CN117703102A - 低空大中型幕墙机器人化安装***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低空大中型幕墙机器人化安装***及方法，该方法包括：a.驾驶幕墙搬运机器人到幕墙存放点抓取幕墙，将幕墙运输至施工现场的幕墙安装机器人处；b.幕墙搬运机器人将幕墙放置在幕墙安装机器人的幕墙存放平台上；c.幕墙安装机器人靠近幕墙安装框；d.控制升降机构和安装抓取机构抓取幕墙存放平台上的幕墙；e.对幕墙位置进行粗定位；f.对幕墙位置精定位；g.将幕墙推进至幕墙安装框内，并固定压板，完成幕墙安装。h.重复步骤a~f，直到完成所有幕墙的安装。本发明由人工操作幕墙搬运机器人和幕墙安装机器人，完成幕墙的搬运和安装，大大提高了施工效率，能够提高大中型幕墙安装的安全性。

Description

低空大中型幕墙机器人化安装***及方法

技术领域

本发明涉及一种幕墙安装方法，具体地说是一种低空大中型幕墙机器人化安装***及方法。

背景技术

玻璃幕墙，是指由支承结构体系可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑***护结构或装饰结构，玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法，是现代主义高层建筑时代的显著特征。

对于现有的幕墙玻璃的安装是通过电动吸盘将玻璃吸附固定，然后使用人工将玻璃幕墙提升到玻璃幕墙安装框之间的安装位置，工作人员站在工地升降车上进一步调整玻璃的位置，直至将玻璃放置在支撑框架中的卡槽中，再通过压板对玻璃进行固定等工作。

目前的玻璃幕墙安装工艺过于依赖人工，效率低且安全性差。

发明内容

本发明的目的就是提供一种低空大中型幕墙机器人化安装***及方法，以解决现有玻璃幕墙安装工艺过于依赖人工，效率低且安全性差的问题。

本发明是这样实现的：一种低空大中型幕墙机器人化安装***，包括幕墙搬运机器人和幕墙安装机器人；所述幕墙搬运机器人包括可驾驶移动底盘，在所述可驾驶移动底盘上设置有搬运机械臂，在所述搬运机械臂上设置有搬运抓取机构；所述幕墙安装机器人包括遥控移动底盘，在所述遥控移动底盘上设置有升降机构和幕墙存放平台，在所述升降机构上设置有安装机械臂，在所述安装机械臂上设置有安装抓取机构，所述安装抓取机构位于所述幕墙存放平台的上方。

所述搬运机械臂包括支撑臂，在所述支撑臂上铰接设置有第一伸缩臂，所述第一伸缩臂由第一顶升元件驱动绕铰接点上下摆动，在所述第一伸缩臂的前端设置有第一俯仰机构，所述搬运抓取机构与所述第一俯仰机构连接。

所述安装机械臂包括铰接设置在所述升降机构上的第二伸缩臂，所述第二伸缩臂由第二顶升元件驱动绕铰接点上下摆动，在所述第二伸缩臂的前端设置有第二俯仰机构，在所述第二俯仰机构上设置有旋转轴相互垂直的第一旋转机构和第二旋转机构，所述第二旋转机构连接有安装抓取机构。

所述升降机构包括两个竖直设置的导向架，在两个导向架之间设置有升降架，所述升降架和所述导向架之间通过导轨连接。

所述搬运抓取机构和所述安装抓取机构都为吸盘吸取机构，包括吸盘架和若干吸盘。

一种低空大中型幕墙机器人化安装方法，基于前述的低空大中型幕墙机器人化安装***实现，包括以下步骤。

a.驾驶幕墙搬运机器人到幕墙存放点抓取幕墙，然后驾驶幕墙搬运机器人将幕墙运输至施工现场的幕墙安装机器人处。

b.幕墙搬运机器人将幕墙放置在幕墙安装机器人的幕墙存放平台上。

c.遥控控制幕墙安装机器人靠近幕墙安装框。

d.控制升降机构和安装抓取机构抓取幕墙存放平台上的幕墙。

e.控制升降机构和安装抓取机构对幕墙位置进行粗定位。

f.控制升降机构和安装抓取机构对幕墙位置进行微调，使幕墙下端压在幕墙安装框的拖板上，完成精定位。

g.将幕墙推进至幕墙安装框内，并固定压板，完成幕墙安装。

h.重复步骤a~f，直到完成所有幕墙的安装。

按照顺序沿一个方向依次安装下层幕墙，完成下层幕墙的安装后，再按照顺序沿一个方向依次安装上层幕墙。

抓取幕墙时，调整吸盘吸取机构的吸盘与幕墙表面接触，启动气泵形成负压，待压力值符合安全数值时，控制吸盘吸取机构移动。

在步骤b中，将幕墙放置在幕墙存放平台上前，先使升降机构抬升。

本发明由人工操作幕墙搬运机器人和幕墙安装机器人，完成幕墙的搬运和安装，大大提高了施工效率，解决了工地上工人人手不足的问题，通过控制机器人进行幕墙的安装，能够大大提高大中型幕墙安装的安全性。

附图说明

图1是本发明低空大中型幕墙机器人化安装方法的流程图。

图2是本发明幕墙搬运机器人的结构图。

图3是本发明幕墙搬运机器人将幕墙放置于幕墙安装机器人幕墙存放平台的示意图。

图4是本发明幕墙安装机器人安装下层幕墙的示意图。

图5是本发明幕墙安装机器人安装上层幕墙的示意图。

图6是本发明幕墙安装顺序示意图。

图中：1、幕墙搬运机器人；2、幕墙安装机器人；3、幕墙；4、幕墙安装框；1-1、可驾驶移动底盘；1-2、支撑臂；1-3、第一伸缩臂；1-4、第一顶升元件；1-5、第一俯仰机构；1-6、搬运抓取机构；1-7、第一伸缩驱动元件；1-5-1、第一支架；1-5-2、第一俯仰架；1-5-3、第一俯仰驱动元件；2-1、遥控移动底盘；2-2、导向架；2-3、升降架；2-4、第二伸缩臂；2-5、第二顶升元件；2-6、第二俯仰机构；2-7、第一旋转机构；2-8、第二旋转机构；2-9、安装抓取机构；2-10、幕墙存放平台。

具体实施方式

如图2、图3、图4以及图5所示，本发明的低空大中型幕墙3机器人化安装***包括幕墙搬运机器人1和幕墙安装机器人2。

幕墙搬运机器人1包括可驾驶移动底盘1-1，在可驾驶移动底盘1-1上设置有搬运机械臂，在搬运机械臂上设置有搬运抓取机构1-6。

可驾驶移动底盘1-1具有驾驶位，能够人工驾驶，以控制其移动能够在幕墙3存放点和施工现场之间快速往返搬运板材。

搬运机械臂包括支撑臂1-2，在支撑臂1-2上铰接设置有第一伸缩臂1-3，第一伸缩臂1-3由第一顶升元件1-4驱动绕铰接点上下摆动。在第一伸缩臂1-3的前端设置有第一俯仰机构1-5，搬运抓取机构1-6与第一俯仰机构1-5连接。在第一伸缩臂1-3上设置有第一伸缩驱动元件1-7，通过第一伸缩驱动元件1-7驱动第一伸缩臂1-3的伸缩。

第一俯仰机构1-5包括固定在第一伸缩臂1-3前端的第一支架1-5-1和铰接在第一支架1-5-1上的第一俯仰架1-5-2，在第一支架1-5-1上铰接有第一俯仰驱动元件1-5-3，通过第一俯仰驱动元件1-5-3驱动第一俯仰架1-5-2的上下俯仰摆动。

搬运抓取装置通过旋转机构和第一俯仰架1-5-2连接，旋转机构能够带动搬运抓取装置整体旋转。

搬运抓取装置具体为吸盘吸取机构，包括吸盘架和分布在吸盘架上的若干吸盘。通过吸盘的负压作用能够实现对幕墙3的吸附抓取。

幕墙安装机器人2包括遥控移动底盘2-1，在遥控移动底盘2-1上设置有升降机构和幕墙存放平台2-10，在升降机构上设置有安装机械臂，在安装机械臂上设置有安装抓取机构2-9，安装抓取机构2-9位于幕墙存放平台2-10的上方。

遥控移动底盘2-1为通过遥控控制移动的底盘装置，通过遥控远程控制，能够使操作人员位于安全区域内对幕墙3的安装进行远程操作，避免施工过程中高空落物对操作人员安全的威胁。

升降机构包括两个竖直设置的导向架2-2，导向架2-2固定在遥控移动底盘2-1上，在两个导向架2-2之间设置有升降架2-3，升降架2-3和导向架2-2之间通过导轨连接。升降架2-3的升降由升降驱动机构实现，升降驱动机构可以为升降气缸、液压缸或滚珠丝杠等机构。

安装机械臂包括铰接设置在升降架2-3上的第二伸缩臂2-4，第二伸缩臂2-4由第二顶升元件2-5驱动绕铰接点上下摆动。第二伸缩臂2-4的伸缩由第二伸缩驱动元件驱动。

在第二伸缩臂2-4的前端设置有第二俯仰机构2-6，在第二俯仰机构2-6上设置有旋转轴相互垂直的第一旋转机构2-7和第二旋转机构2-8，第二旋转机构2-8连接有安装抓取机构2-9。第一旋转机构2-7和第二旋转机构2-8斗包括支架和旋转电机，第一旋转机构2-7的支架安装在第二俯仰机构2-6上，第二旋转机构2-8的支架安装在第一旋转机构2-7的电机转轴上。

在第二旋转机构2-8和安装抓取机构2-9之间还设置有平移机构，平移机构包括平移架，在平移架上设置有滚珠丝杠机构，在滚珠丝杠机构上设置有滑块，滑块和第二旋转机构2-8的电机转轴连接，使平移机构绕电机转轴旋转，安装抓取机构2-9于平移架固定连接，通过滚珠丝杠机构能够驱动安装抓取机构2-9沿着平移架平移。

安装抓取机构2-9为吸盘吸取机构，包括吸盘架和若干吸盘。

搬运机械臂具有多自由度，能够通过延伸、旋转、偏转、俯仰等操作使搬运抓取机构1-6实现相应的动作，以对幕墙3进行抓取摆放等操作。

安装机械臂也具有多自由度，能够通过延伸、旋转、偏转、俯仰等操作实现幕墙3的抓取、定位以及安装等操作。

如图1所示，低空大中型幕墙3机器人化安装方法，包括以下步骤。

a.驾驶幕墙搬运机器人1到幕墙3存放点控制搬运机械臂使搬运抓取机构1-6移动至幕墙3中心位置。

打开气泵进行微调抓取结构使抓取机构紧贴玻璃幕墙3，通过观察幕墙搬运机器人1上的压力表，当压力表达到安全数值以上即可进行后续操作，从而完成幕墙3的抓取。

然后驾驶幕墙搬运机器人1将幕墙3运输至施工现场的幕墙安装机器人2处，使幕墙搬运机器人1靠近幕墙安装机器人2。

b.遥控幕墙安装机器人2移动，使幕墙存放平台2-10靠近幕墙搬运机器人1，使升降机构抬升，便于进行后续操作。

控制幕墙搬运机器人1的搬运机械臂将幕墙3放置在幕墙安装机器人2的幕墙存放平台2-10上，关闭气泵使幕墙3落在幕墙存放平台2-10上。

c.遥控控制幕墙安装机器人2靠近幕墙安装框4。

d.控制升降机构和安装抓取机构2-9抓取幕墙存放平台2-10上的幕墙3。

e.控制升降机构和安装抓取机构2-9对幕墙3位置进行粗定位。

通过控制安装机械臂使安装抓取机构2-9靠近玻璃幕墙3，打开气泵，等到压力表到达安全数值，控制安装抓取机构2-9抬起幕墙3，旋转玻璃幕墙3，进行粗定位。

f.粗定位完成后，控制升降机构和安装抓取机构2-9对幕墙3位置进行微调，使幕墙3下端压在幕墙安装框4的拖板上，完成精定位。

g.完成精定位后，将幕墙3推进至幕墙安装框4内，并固定压板，完成幕墙3安装。

h.重复步骤a~f，直到完成所有幕墙3的安装。

如图6所示，按照顺序沿一个方向依次安装下层幕墙3，完成下层幕墙3的安装后，再按照顺序沿一个方向依次安装上层幕墙3。

抓取幕墙3时，调整吸盘吸取机构的吸盘与幕墙3表面接触，启动气泵形成负压，待压力值符合安全数值时，控制吸盘吸取机构移动。

本发明由人工操作幕墙搬运机器人1和幕墙安装机器人2，完成幕墙3的搬运和安装，大大提高了施工效率，解决了工地上工人人手不足的问题，通过控制机器人进行幕墙3的安装，能够大大提高大中型幕墙3安装的安全性。

Claims (9)

1.一种低空大中型幕墙机器人化安装***，其特征在于，包括幕墙搬运机器人和幕墙安装机器人；所述幕墙搬运机器人包括可驾驶移动底盘，在所述可驾驶移动底盘上设置有搬运机械臂，在所述搬运机械臂上设置有搬运抓取机构；所述幕墙安装机器人包括遥控移动底盘，在所述遥控移动底盘上设置有升降机构和幕墙存放平台，在所述升降机构上设置有安装机械臂，在所述安装机械臂上设置有安装抓取机构，所述安装抓取机构位于所述幕墙存放平台的上方。

2.根据权利要求1所述的低空大中型幕墙机器人化安装***，其特征在于，所述搬运机械臂包括支撑臂，在所述支撑臂上铰接设置有第一伸缩臂，所述第一伸缩臂由第一顶升元件驱动绕铰接点上下摆动，在所述第一伸缩臂的前端设置有第一俯仰机构，所述搬运抓取机构与所述第一俯仰机构连接。

3.根据权利要求1所述的低空大中型幕墙机器人化安装***，其特征在于，所述安装机械臂包括铰接设置在所述升降机构上的第二伸缩臂，所述第二伸缩臂由第二顶升元件驱动绕铰接点上下摆动，在所述第二伸缩臂的前端设置有第二俯仰机构，在所述第二俯仰机构上设置有旋转轴相互垂直的第一旋转机构和第二旋转机构，所述第二旋转机构连接有安装抓取机构。

4.根据权利要求1所述的低空大中型幕墙机器人化安装***，其特征在于，所述升降机构包括两个竖直设置的导向架，在两个导向架之间设置有升降架，所述升降架和所述导向架之间通过导轨连接。

5.根据权利要求1所述的低空大中型幕墙机器人化安装***，其特征在于，所述搬运抓取机构和所述安装抓取机构都为吸盘吸取机构，包括吸盘架和若干吸盘。

6.一种低空大中型幕墙机器人化安装方法，基于权利要求1到5中任意一项所述的低空大中型幕墙机器人化安装***实现，其特征在于，包括以下步骤：

a.驾驶幕墙搬运机器人到幕墙存放点抓取幕墙，然后驾驶幕墙搬运机器人将幕墙运输至施工现场的幕墙安装机器人处；

b.幕墙搬运机器人将幕墙放置在幕墙安装机器人的幕墙存放平台上；

c.遥控控制幕墙安装机器人靠近幕墙安装框；

d.控制升降机构和安装抓取机构抓取幕墙存放平台上的幕墙；

e.控制升降机构和安装抓取机构对幕墙位置进行粗定位；

f.控制升降机构和安装抓取机构对幕墙位置进行微调，使幕墙下端压在幕墙安装框的拖板上，完成精定位；

g.将幕墙推进至幕墙安装框内，并固定压板，完成幕墙安装；

h.重复步骤a~f，直到完成所有幕墙的安装。

7.根据权利要求6所述的低空大中型幕墙机器人化安装方法，其特征在于，按照顺序沿一个方向依次安装下层幕墙，完成下层幕墙的安装后，再按照顺序沿一个方向依次安装上层幕墙。

8.根据权利要求6所述的低空大中型幕墙机器人化安装方法，其特征在于，抓取幕墙时，调整吸盘吸取机构的吸盘与幕墙表面接触，启动气泵形成负压，待压力值符合安全数值时，控制吸盘吸取机构移动。

9.根据权利要求6所述的低空大中型幕墙机器人化安装方法，其特征在于，在步骤b中，将幕墙放置在幕墙存放平台上之前，先使升降机构抬升。