一种多自由度墙板搬运机构的制作方法

本实用新型涉及装配式建筑装备领域，特别是一种多自由度墙板搬运机构。

背景技术：

建筑行业能耗约占社会总能耗的三成，而钢材消耗量约占社会钢材消耗总量的五成，每年产生大量的建筑垃圾，并且环境污染严重，人员劳动强度大等问题亦长期存在，因此以工业化生产、装配式施工方式为起点的装配建筑是我国“制造2025计划”中的重要内容。在建筑领域，墙板，主要指pc板，是预应力混凝土预制板构件的通用名称，是用于装配建筑或者建筑内隔断的重要板材，通过拼装实现建筑体内区域空间的分割，长期以来，墙板的安装依靠施工人员人力进行组装，不仅工作强度大，而且因为设及到墙板姿态调整以及填缝等工艺处理，具备一定的危险性；为了克服墙板安装困境，个别企业推出了墙板安装设备，该类墙板安装设备的执行机构通常具有三个自由度，除两个自由度由两个液压缸控制外，另一个自由度为人工调节控制，无法实现全机械化操作，另外，墙板在安装设备上无法自动固定，需要人为操纵拧紧装置等完成固定，严重影响了墙板安装的效率。如何设计一种多自由度墙板搬运机构，能通过简单的执行机构，配合较低的成本，实现高效率的墙板安装，已成为业内亟需解决的工程问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多自由度墙板搬运机构，通过采用平面五杆两自由度连杆机构、支撑臂摇摆机构、抓取机构，以较低的成本，实现墙板四自由度姿态调整，完成墙板固定、安装的全机械化，大幅降低工人劳动强度，提升墙板安装效率。

本实用新型通过以下技术方案达到上述目的：

一种多自由度墙板搬运机构，包含动臂升降机构、支撑臂摇摆机构、抓取机构，所述动臂升降机构为平面五杆两自由度并联机构，包括机架、动臂、第一主动杆、第二主动杆、第一连杆，所述第一主动杆一端通过第一转动副与机架连接，另一端通过第二转动副与第一连杆一端连接，所述第一连杆另一端通过第三转动副与动臂连接；所述第二主动杆一端通过第四转动副与机架连接，另一端通过第五转动副与动臂连接；所述第一主动杆、第二主动杆均由电机驱动，所述电机为伺服电机，通过编程控制，动臂可实现两自由度姿态调整。为降低该种多自由度墙板搬运机构重心，机架上安装有配重块，机架下方安装有万向轮，便于该多自由度墙板搬运机构施工作业。

所述支撑臂摇摆机构包括支撑臂、直线驱动器，所述支撑臂通过第六转动副安装在动臂上，所述直线驱动器一端通过第七转动副与动臂连接，另一端通过第八转动副与支撑臂连接，在直线驱动器作用下，支撑臂可相对动臂做单自由度摆动，所述直线驱动器可以为直线伺服电动缸也可以为液压缸。

所述抓取机构为全转动副平面四杆机构，包括回转台、第三主动杆、第二连杆、下压臂，所述回转台通过第九转动副安装在支撑臂上，第九转动副为主动副，由电机驱动，所述第三主动杆一端通过第十转动副与回转台连接，另一端通过第十一转动副与第二连杆一端连接，所述第二连杆另一端通过第十二转动副与下压臂连接，所述下压臂通过第十三转动副安装在回转台上，第三主动杆由电机驱动，通过驱动控制第三主动杆摆动，动力经过第二连杆传动，推动下压臂相对回转台上下摆动，进而实现抓取作业，通过抓取机构，该墙板搬运机构可抓取墙板，在动臂升降机构、支撑臂摇摆机构配合下，墙板可实现四自由度姿态调整，实现墙板安装的自动化和机械化，降低工人劳动强度。

与现有技术相比，本实用新型的突出优点在于：

1.该种多自由度墙板搬运机构相比现有墙板安装设备，实现了墙板安装的全机械化，在墙板抓取、固定、位姿调整的全过程实现了自动化、机械化，大幅降低了墙板安装的劳动强度，提高了工作效率。

2.该种多自由度墙板搬运机构，通过动臂升降机构、支撑臂摇摆机构、抓取机构实现了墙板的四自由姿态调整，动臂升降机构采用了平面五杆两自由度并联机构，抓取机构采用了全转动副平面四杆机构设计，不仅结构简单，而且大幅降低了设备造价，相比由叉车改装而成的墙板安装机，具有更好的经济性。

附图说明

图1为本实用新型所述一种多自由度墙板搬运机构主视图之一。

图2为本实用新型所述一种多自由度墙板搬运机构主视图之二。

图3为本实用新型所述一种多自由度墙板搬运机构抓取机构示意图。

图4为本实用新型所述一种多自由度墙板搬运机构下压臂示意图。

图5为本实用新型所述一种多自由度墙板搬运机构作业工况之一示意图。

图6为本实用新型所述一种多自由度墙板搬运机构作业工况之二示意图。

图7为本实用新型所述一种多自由度墙板搬运机构作业工况之三示意图。

图8为本实用新型所述一种多自由度墙板搬运机构作业工况之四示意图。

具体实施方式

以下通过附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

对照图1、图2、图3、图4，一种多自由度墙板搬运机构，包含动臂升降机构、支撑臂摇摆机构、抓取机构，所述动臂升降机构为平面五杆两自由度并联机构，包括机架1、动臂7、第一主动杆2、第二主动杆10、第一连杆5，所述第一主动杆2一端通过第一转动副3与机架1连接，另一端通过第二转动副4与第一连杆5一端连接，所述第一连杆5另一端通过第三转动副6与动臂7连接；所述第二主动杆10一端通过第四转动副9与机架1连接，另一端通过第五转动副11与动臂7连接；所述第一主动杆2、第二主动杆10均由电机驱动，所述电机为伺服电机，通过编程控制，动臂7可实现两自由度姿态调整，为降低该种多自由度墙板搬运机构重心，机架1上安装有配重块30，机架1下方安装有万向轮22，便于该多自由度墙板搬运机构施工作业。

对照图1、图2、图3、图4，所述支撑臂摇摆机构包括支撑臂15、直线驱动器13，所述支撑臂15通过第六转动副12安装在动臂7上，所述直线驱动器13一端通过第七转动副8与动臂7连接，另一端通过第八转动副14与支撑臂15连接，在直线驱动器作用下，支撑臂15可相对动臂7做单自由度摆动，所述直线驱动器13可以为直线伺服电动缸也可以为液压缸。

对照图1、图2、图3、图4，所述抓取机构为全转动副平面四杆机构，包括回转台20、第三主动杆25、第二连杆17、下压臂18，所述回转台20通过第九转动副16安装在支撑臂上，第九转动副16为主动副，由电机驱动，所述第三主动杆25一端通过第十转动副27与回转台20连接，另一端通过第十一转动副26与第二连杆17一端连接，所述第二连杆17另一端通过第十二转动副23与下压臂18连接，所述下压臂18通过第十三转动副19安装在回转台20上，第三主动杆由电机驱动，通过驱动控制第三主动杆25摆动，动力经过第二连杆17传动，推动下压臂18相对回转台20上下摆动，进而实现抓取作业，通过抓取机构，该墙板搬运机构可抓取墙板28，在动臂升降机构、支撑臂摇摆机构配合下，墙板28可实现四自由度姿态调整，实现墙板28安装的自动化和机械化，降低工人劳动强度。

该种多自由度墙板搬运机构在施工过程中，具体作业工况如下：

对照图1、图2、图5，墙板安装工人首先将单个或多个墙板28整齐排列在支座29上，操纵该种多自由度墙板搬运机构，通过抓取机构抓取墙板28。

对照图1、图2、图6，在动臂升降机构、支撑臂摇摆机构耦合运动下，抓取机构在上升的过程中受控相对支撑臂15旋转，根据墙板安装要求，完成墙板28姿态调整。

对照图1、图2、图7，通过抓取机构旋转可实现左侧墙板的安装作业。

对照图1、图7、图8，通过抓取机构旋转可实现右侧墙板的安装作业。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

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