一種基于冗余四自由度的建筑施工搬運工業機器人的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于冗余四自由度的建筑施工搬運工業機器人，包括搬運平臺、冗余四自由度減震臺、行走裝置和軌道，冗余四自由度減震臺分別位于搬運平臺四個頂角處，且冗余四自由度減震臺與搬運平臺底端面之間通過螺栓進行連接，行走裝置位于冗余四自由度減震臺正下方，且行走裝置上端與冗余四自由度減震臺下端相連接，行走裝置下端安裝在軌道上。本發明采用2?UPS?2?RPS的并聯機構形式，其能實現沿X軸和Z軸移動以及繞X軸和繞Y軸的轉動共四個自由度方向的運動，使得本發明即使在凹凸不平且路面狀況差建筑施工現場場地行走時也不會造成建筑材料滑落或者材料在強震動情況下損壞的問題，在搬運過程中對建筑材料起到了一定的保護作用。
【專利說明】
一種基于冗余四自由度的建筑施工搬運工業機器人
技術領域
[0001]本發明涉及建筑施工輔助設備領域，具體的說一種基于冗余四自由度的建筑施工搬運工業機器人。
【背景技術】
[0002]建筑施工是指工程建設實施階段的生產活動，是各類建筑物的建造過程，也可以說是把設計圖紙上的各種線條，在指定的地點，變成實物的過程;它包括基礎工程施工、主體結構施工、屋面工程施工、裝飾工程施工等;施工作業的場所稱為“建筑施工現場”或叫“施工現場”。建筑施工過程中遇到比較多的工作就是建筑材料的搬運，比如砂石、磚塊、鋼筋建材或者水泥等等，目前對于中小型建筑施工現場多采用人工進行搬運，人工搬運不僅占用大量的勞動力，搬運效率低;而且由于建筑施工現場危險事故隱患較多，而且施工人員安全意識不強，在材料搬運過程經常造成不必要的安全事故，對施工人員造成了身體傷害，同時也對施工單位造成了資金損失;雖然目前也有采用電動推車或者叉車進行材料搬運作業，但是由于建筑施工現場場地凹凸不平且路面狀況差，容易造成在采用電動推車或者叉車進行材料搬運作業時出現材料滑落或者材料在強震動情況下損壞的問題。鑒于此，本發明提供了一種基于冗余四自由度的建筑施工搬運工業機器人。
【發明內容】
[0003]為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種基于冗余四自由度的建筑施工搬運工業機器人。
[0004]本發明所要解決其技術問題所采用以下技術方案來實現。
[0005]—種基于冗余四自由度的建筑施工搬運工業機器人，包括搬運平臺、冗余四自由度減震臺、行走裝置和軌道，且冗余四自由度減震臺和行走裝置數量均為四；所述的搬運平臺為矩形平板結構，且搬運平臺材質為45鋼材料，冗余四自由度減震臺分別位于搬運平臺四個頂角處，且冗余四自由度減震臺與搬運平臺底端面之間通過螺栓進行連接，行走裝置位于冗余四自由度減震臺正下方，且行走裝置上端與冗余四自由度減震臺下端相連接，行走裝置下端安裝在在軌道上。
[0006]進一步，所述的冗余四自由度振動臺包括定平臺、動平臺、第一支鏈和第二支鏈；所述的定平臺和動平臺均為圓盤狀結構，且動平臺位于定平臺正上方;所述的第一支鏈和第二支鏈的數量均為二，第一支鏈和第二支鏈均位于定平臺和動平臺之間，第一支鏈和第二支鏈的兩端均分別與定平臺和動平臺相連接，且第一支鏈和第二支鏈的水平安裝角度為90度;所述的第一支鏈包括第一耳座、虎克鉸、第一電動推桿、第一球鉸鏈、第一連接柱和第一振動彈簧;所述的第一耳座固定在定平臺上端面上，第一耳座與第一電動推桿下端之間采用虎克鉸進行連接，第一電動推桿上端與第一球鉸鏈相連接，第一球鉸鏈通過第一連接柱固定在動平臺的下端面上，第一振動彈簧繞套在第一電動推桿上;通過虎克鉸可進行兩個方向的轉動，通過第一球鉸鏈可進行三個方向的轉動，通過第一電動推桿可進行上下移動，第一支鏈采用2-UPS并聯機構的形式，且通過第一振動彈簧增加了第一支鏈運動時的減震性能，提高了本發明減震的效果;所述的第二支鏈包括第二耳座、轉動銷、第二電動推桿、第二球鉸鏈、第二連接柱和第二振動彈簧;所述的第二耳座固定在定平臺上端面上，第二耳座與第二電動推桿下端之間采用轉動銷進行連接，第二電動推桿上端與第二球鉸鏈相連接，第二球鉸鏈通過第二連接柱固定在動平臺的下端面上，第二振動彈簧繞套在第二電動推桿上;通過轉動銷可進行一個方向的轉動，通過第二球鉸鏈可進行三個方向的轉動，通過第二電動推桿可進行上下移動，第二支鏈采用2-RPS并聯機構的形式，且通過第二振動彈簧增加了第二支鏈運動時的減震性能，提高了本發明的減震效果;通過定平臺、動平臺、第一支鏈和第二支鏈組成了四自由度對稱并聯機構，且其采用2-UPS-2-RPS的并聯機構形式，其能實現沿X軸和Z軸移動以及繞X軸和繞Y軸的轉動共四個自由度方向的運動，且四個自由度均獨立，通過四個自由度也可以協調工作，且運動空間小、運動速度快、運動靈活性好和減震性能好，使得本發明即使在凹凸不平且路面狀況差建筑施工現場場地行走時也不會造成建筑材料滑落或者材料在強震動情況下損壞的問題，在搬運過程中對建筑材料起到了一定的保護作用。
[0007]進一步，所述的行走裝置包括升降螺柱、升降套筒、行走座、行走轉軸和行走輪;所述的升降螺柱外側壁上設置有外螺紋，升降套筒呈兩端開口的空心圓柱狀結構，升降套筒內側壁上設置有與升降螺柱外側壁上的外螺紋相配合的內螺紋，升降螺柱下端安裝在升降套筒內部，升降套筒下端固定在行走座上，行走座呈倒立的U型結構，行走輪通過行走轉軸安裝在行走座下方位置處，行走輪呈工字型結構;通過轉動升降螺柱帶動升降螺柱在升降套筒內的上下運動，從而用于調節本發明的整體高度。
[0008]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0009](I)本發明采用2-UPS-2-RPS的并聯機構形式，其能實現沿X軸和Z軸移動以及繞X軸和繞Y軸的轉動共四個自由度方向的運動，且四個自由度均獨立，通過四個自由度也可以協調工作，且運動空間小、運動速度快、運動靈活性好和減震性能好，使得本發明即使在凹凸不平且路面狀況差建筑施工現場場地行走時也不會造成建筑材料滑落或者材料在強震動情況下損壞的問題，在搬運過程中對建筑材料起到了一定的保護作用。
[0010](2)本發明行走裝置可調節本發明的整體高度，便于不同路況的行走移動。
【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0012]圖1是本發明的立體結構示意圖；
[0013]圖2是本發明冗余四自由度減震臺和行走裝置配合時的立體結構示意圖；
[0014]圖3是本發明冗余四自由度減震臺的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0016]如圖1、圖2和圖3所示，一種基于冗余四自由度的建筑施工搬運工業機器人，包括搬運平臺1、冗余四自由度減震臺2、行走裝置3和軌道4，且冗余四自由度減震臺2和行走裝置3數量均為四；所述的搬運平臺I為矩形平板結構，且搬運平臺I材質為45鋼材料，冗余四自由度減震臺2分別位于搬運平臺I四個頂角處，且冗余四自由度減震臺2與搬運平臺I底端面之間通過螺栓進行連接，行走裝置3位于冗余四自由度減震臺2正下方，且行走裝置3上端與冗余四自由度減震臺2下端相連接，行走裝置3下端安裝在在軌道4上。
[0017]如圖2和圖3所示，所述的冗余四自由度振動臺包括定平臺21、動平臺22、第一支鏈23和第二支鏈24;所述的定平臺21和動平臺22均為圓盤狀結構，且動平臺22位于定平臺21正上方;所述的第一支鏈23和第二支鏈24的數量均為二，第一支鏈23和第二支鏈24均位于定平臺21和動平臺22之間，第一支鏈23和第二支鏈24的兩端均分別與定平臺21和動平臺22相連接，且第一支鏈23和第二支鏈24的水平安裝角度為90度;所述的第一支鏈23包括第一耳座231、虎克鉸232、第一電動推桿233、第一球鉸鏈234、第一連接柱235和第一振動彈簧235;所述的第一耳座231固定在定平臺21上端面上，第一耳座231與第一電動推桿233下端之間采用虎克鉸232進行連接，第一電動推桿233上端與第一球鉸鏈234相連接，第一球鉸鏈234通過第一連接柱235固定在動平臺22的下端面上，第一振動彈簧236繞套在第一電動推桿233上;通過虎克鉸232可進行兩個方向的轉動，通過第一球鉸鏈234可進行三個方向的轉動，通過第一電動推桿233可進行上下移動，第一支鏈23采用2-UPS并聯機構的形式，且通過第一振動彈簧236增加了第一支鏈23運動時的減震性能，提高了本發明減震的效果;所述的第二支鏈24包括第二耳座241、轉動銷242、第二電動推桿243、第二球鉸鏈244、第二連接柱245和第二振動彈簧246;所述的第二耳座241固定在定平臺21上端面上，第二耳座241與第二電動推桿243下端之間采用轉動銷242進行連接，第二電動推桿243上端與第二球鉸鏈244相連接，第二球鉸鏈244通過第二連接柱245固定在動平臺22的下端面上，第二振動彈簧246繞套在第二電動推桿243上;通過轉動銷242可進行一個方向的轉動，通過第二球鉸鏈244可進行三個方向的轉動，通過第二電動推桿243可進行上下移動，第二支鏈24采用2-RPS并聯機構的形式，且通過第二振動彈簧246增加了第二支鏈24運動時的減震性能，提高了本發明的減震效果;通過定平臺21、動平臺22、第一支鏈23和第二支鏈24組成了四自由度對稱并聯機構，且其采用2-UPS-2-RPS的并聯機構形式，其能實現沿X軸和Z軸移動以及繞X軸和繞Y軸的轉動共四個自由度方向的運動，且四個自由度均獨立，通過四個自由度也可以協調工作，且運動空間小、運動速度快、運動靈活性好和減震性能好，使得本發明即使在凹凸不平且路面狀況差建筑施工現場場地行走時也不會造成建筑材料滑落或者材料在強震動情況下損壞的問題，在搬運過程中對建筑材料起到了一定的保護作用。
[0018]如圖2所示，所述的行走裝置3包括升降螺柱31、升降套筒32、行走座33、行走轉軸32和行走輪35;所述的升降螺柱31外側壁上設置有外螺紋，升降套筒32呈兩端開口的空心圓柱狀結構，升降套筒32內側壁上設置有與升降螺柱31外側壁上的外螺紋相配合的內螺紋，升降螺柱31下端安裝在升降套筒32內部，升降套筒32下端固定在行走座33上，行走座33呈倒立的U型結構，行走輪35通過行走轉軸32安裝在行走座33下方位置處，行走輪35呈工字型結構;通過轉動升降螺柱31帶動升降螺柱31在升降套筒32內的上下運動，從而用于調節本發明的整體高度。
[0019]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種基于冗余四自由度的建筑施工搬運工業機器人，其特征在于:包括搬運平臺、冗余四自由度減震臺、行走裝置和軌道;所述的搬運平臺呈矩形板狀結構，冗余四自由度減震臺數量為四，冗余四自由度減震臺分別位于搬運平臺四個頂角處，且冗余四自由度減震臺與搬運平臺底端面之間固連;所述的行走裝置數量為四，行走裝置位于冗余四自由度減震臺正下方，且行走裝置上端與冗余四自由度減震臺下端相連接，行走裝置下端安裝在軌道上;其中: 所述的冗余四自由度減震臺包括定平臺、動平臺、第一支鏈和第二支鏈;所述的定平臺和動平臺均為圓盤狀結構，且動平臺位于定平臺正上方;所述的第一支鏈和第二支鏈的數量均為二，第一支鏈和第二支鏈均位于定平臺和動平臺之間，第一支鏈和第二支鏈的兩端均分別與定平臺和動平臺相連接，且第一支鏈和第二支鏈的水平安裝角度為90度； 所述的第一支鏈包括第一耳座、虎克鉸、第一電動推桿、第一球鉸鏈、第一連接柱和第一振動彈簧;所述的第一耳座固定在定平臺上端面上，第一耳座與第一電動推桿下端之間采用虎克鉸進行連接，第一電動推桿上端與第一球鉸鏈相連接，第一球鉸鏈通過第一連接柱固定在動平臺的下端面上，第一振動彈簧繞套在第一電動推桿上； 所述的第二支鏈包括第二耳座、轉動銷、第二電動推桿、第二球鉸鏈、第二連接柱和第二振動彈簧;所述的第二耳座固定在定平臺上端面上，第二耳座與第二電動推桿下端之間采用轉動銷進行連接，第二電動推桿上端與第二球鉸鏈相連接，第二球鉸鏈通過第二連接柱固定在動平臺的下端面上，第二振動彈簧繞套在第二電動推桿上； 所述的行走裝置包括升降螺柱、升降套筒、行走座、行走轉軸和行走輪;所述的升降螺柱外側壁上設置有外螺紋，升降套筒呈兩端開口的空心圓柱狀結構，升降套筒內側壁上設置有與升降螺柱外側壁上的外螺紋相配合的內螺紋，升降螺柱下端安裝在升降套筒內部，升降套筒下端固定在行走座上，行走座呈倒立的U型結構，行走輪通過行走轉軸安裝在行走座下方位置處，行走輪呈工字型結構。
【文檔編號】B25J5/02GK106002927SQ201610553222
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月14日
【發明人】吳燕
【申請人】安慶里外里工業產品設計有限公司