骤S8：控制模块根据感应器实时反馈的位置数据信息和设定目的地位置信息进行匹配，当检测到行吊大车和行吊小车到达规划路线终点后，控制模块发出指令控制大车马达和小车马达停止运行。

进一步的，在行吊大车和行吊小车运动过程中，控制模块根据感应器反馈的数据判断行吊大车和行吊小车是否在规划路线上，若不是则控制模块对大车马达与小车马达下达指令，驱动行吊大车和行吊小车回归正确的行驶路线。

进一步的，控制方法还包括对行吊小车上设置的伸缩杆的控制方法，其包括如下步骤：

步骤S9：记录伸缩杆的初始位置以及机械臂运动半径数据，并将位置数据和机械臂运动半径数据导入控制模块；

步骤S10：利用机械臂上的第三感应器实时采集机械臂与物料的工作距离数据，并将工作距离数据发送给控制模块；

步骤S11：控制模块比较工作距离数据与运动半径数据，当运动半径数据大于等于工作距离数据时，控制模块对机械臂和机械手下达指令执行第一工作动作；

步骤S12：当运动半径数据小于工作距离数据时，控制模块发送启动信号给伸缩杆动力***，伸缩杆动力***驱动伸缩杆向下移动，移动的距离为一个运动半径长度；控制模块再次比较运动半径数据和工作距离数据，并循环执行步骤34，直至控制模块检测到运动半径长度数据大于等于工作距离数据。

进一步的，在步骤S11后，控制模块继续判定是否存在伸缩杆需要执行的第二工作动作，若存在控制模块循环执行步骤S10，步骤S11和步骤S12；若不存在控制模块发出复原信号给伸缩杆的动力***，伸缩杆动力***驱动伸缩杆恢复至初始位置。

进一步的，控制方法还包括机械手工作时的控制方法，包括如下步骤：

步骤S13：将机械手的工作坐标位置信息输入至控制器内，感应器采集机械手当前位置坐标信息，并将位置信息反馈给控制器；

步骤S14：控制器根据工作坐标位置信息和当前位置坐标信息计算机械手在X轴、Y轴和Z轴上的移动量，控制器发出控制指令给大车马达、小车马达和伸缩杆动力***；

步骤S15：控制器根据第一感应器、第二感应器、第三感应器的反馈，实时监控机械手的位置，确定机械手到达工作位置后，控制器发出工作指令驱动机械手执行工作动作。

采用以上技术方案，与现有技术相比，本发明一种建筑用机器人搭载***的有益效果是，定位更加准确，抓取物料稳定精准，自动化程度高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明优选实施的行吊在建筑施工时的示意图；

图2为本发明优选实施的行吊结构示意图；

图3为图2和图17中A处的放大结构示意图；

图4为本发明优选的行吊小车部分放大结构示意图；

图5为本发明优选的爬架和提升机构示意图；

图6为本发明优选的多轴机械臂连接示意图；

图7为本发明优选的多轴机械臂立体图；

图8为本发明优选的多轴机械臂主视图；

图9为本发明优选的多轴机械臂侧视图；

图10为本发明优选的多轴机械臂俯视图；

图11为本发明优选的多轴机械臂仰视图；

图12为本发明优选的多轴机械臂在垂直面旋转示意图；

图13为本发明优选的多轴机械臂绕电机轴转动示意图；

图14为本发明优选的爬架的爬升控制方法流程示意图；

图15为本发明优选的控制行吊大车和行吊小车行驶方法的流程示意图；

图16为本发明优选的控制伸缩杆移动的流程示意图；

图17为本发明优选的建筑施工***结构示意图；

图中：1-行吊大车，11-横梁，12-第一移动部，13-第二移动部，14-大车电机， 15-移动轨道，2-行吊小车，21-车体，22-车轮，23-支座，31-第一行吊轨道，32- 第二行吊轨道，42-建筑用机器人，43-第一连接单元，44-机械臂，45-第二连接单元， 46-连接杆，5-爬架，51-支撑立柱，201-导轨，202-内立杆，203-外立杆，204-横杆， 205-支撑斜腹杆，206-水平支撑结构，208-附墙支座，209-防坠装置，211-防坠杆， 212-防倾装置，213-上吊点，214-下吊点，215-提升机，217-脚手板，218-外防护网， 219-顶部作业层护栏，220-密封翻板，221-建筑物；50-第四机械臂，52-外接端口单元，53-第一机械臂，54-第一电机轴，55-第二机械臂，56-第二电机轴，57-第三机械臂，59-螺栓孔，60-数据接口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种建筑用机器人搭载***，其包括爬架***和行吊***，所述爬架***和行吊***通过支撑立柱连接，所述支撑立柱设置在所述爬架***的主体框架上，所述行吊***设置在支撑立柱上，所述支撑立柱包括前后设置的第一支撑立柱排和第二支撑立柱排；所述行吊***包括支撑在所述第一支撑立柱排上的第一行吊轨道和支撑在所述第二支撑立柱排上的第二行吊轨道、架设在所述第一行吊轨道和所述第二行吊轨道之间并可沿所述第一行吊轨道、所述第二行吊轨道运动的行吊大车，设置在行吊大车上并可相对行吊大车运动的行吊小车，其特征在于：所述行吊小车上设置一可在竖直方向伸缩的可伸缩杆，所述可伸缩杆的下端可拆卸地连接多轴机械臂，所述多轴机械臂的下端用于可拆卸的连接建筑用机器人。

具体的实施方式如下：如图1-图5和图17所示：爬架***包括一个或多个爬架，其优选围绕建筑物221设置，根据需要，例如修整其中一些建筑物221墙面是，也可只在其中的一面、二面、或三面设有爬架5。爬架5通常根据建筑物221的长度进行定制或选用，如图1中建筑物221纵向面，可以只用一个爬架5，横向面可以采用多个爬架5沿横向组合使用，即多个爬架5协向操作。当然也可定制安装成一个整体爬架5，如图1中所示的环绕建筑物221的一个整体爬架5结构。具体的，图5示意出了爬架5包括：主框架结构、导轨201和提升机构215，导轨201固定在建筑物221 上，用作主框架结构爬升的轨道，主框架结构通过提升机构215沿导轨201进行爬升，导轨201作为爬架5整体爬升的轨道，优选采用槽钢和圆钢的组合钢质材料，并采用螺栓结构固定在建筑物221上，使爬架5通过与导轨201配合实现上下滑动。同时为了保证爬架5的稳定性，爬架5还可设有防倾装置212，防倾装置212包括防倾杆和卡接装置，防倾杆固定于爬架5上，卡接装置一端为环状部，可套接于防倾杆上，另一端通过附墙支座208固定在建筑物221上。当爬架5爬升时，防倾杆通过环状部向上滑动，滑动过程中防止爬架倾覆。另外，优选的，本发明还设有摩擦式防坠装置209，其包括防坠杆211，用于爬架5发生下坠时，对爬架5进行摩擦式支撑，减缓下坠，直至下坠停止。此外，本发明还设置附墙支座208作为爬架5与建筑的连接构件，起到卸荷防倾覆作用，优选采用槽钢和圆钢的组合钢质材料。附墙支座208一般通过机械方式与剪力墙进行连接，亦可与楼板进行机械连接。部分附墙支座208上设有上吊点213，爬架5底部对应设有下吊点214，上吊点213和下吊点214之间设有线缆，线缆可通过提升机215如电动葫芦或液压机进行提升和下降。

本发明创新的发现，建筑施工过程中，无论单纯的采用爬架还是单纯的采用行吊或者是两者同时简单的发挥各自作用，都不有助于建筑施工承重要求能力高、空间调整灵活度强、定位要求准的特点。基于此，为实现爬架***与行吊***结合在一起实现成本1+1小于2、效果1+1大于2的效果，本施工***设置支撑立柱实现爬架***与行吊***的结合。

优选的爬架在主框架结构的前后两侧分别设有支撑立柱51，支撑立柱上方支撑有行吊轨道104，支撑立柱106包括多个第一支撑立柱51A和多个第二支撑立柱51B。为使行吊***与爬架***的结合能得到更好的支撑，支撑立柱51优选设计成高于爬架5 的高度，即行吊滑轨104高于爬架一定的高度。进一步优选的，为能好的实现爬架及整体施工***的精准定位和平稳运动，第一支撑立柱、第二支撑立柱优选的采用可调节长度结构，如支撑立柱可优选为液压杆式结构，包括缸体和杆体，其中缸体固定在爬架的主框架结构上，杆体可相对缸体上下移动。通过上述设置，可以方便行吊***在竖直方向上进行调节。

进一步优选的，在第一行吊轨道31的下方第一支撑立柱两侧还设有第一地撑立柱，第二行吊轨道32的下方第二支撑立柱两侧还设有第二地撑立柱，将两立柱直接支撑在地面上，以更好的受力。当行吊吊装的对象重量很大时，设置在爬架上的多个第一支撑立柱51A和多个第二支撑立柱51B的需承很大的重力。为此，在两条行吊轨道的下方两侧设置地撑立柱可以极大的保障行吊工作的安全以及与爬架结合的完美。优选的，第一、第二支撑立柱还可以做成高度可调节或者可沿地面移动的方式，以同时满足承受力和位置调整灵活的效果。

与爬架***结合的行吊***，如图1-10所示，包括支撑在第一支撑立柱排上的第一行吊轨道31和支撑在所述第二支撑立柱排上的第二行吊轨道32、架设在所述第一行吊轨道和所述第二行吊轨道之间并可沿所述第一行吊轨道、第二行吊轨道运动的行吊大车，设置在行吊大车上可相对行吊大车运动的行吊小车，行吊小车用于连接建筑用机器人。如图6-13所示进一步优选的实施例，建筑用机器人42为机械手或工作臂或机器人或他们的组合。机械手包括但不限于以下钢筋绑扎机械手、铝模板安装机械手或地面磨平机械手；机器人可以是整平机器人、抹平机器人、绑扎机器人、抓取机器人、刮平机器人等。

优选的，行吊小车2骑设在行吊大车1上。这种连接方式使行吊小车2的运动更加稳定，防止翻车。优选的，行吊大车1包括一横梁11，横梁11的前后两端装设有第一车轮12、第二车轮13，对应的卡装在相应的第一行吊轨道31和第二行吊轨道32 上，横梁11上设置有移动轨道15。横梁11两端连接的第一车轮12和第二车轮13可以拆卸，并更换新的横梁11，横梁11的长度可根据建筑施工过程中的需求定制。行吊小车2包括车体21和车轮22，车体21的截面为倒U形，车轮22设置车体21的凹槽内顶部，行吊小车2架设在横梁11上时，车轮22刚好至于移动轨道15上。优选的，行吊小车2配置有与行吊小车车轮22驱动连接的小车马达；行吊大车1配置有与行吊大车1车轮驱动连接的大车马达14。大车马达14和小车马达为三合一马达，三合一马达也称三合一减速器，是集减速器、电动机和制动器功能为一体的部件。小车电机较为优选的位置是设置在车体21内。

本发明行吊小车用于连接建筑用机器人的方式可以有多钟：

(1)如图14，行吊小车连接多轴机械臂，所述多轴机械臂的下端可拆卸的连接建筑用机器人。

(2)如图2，行吊小车连接伸缩杆，所述伸缩杆的下端连接多轴机械臂，所述多轴机械臂的下端可拆卸的连接建筑用机器人。

对于第(1)情况，可进一步的优选在小车的下端延伸有一连接杆46，多轴机械臂通过该连接杆固定在小车上。当多轴机械臂44连接在行吊小车2下端或连接在连接杆46下端时，所述行吊小车2的运动方向与行吊大车1的运动方向垂直，所述行吊大车、行吊小车的运动方向关系为X轴、Y轴方向，多轴机械臂可上下移动和/或可旋转地设置在连接杆上，多轴机械臂可在立体空间内因为其多轴不在同一轴线上进行多维度运动。

对于第(2)情况，当多轴机械臂44通过伸缩杆41连接到行吊小车2上时，行吊小车2的运动方向与行吊大车1的运动方向垂直，行吊大车1、行吊小车2、伸缩杆41的运动方向关系为X轴、Y轴、Z轴方向，多轴机械臂44可在立体空间内进行多维度运动，多轴机械臂44起到了坐标补偿的作用。具体的，伸缩杆41或连接杆46 与行吊小车2通过小车侧面的支座23螺栓连接，该支座23和行吊小车2用钢板刚性连接。通过支座23连接直角坐标系杆41和行吊小车2，使其连接稳定牢固，不易损坏。优选的，在伸缩杆41设置可供多轴机械臂44或建筑用机器人42连接的第一连接单元43，当建筑用机器人42通过多轴机械臂44与伸缩杆41连接时，多轴机械臂44 与建筑用机器人42通过第二连接单元45连接。

无论上述哪种实施方式，都由此使得该种实施方案能够针对建筑领域的控制难题。但我们更优选的是第二种方案。因为多轴机械臂和伸缩杆的联合作用，极大的增加了我们爬吊装置和行吊装置组合的优越性，使得控制的维度大为增加。

优选的，如图6至图13所示，多轴机械臂44包括机械臂主体单元、设置于机械臂主体单元顶部的第一连接单元43以及设置于机械臂主体单元底部的第二连接单元45；该第一连接单元43将机械臂主体单元安装于行吊***上，由此实现机械臂与行吊***的模块化连接和安装；第二连接单元45外接建筑用机器人，该建筑用机器人可用于行吊施工，并根据不同目的可以外接建筑施工用机器人，例如整平机器人、抹平机器人、绑扎机器人、抓取机器人、刮平机器人等，采用第二连接单元同样使得机械臂与建筑用机器人之间实现模块化连接和安装；采用上述机械臂方案，使得行吊***在施工时可以外接建筑用机器人，从而提高作业效率、扩大行吊的应用范围、降低人工劳动量、降低施工成本。优选地，结合上述方案，如图6至图13所示，本实施例中，机械臂主体单元为多轴机械臂44；多轴机械臂44包括多条机械臂，并且多条机械臂转动轴线不在同一直线上，由此可以实现多方向、多维度、多自由度的施工空间以及坐标补偿；进一步地，多条机械臂之间通过电机轴转动连接，以现实各个机械臂之间不同维度、不同方向的转动；在各自电机轴的带动作用下，各个机械臂可以沿水平方向或竖直方向转动；具体地，如图8所示，电机轴可带动机械臂在水平面上做360°旋转；或如图9所示，电机轴可带动机械臂在竖直方向做钟摆式转动，从而实现各个维度和方向的转动。

具体的，如图6至图13所示，机械臂包括第一机械臂53、第二机械臂55以及第三机械臂57；其中，第一机械臂43一端与第一连接单元43连接，第一机械臂53另一端通过第一电机轴54与第二机械臂55一端可转动连接；第一电机轴54水平设置于第一机械臂53和第二机械臂55转动连接处，并和第一电机传动连接，从而使得第二机械臂55可绕第一电机轴54转动；第二机械臂55另一端通过第二电机轴56与第三机械臂57一端可转动连接；第三机械臂57的另一端连接第二连接单元45；第二电机轴56水平设置于第二机械臂55和第三机械臂57转动连接处，并和第二电机传动连接，从而使得第三机械臂57可绕第二电机轴56转动；具体地，第一电机轴54的轴线和第二电机轴56的轴线均为水平方向，从而使第二机械臂55和第三机械臂57可在竖直方向上做钟摆式转动，即第一电机轴54带动第二机械臂55沿竖直方向做钟摆式转动；第二电机轴56带动第三机械臂57沿竖直方向做钟摆式转动。进一步还可优选的，机械臂还包括第四机械臂50；第四机械臂50一端通过第三电机轴与第一机械臂53的底部传动连接，第四机械臂50另一端与通过第一电机轴54与第二机械臂55一端可转动连接；第三电机轴设置于第一机械臂53上，并和第三电机传动连接；这样，第一机械臂53通过第三电机轴带动第四机械臂50沿水平方向旋转，即如图8所示，第三电机轴可带动第四机械臂50在水平面上做360°旋转，并且第四机械臂50可带动第二机械臂55在水平面上做360°旋转。

对上述机械臂优选实施例，如图6至图13所示，三个电机轴单独驱动，第一电机轴54连接第一电机、第二电机轴56连接第二电机、第三电机轴连接第三电机；这样使得第一电机轴54、第二电机轴56、第三电机轴可同步或独立被驱动，从而实现各自角度和空间的转动。

本实施例中，为更灵活的实现多轴机械臂的连接，通过伸缩杆连接一个多轴机械臂44的第一连接单元，从而进一步实现多轴机械臂44施工位置的坐标补偿和更大空间的活动范围、更多维度的吊运；伸缩杆与第一连接单元可拆卸连接，这样使得伸缩杆在需要安装机器人或机械臂的时候可以方便拆卸和更换；具体地，本实施例中，伸缩杆与第一连接单元通过螺栓连接或通过法兰连接或通过滑轨连接；进一步地，第一连接单元43固定设置于第一机械臂53顶部，这样第一机械臂53可通过伸缩杆3将机械臂主体单元安装于行吊***上；具体地，伸缩杆3一端与第一连接单元43连接，另一端连接于行吊***的行吊车上；具体地，由于行吊、伸缩杆的自身行走误差及结构受力变形，造成第二连接部件外接的机器人施工时可能存在定位不准确或无法行走至指定位置，该多轴机械臂44为行吊、伸缩杆提供坐标补偿、保证外接的机器人能够达到指定坐标，也可为外接机器人提供范围施工的自由度、减少行吊及小车的移动。

多轴机械臂44其还包括控制器和电源模块；电源模块分别与控制器和驱动机械臂主体单元的第一电机轴的第一电机、驱动第二电机轴的第二电机、驱动第三电机轴的第三电机电连接；控制器分别与第一电机、第二电机、第三电机通信连接；控制器控制多轴机械臂44达到指定坐标，并获得多自由度施工范围和坐标补偿；采用上述方案，能够实现行吊机械臂多自由、多方向进行精确位置施工、效率较高。

优选地，结合上述方案，如图6至图13所示，本实施例中，机械臂主体单元的侧面上设有外接端口单元52；进一步地，该外接端口单元52用于临时和外接电器设备通信连接；外接电器设备为检测器或编码器；检测器或编码可对机械臂进行检测或临时调整，也可以外接较大型设备的数据端口，如抹平机、铝模安装机等末端机器。

优选地，结合上述方案，如图6至图13所示，本实施例中，第二外接单元45固定设置于第三电机械臂57的底部，用于可拆卸地外接不同目的的建筑用机器人；该建筑用机器人可以为整平机器人、抹平机器人、绑扎机器人、抓取机器人或刮平机器人；采用上述方案，机械臂主体单元通过第二外界单元接口连接不同作用和功能的机器人，从而进行施工。

优选地，结合上述方案，如图6至图13所示，本实施例中，第一连接单元43和 /或第二连接单元45为连接板；具体地，连接板的四周分别设有螺栓孔，这样连接可通过螺栓孔与外界设备或建筑用机器人模块化连接和安装；具体地，连接板的中心位置预留有走线通道或数据接口60，这样使得连接单元通过走线通道或数据接口即可与外部设备通信连接或电连接，从而实现电源供应和通信控制连接。

建筑施工***还包括控制器、位置存储器和若干个感应器，感应器用于感应行吊大车、行吊小车、建筑用机器人的位置坐标。

本发明一种建筑施工***的控制方法的优选的实施例如下，该控制方法包括爬架在竖直方向上移动的控制方法，行吊大车和行吊小车移动的控制方法，伸缩杆在竖直方向上伸缩的控制方和建筑用机器人的控制方法。

如图14所示，爬架在竖直方向上移动的控制方法包括，控制***经过初始化，控制***自检化，判断结果是否正常，如果否，则停机警报，如果是，则检测载荷，如果超载，则停机警报，未超载，则爬架爬升，同时进行机位检测，各机位若大于2cm, 则人工调平，判断是否达到指定位置，如到达，则终止。具体的：

爬架5通过专用的控制器控制爬升，当控制器发出指令，单体建筑上的爬架5进行提升，提升的动力可来自电动葫芦和链条或液压顶升装置等。当爬架5整体爬升至预定位置时，爬升自动停止，人工进行爬架5与楼梯的机械连接固定后，爬架5提升机构进入放松状态不再受力。

爬架5爬升时，若荷载超载，会自动停机。当第一支撑立柱排与第二支撑立柱排的高度差达到2厘米时，爬架5自动停机；停机后需人工干预调平后，机器再次启动。

如图15所示，控制行吊大车和行吊小车移动的方法，其包括如下步骤：

步骤S3：在控制器内输入规划行走路线参数、停留位置参数；

步骤S4：控制器发出指令启动行吊大车马达和行吊小车马达，大车马达和小车马达分别驱动行吊大车和行吊小车按规划路径行走；

步骤S5：行吊大车与行吊小车行走时，利用感应器对行吊大车和行吊小车所在的位置实时监控并反馈给控制器；

步骤S6：控制器根据所接收到的行吊大车和行吊小车位置数据信息，确定行吊大车和行吊小车是否到达预设停留位置，当行吊大车和行吊小车到达预设停留位置时，控制器发出指令控制大车马达和小车马达停止运行。

优选的，在步骤S6后，还包括如下步骤：

步骤S7：行吊大车和行吊小车停止后，控制器开始计时，当停留时间达到设定的停留时间后，控制器下达指令重新启动大车马达和小车马达；

步骤S8：控制器根据感应器实时反馈的位置数据信息和设定目的地位置信息进行匹配，当检测到行吊大车和行吊小车到达规划路线终点后，控制器发出指令控制大车马达和小车马达停止运行。

优选的，在行吊大车和行吊小车运动过程中，控制器根据感应器反馈的数据判断行吊大车和行吊小车是否在规划路线上，若不是则控制器对大车马达与小车马达下达指令，驱动行吊大车和行吊小车回归正确的行驶路线。

如图16所示，优选的，控制方法还包括对行吊小车上设置的伸缩杆的控制方法，其包括如下步骤：

步骤S9：记录伸缩杆的初始位置以及多轴机械臂运动半径数据，并将位置数据和多轴机械臂运动半径数据导入控制器；

步骤S10：利用第四感应器实时采集多轴机械臂与物料的工作距离数据，并将工作距离数据发送给控制器；

步骤S11：控制器比较工作距离数据与运动半径数据，当运动半径数据大于等于工作距离数据时，控制器对多轴机械臂和建筑用机器人下达指令执行第一工作动作；

步骤S12：当运动半径数据小于工作距离数据时，控制器发送启动信号给伸缩杆动力***，伸缩杆动力***驱动伸缩杆向下移动，移动的距离为一个运动半径长度；控制器再次比较运动半径数据和工作距离数据，并循环执行步骤34，直至控制器检测到运动半径长度数据大于等于工作距离数据。

优选的，在步骤S11后，控制器继续判定是否存在伸缩杆需要执行的第二工作动作，若存在控制器循环执行步骤S10，步骤S11和步骤S12；若不存在控制器发出复原信号给伸缩杆的动力***，伸缩杆动力***驱动伸缩杆恢复至初始位置。

优选的，控制方法还包括建筑用机器人工作时的控制方法，包括如下步骤：

步骤S13：将建筑用机器人的工作坐标位置信息输入至控制器内，感应器采集建筑用机器人当前位置坐标信息，并将位置信息反馈给控制器；

步骤S14：控制器根据工作坐标位置信息和当前位置坐标信息计算建筑用机器人在X轴、Y轴和Z轴上的移动量，控制器发出控制指令给大车马达、小车马达和伸缩杆动力***；

步骤S15：控制器根据第一感应器、第二感应器、第三感应器的反馈，实时监控建筑用机器人的位置，确定建筑用机器人到达工作位置后，控制器发出工作指令驱动建筑用机器人执行工作动作。第一感应器用于监控行吊大车的位置，第二感应器用于监控行吊小车的位置，第三感应器用于监控建筑用机器人的位置；第一、第二、第三感应器实时反馈监测结果给控制器。

本发明提供的多轴机械臂44，可根据不同实施目的外接建筑用机器人42，具体包括：

当施工层需要进行铝模安装工作时，第二连接部件可外接铝模抓取机器人，通过外接建筑用机器人的定位***等反馈位置信息至行吊-小车-伸缩杆-机械臂的控制***中，通过计算需移动坐标将铝模运输至所需位置并停留，通过人工或其他机械设备对铝模进行安装；这种运输及定位功能，大大减轻工人在搬运铝模中的体力消耗、提升了劳动安全，同时精准定位提升了铝模安装的质量及速度；

当施工层需要进行钢筋绑扎工作时，第二连接部件可外接钢筋绑扎机器人，通过外接建筑用机器人上的识别装置，反馈坐标信息至行吊-小车-伸缩杆-机械臂的控制***中，通过计算移动坐标及多轴机械臂44旋转角度，将绑扎设备牵引至指定工作区对钢筋绑扎点进行绑扎，绑扎设备通过第二电机轴的转动，可对水平面的板筋、竖直面的墙柱筋进行绑扎，通过自动绑扎节约了人工；

当施工层需要进行至混凝土布料时，第二连接部件可外接抓取机器人，对布料机前端软管进行抓取并牵引，实现施工平面的运动；通过施工前的布料量计算、或其他设备测量混凝土的浇筑高度，事先输入或实时反馈移动指令给行吊及小车，对浇筑区域实现精准布料；

当施工层需要进行至混凝土刮平、抹平阶段时，第二连接部件可外接整平机器人、抹平机器人，通过外接建筑用机器人的竖直定位装置等，反馈信息至行吊-小车-伸缩杆-机械臂的控制***中，控制伸缩杆的伸缩，保证整平、抹平机器人的竖向坐标稳定，从而保证混凝土刮平、整平的质量，节约人力的同时提高了混凝土平整度，方便后续的铝模支模安装及地砖、地板铺贴；

采用上述外接建筑用机器人施工时，需要保证竖直方向坐标一定、绝对水平运动时，除外接建筑用机器人的竖直坐标定位装置反馈控制信息至控制***外，还需控制第一电机轴与第二电机轴旋转同样角度，保证第二连接部件的水平度，从而保证外接建筑用机器人的水平；除外接建筑用机器人自身的竖直定位***，多轴机械臂44也可通过多接口器外接定位建筑用机器人或自身集成该类建筑用机器人。

建筑施工用机器人可以理解为单纯的机械手，或带有机械臂的机械手或带有机械臂机械手的机器人。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (19)

1.一种建筑用机器人搭载***，其包括爬架***和行吊***，所述爬架***和行吊***通过支撑立柱连接，所述支撑立柱设置在所述爬架***的主体框架上，所述行吊***设置在支撑立柱上，所述支撑立柱包括前后设置的第一支撑立柱排和第二支撑立柱排；所述行吊***包括支撑在所述第一支撑立柱排上的第一行吊轨道和支撑在所述第二支撑立柱排上的第二行吊轨道、架设在所述第一行吊轨道和所述第二行吊轨道之间并可沿所述第一行吊轨道、所述第二行吊轨道运动的行吊大车，设置在行吊大车上并可相对行吊大车运动的行吊小车，其特征在于：所述行吊小车上设置一可在竖直方向伸缩的可伸缩杆，所述可伸缩杆的下端可拆卸地连接多轴机械臂，所述多轴机械臂的下端用于可拆卸的连接建筑用机器人。

2.如权利要求1所述的建筑用机器人搭载***，其特征在于：所述建筑用机器人也可直接与所述可伸缩杆连接。

3.如权利要求2所述的建筑用机器人搭载***，其特征在于：所述建筑用机器人为单纯的机械手或带有机械臂的机械手或带有机械臂、机械手的智能机器人。

4.如权利要求1-3任一项所述的建筑用机器人搭载***，其特征在于：所述行吊小车的运动方向与行吊大车的运动方向垂直，所述行吊大车、行吊小车、伸缩杆的运动方向关系为X轴、Y轴、Z轴方向，所述多轴机械臂可在立体空间内进行多维度运动。

5.根据权利要求4所述的建筑用机器人搭载***，其特征在于：所述行吊小车骑设在行吊大车上。

6.根据权利要求5所述的建筑用机器人搭载***，其特征在于：所述行吊大车包括一横梁，横梁的前后两端装设有第一车轮、第二车轮，对应的卡装在相应的第一行吊轨道和第二行吊轨道上，所述横梁上设置有移动轨道。

7.根据权利要求6所述的建筑用机器人搭载***，其特征在于：所述行吊小车包括车体和车轮，所述车体的截面为倒U形，所述车轮设置车体的凹槽内顶部，所述行吊小车架设在所述横梁上时，所述车轮刚好至于所述移动轨道上。

8.根据权利要求7所述的建筑用机器人搭载***，其特征在于：所述行吊小车配置有与行吊小车车轮驱动连接的小车马达；所述行吊大车配置有与行吊大车车轮驱动连接的大车马达。

9.根据权利要求8所述的建筑用机器人搭载***，其特征在于：所述伸缩杆底部设置可供所述多轴机械臂或建筑用机器人连接的第一连接单元和/或所述多轴机械臂底部设置有可供与建筑用机器人连接的第二连接单元。

10.根据权利要求9所述的建筑用机器人搭载***，其特征在于：所述第一/第二连接单元均实现的是刚性连接。

11.一种如权利要求1-10任一项所述的建筑用机器人搭载***的控制方法，其特征在于：该控制方法包括爬架在竖直方向上移动的控制方法，其包括如下步骤：

步骤S1：控制器发出指令，爬升过程启动，当爬架整体爬升至预定位置时，爬升停止，人工进行爬架与建筑物的机械连接固定后，爬架的爬升装置进入放松状态不再受力。

步骤S2：控制第一支撑立柱、第二支撑立柱升降至合适的位置，安装行吊机构。

12.根据权利要求11所述的建筑用机器人搭载***的控制方法，其特征在于：爬架爬升时，若荷载超载，会自动停机；当爬架自身的任意两个提升机构发生爬升高度差超过2cm，爬架自动停机，停机后需人工干预调平后，再次启动。

13.根据权利要求12所述的建筑用机器人搭载***的控制方法，其特征在于：当爬架爬升时，将行吊机构移动到第三、第四支撑立柱附近，第三、第四支撑立柱为液压杆机构，协同爬架上升为其提供支撑力，减轻爬架上行的阻力。

14.根据权利要求11所述的建筑用机器人搭载***的控制方法，其特征在于：该控制方法还包括在平面上运送物料的控制方法，其包括如下步骤：

步骤S3：在控制模块内输入规划行走路线参数、停留位置参数；

步骤S4：控制模块发出指令启动行吊大车马达和行吊小车马达，大车马达和小车马达分别驱动行吊大车和行吊小车按规划路径行走；

步骤S5：行吊大车与行吊小车行走时，利用感应器对行吊大车和行吊小车所在的位置实时监控并反馈给控制模块；

步骤S6：控制模块根据所接收到的行吊大车和行吊小车位置数据信息，确定行吊大车和行吊小车是否到达预设停留位置，当行吊大车和行吊小车到达预设停留位置时，控制模块发出指令控制大车马达和小车马达停止运行。

15.根据权利要求14所述的建筑用机器人搭载***的控制方法，其特征在于：在步骤S6后，还包括如下步骤：

步骤S7：所述行吊大车和所述行吊小车停止后，控制模块开始计时，当停留时间达到设定的停留时间后，控制模块下达指令重新启动大车马达和小车马达；

步骤S8：控制模块根据感应器实时反馈的位置数据信息和设定目的地位置信息进行匹配，当检测到行吊大车和行吊小车到达规划路线终点后，控制模块发出指令控制大车马达和小车马达停止运行。

16.根据权利要求14或15所述的建筑用机器人搭载***的控制方法，其特征在于：在行吊大车和行吊小车运动过程中，控制模块根据感应器反馈的数据判断行吊大车和行吊小车是否在规划路线上，若不是则控制模块对大车马达与小车马达下达指令，驱动行吊大车和行吊小车回归正确的行驶路线。

17.根据权利要求11所述的建筑用机器人搭载***的控制方法，其特征在于：所述控制方法还包括对行吊小车上设置的伸缩杆的控制方法，其包括如下步骤：

步骤S9：记录伸缩杆的初始位置以及机械臂运动半径数据，并将位置数据和机械臂运动半径数据导入控制模块；

步骤S10：利用机械臂上的第三感应器实时采集机械臂与物料的工作距离数据，并将所述工作距离数据发送给控制模块；

步骤S11：控制模块比较所述工作距离数据与所述运动半径数据，当运动半径数据大于等于工作距离数据时，控制模块对机械臂和机械手下达指令执行第一工作动作；

步骤S12：当运动半径数据小于工作距离数据时，控制模块发送启动信号给伸缩杆动力***，所述伸缩杆动力***驱动伸缩杆向下移动，移动的距离为一个运动半径长度；控制模块再次比较运动半径数据和工作距离数据，并循环执行步骤34，直至控制模块检测到运动半径长度数据大于等于工作距离数据。

18.根据权利要求17所述的建筑用机器人搭载***的控制方法，其特征在于：在步骤S11后，控制模块继续判定是否存在伸缩杆需要执行的第二工作动作，若存在控制模块循环执行步骤S10，步骤S11和步骤S12；若不存在控制模块发出复原信号给伸缩杆的动力***，所述伸缩杆动力***驱动伸缩杆恢复至初始位置。

19.根据权利要求11所述的建筑施工系的统控制方法，其特征在于：控制方法还包括机械手工作时的控制方法，包括如下步骤：

步骤S13：将机械手的工作坐标位置信息输入至控制器内，感应器采集机械手当前位置坐标信息，并将位置信息反馈给控制器；

步骤S14：控制器根据工作坐标位置信息和当前位置坐标信息计算机械手在X轴、Y轴和Z轴上的移动量，控制器发出控制指令给大车马达、小车马达和伸缩杆动力***；

步骤S15：控制器根据第一感应器、第二感应器、第三感应器的反馈，实时监控机械手的位置，确定机械手到达工作位置后，控制器发出工作指令驱动机械手执行工作动作。