一种新型立柱机器人的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种新型立柱机器人，属于工程机械领域，该发明包括行走底盘1、水平位置调节平台2、控制驱动系统3、变幅臂4、立柱抓手5，行走底盘1处于机器人底部，可以驱动机器人的整体运动，水平位置调节平台2位于行走底盘1上侧，可以在水平方向上调节变幅臂4所处的位置，变幅臂4可以相对于水平位置调节平台2转动，立柱抓手5可以固定待装立柱6并沿变幅臂4作直线运动，并且还可以使得待装立柱6沿轴线转动，控制驱动系统3用于控制各部分协同工作，并为整个机器人提供动力来源，本发明可以很方便、高效、专业地承担立柱安装工作。
【专利说明】
一种新型立柱机器人
技术领域
[0001]本发明涉及一种工程机械设备，具体说涉及一种新型立柱机器人。
【背景技术】
[0002]在工程建设中，经常会有竖立柱子的需求，比如道路亮化工程中的灯柱的安装，轻钢厂房建设中的支撑柱的安装，电力系统建设中的电线杆的竖立等，目前主要采用吊车来满足这些需求。但是吊车是一种通用机械，采用吊装的方法安装立柱，需要人工在吊臂下方辅助调向以及对正安装孔，这种方案不仅效率低，而且也不安全。本发明公开一种新型立柱机器人，该种机器人可以很方便、高效、专业地承担立柱安装工作。
【发明内容】
[0003]为了实现立柱机器人可以很方便、高效、专业地承担立柱安装工作，本发明公开一种新型立柱机器人，该发明包括行走底盘、水平位置调节平台、控制驱动系统、变幅臂、立柱抓手，行走底盘处于机器人底部，可以驱动机器人的整体运动，水平位置调节平台位于行走底盘上侧，可以在水平方向上调节变幅臂所处的位置，变幅臂可以相对于水平位置调节平台转动，立柱抓手可以固定待装立柱并沿变幅臂作直线运动，并且还可以使得待装立柱沿轴线转动，控制驱动系统用于控制各部分协同工作，并为整个机器人提供动力来源。
[0004]优选地，所述行走底盘上设有纵向支腿和侧面支腿，纵向支腿位于变幅臂所在的一侧，侧面支腿分别位于机器人两侧面，纵向支腿和侧面支腿都可以在行走底盘内部收缩、展开，两者配合可以维持机器人整体处于水平，并且保持机器人在工作时的重心稳定。
[0005]优选地，所述水平位置调节平台的第一导轨固定在行走底盘上侧，第一驱动丝杠位于行走底盘和第一调节支架之间，第一驱动丝杠可以驱动第一调节支架沿第一导轨作直线运动，第二导轨固定在第一调节支架上侧，第二驱动丝杠位于第一调节支架和第二调节支架之间，第二驱动丝杠可以驱动第二调节支架沿第二导轨作直线运动，第一导轨和第二导轨相互垂直布置，第一驱动丝杠和第二驱动丝杠相互垂直布置。
[0006]优选地，所述变幅臂的变幅臂大架和第二调节支架之间设有变幅驱动马达，变幅驱动马达可以驱动变幅臂大架相对于第二调节支架之间角度发生变化。
[0007]优选地，所述变幅臂的变幅臂大架上设有导轨导向槽，抓手导轨可以沿导轨导向槽移动，链条驱动马达固定在变幅臂大架上，可以驱动链条主动链轮转动，进而驱动链条运动，链条从动链轮处于变幅臂大架另一端，可以拉紧、支撑链条，链条与抓手导轨固定连接，进而链条驱动马达可以驱动立柱抓手沿导轨导向槽做直线运动。
[0008]优选地，所述链条与抓手导轨只在中间部位固定连接，这样就增大了抓手导轨沿导轨导向槽运动的行程。
[0009]优选地，所述立柱抓手上的抓手导轨和调向齿环支撑架之间设有铰链，调向齿环支撑架上设有限位销孔和销轴导向板，抓手导轨上设有电控销轴，调向齿环支撑架可以绕铰链转动，销轴导向板可以压缩电控销轴使之顺利卡入限位销孔，通过控制电控销轴可以控制抓手导轨和调向齿环支撑架之间是否固定。
[0010]优选地，所述调向齿环支撑架上设有限位支撑座，限位支撑座可以将待装立柱限制在适合立柱抓手抓取的位置。
[0011]优选地，所述立柱抓手上的调向齿环为不完全齿环，其上设有调向齿环导轨，调向齿环支撑架上设有调向齿环导轨槽，调向齿环导轨与调向齿环导轨槽配套，调向齿环支撑架上设有调向马达，调向马达可以带动调向齿轮转动，进而驱动调向齿环相对于调向齿环支撑架转动。每个调向齿环优选配两个调向马达，这样可以使得调向齿环可以在360度范围内任意调向。
[0012]优选地，所述调向齿环上设有动力伸缩杆，动力伸缩杆末端设有立柱固定块，动力伸缩杆可以驱动立柱固定块夹取、固定待装立柱，使得待装立柱可以随着调向齿环一起相对调向齿环支撑架相互转动。
[0013]通过上述技术方案，本发明实现了立柱机器人可以很方便、高效、专业地承担立柱安装工作。
[0014]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
[0016]在附图中:
图1是立柱机器人整体布局示意图；
图2是立柱机器人下车部分结构示意图；
图3是立柱机器人变幅臂部分结构示意图；
图4是立柱机器人立柱抓手部分结构示意图；
图5是立柱机器人立柱抓手调向环部分结构示意图；
图6是立柱机器人立柱抓手抓取待装立柱的状态示意图；
图7是立柱机器人运输待装立柱的状态示意图；
图8是立柱机器人抓取待装工字钢立柱的部分结构示意图；
图9是立柱机器人抓取待装工字钢立柱的工作状态示意图。
[0017]附图标记说明
1、行走底盘；101、纵向支腿；102、侧面支腿；103、驱动轮；104、第一导轨；105、第一驱动丝杠；2、水平位置调节平台；201、第一调节支架；202、第二调节支架；203、第二驱动丝杠；204、第二导轨;3、控制驱动系统;4、变幅臂;401、变幅驱动马达;402、链条驱动马达;403、链条主动链轮;404、变幅臂大架;405、链条;406、链条从动链轮;407、导轨导向槽；5、立柱抓手;501、抓手导轨；502、链条槽;503、铰链;504、调向齿环；505、调向齿环支撑架;506、调向马达；507、调向齿轮；508、限位销孔；509、销轴导向板；510、电控销轴；511、限位支撑座；512、动力伸缩杆;513、立柱固定块;514、调向齿环导轨;515、调向齿环导轨槽;6、待装立柱；
7、待装工字钢立柱。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0019]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。使用的方位词如“左、右”是指附图中的左、右方位。
[0020]如图1所示，本发明提供了一种新型立柱机器人，该发明包括行走底盘1、水平位置调节平台2、控制驱动系统3、变幅臂4、立柱抓手5，行走底盘I处于机器人底部，可以驱动机器人的整体运动，水平位置调节平台2位于行走底盘I上侧，可以在水平方向上调节变幅臂4所处的位置，变幅臂4可以相对于水平位置调节平台2转动，立柱抓手5可以固定待装立柱6并沿变幅臂4作直线运动，并且还可以使得待装立柱6沿轴线转动，控制驱动系统3用于控制各部分协同工作，并为整个机器人提供动力来源。
[0021]由于机电设备的控制驱动系统根据机械构造不同以及运动过程不同会有相应的控制流程，但都属于现有成熟的技术范围，在此不再赘述。
[0022]如图2所示，纵向支腿101位于变幅臂4所在的一侧，侧面支腿102分别位于机器人两侧面，纵向支腿101和侧面支腿102都可以在行走底盘I内部收缩、展开，两者配合可以维持机器人整体处于水平，并且保持机器人在工作时的重心稳定。驱动轮103位于行走底盘I下侧，可以驱动整个机器人在地面上移动。第一导轨104固定在行走底盘I上侧，第一驱动丝杠105位于行走底盘I和第一调节支架201之间，第一驱动丝杠105可以驱动第一调节支架201沿第一导轨104作直线运动，第二导轨204固定在第一调节支架201上侧，第二驱动丝杠203位于第一调节支架201和第二调节支架202之间，第二驱动丝杠203可以驱动第二调节支架202沿第二导轨204作直线运动，第一导轨104第二导轨204相互垂直布置，第一驱动丝杠105和第二驱动丝杠203相互垂直布置，这样就实现了位于第二调节支架202上的变幅臂4可以在水平方向上移动。
[0023]如图3所示，结合图4，第二调节支架202和变幅臂大架404之间设有变幅驱动马达401，变幅驱动马达401可以驱动变幅臂大架404相对于第二调节支架202之间角度发生变化。变幅臂大架404上设有导轨导向槽407，抓手导轨501可以沿导轨导向槽407移动，链条驱动马达402固定在变幅臂大架404上，可以驱动链条主动链轮403转动，进而驱动链条405运动，链条从动链轮406处于变幅臂大架404另一端，可以拉紧支撑链条405，链条405与抓手导轨501固定连接，进而链条驱动马达402可以驱动立柱抓手5沿导轨导向槽407做直线运动。
[0024]如图4所示，结合图5，抓手导轨501上设有链条槽502，链条405与抓手导轨501只在中间部位固定连接，这样就增大了抓手导轨501沿导轨导向槽407运动的行程，进而在导轨导向槽407—定的情况下增加了立柱抓手5运动的行程。抓手导轨501和调向齿环支撑架505之间设有铰链503，调向齿环支撑架505上设有限位销孔508和销轴导向板509，抓手导轨501上设有电控销轴510，调向齿环支撑架505可以绕铰链503转动，销轴导向板509可以压缩电控销轴510使之顺利卡入限位销孔508，通过控制电控销轴510可以控制抓手导轨501和调向齿环支撑架505之间是否固定。电控销轴510由弹簧驱动向外弹出复位，由电磁铁驱动向内收缩打开电控销轴510和限位销孔508之间的锁定。铰链503优选带有阻尼缓冲功能，这样可以使得抓手导轨501和调向齿环支撑架505之间角度发生变化是可以比较缓慢，这样可以减少抓取待装立柱6时的冲击。
[0025]如图5所示，结合图4，调向齿环支撑架505上设有限位支撑座511，限位支撑座511可以将待装立柱6限制在适合立柱抓手5抓取的位置。调向齿环504为不完全齿环，其上设有调向齿环导轨514，调向齿环支撑架505上设有调向齿环导轨槽515，调向齿环导轨514与调向齿环导轨槽515配套，这样使得调向齿环504与调向齿环支撑架505之间可以相互转动。调向齿环支撑架505上设有调向马达506，调向马达506可以带动调向齿轮507转动，进而驱动调向齿环504相对于调向齿环支撑架505转动。每个调向齿环504优选配两个调向马达506，这样可以使得调向齿环504可以在360度范围内任意调向。调向齿环504上设有动力伸缩杆512，动力伸缩杆512末端设有立柱固定块513，动力伸缩杆512可以驱动立柱固定块513夹取、固定待装立柱6，使得待装立柱6可以随着调向齿环504—起相对调向齿环支撑架505相互转动。
[0026]如图6所示，结合以上诸图，变幅臂4转向待装立柱6—侧，将电控销轴510打开，使得立柱抓手5上的调向齿环支撑架505转动到与待装立柱6的轴线处于平行的位置，这样立柱抓手5就可以抓取、固定待装立柱6。
[0027]如图7所示，结合以上诸图，待立柱抓手5抓取待装立柱6之后，变幅臂4转动到行走底盘I上面，收起纵向支腿101和侧面支腿102，这样就可以将待装立柱6运输到需要安装的位置。
[0028]如图8、图9所示，将待装立柱6变更为待装工字钢立柱7，起加紧、固定作用的立柱固定块513的造型、结构将随着需要变化，立柱固定块513与动力伸缩杆512之间可以进行拆卸，这样便于更换不同的立柱固定块513来适应抓取不同大小、不同形式的立柱。
[0029]为了更清楚的反应该机器人的结构和功能，现在介绍该种新型立柱机器人的工作过程，此举例仅为多种选择方案中的一种，不是对本发明的限制。
[0030]立柱机器人移动到待装立柱6附近，调整行走底盘I以及水平位置调节平台2使得变幅臂4与待装立柱6处于同一平面上，展开纵向支腿101和侧面支腿102，启动变幅驱动马达401，使之驱动变幅臂4向待装立柱6—侧转动，当立柱抓手5上的限位支撑座511接近待装立柱6时，将电控销轴510打开，使得调向齿环支撑架505可以绕铰链503转动，立柱抓手5上的调向齿环支撑架505转动到与待装立柱6的轴线处于平行的位置，这样立柱抓手5就可以启动动力伸缩杆512推动立柱固定块513夹取、固定待装立柱6，使得待装立柱6与调向齿环504固定到一起，这个状态如图6所示状态。
[0031]再启动变幅驱动马达401，使之驱动变幅臂4向另外一侧转动，由于待装立柱6的重心偏向于远离行走底盘I的一侧，在变幅臂4转动过程中，待装立柱6会在重力作用下带动调向齿环支撑架505绕铰链503转动，销轴导向板509可以压缩电控销轴510使之顺利卡入限位销孔508，变幅臂4继续转动，一直转动到行走底盘I上面，收起纵向支腿101和侧面支腿102，这样就可以将待装立柱6运输到需要安装的位置，这个状态如图7所示状态。
[0032]将待装立柱6运输到需要安装的位置后展开纵向支腿101和侧面支腿102，启动变幅驱动马达401，使之驱动变幅臂4竖起，这个状态如图1所示状态。调整水平位置调节平台2使得待装立柱6的安装盘处于安装座正上方，启动调向马达506，使之驱动调向齿环504转动，使得待装立柱6的方位达到安装需求。再启动链条驱动马达402，使带动链条405运动，进而驱动立柱抓手5沿导轨导向槽407向下运动，直到安装座上的地脚螺栓插入待装立柱6安装盘的安装孔，紧固安装螺母后，控制立柱抓手5松开待装立柱6，这样就完成一次安装过程。
[0033]通过上述技术方案，本发明实现了立柱机器人可以很方便、高效、专业地承担立柱安装工作。
[0034]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种新型立柱机器人，其特征在于，该种机器人包括行走底盘(I)、水平位置调节平台(2)、控制驱动系统(3 )、变幅臂(4)、立柱抓手(5 )，行走底盘(I)处于机器人底部，可以驱动机器人的整体运动，水平位置调节平台(2)位于行走底盘(I)上侧，可以在水平方向上调节变幅臂(4)所处的位置，变幅臂(4)可以相对于水平位置调节平台(2)转动，立柱抓手(5)可以固定待装立柱(6)并沿变幅臂(4)作直线运动，并且还可以使得待装立柱(6)沿轴线转动，控制驱动系统(3)用于控制各部分协同工作，并为整个机器人提供动力来源。2.根据权利要求1所述的一种新型立柱机器人，其特征在于，所述行走底盘(I)上设有纵向支腿(101)和侧面支腿(102)，纵向支腿(101)位于变幅臂(4)所在的一侧，侧面支腿(102)分别位于机器人两侧面，纵向支腿(101)和侧面支腿(102)都可以在行走底盘(I)内部收缩、展开，两者配合可以维持机器人整体处于水平，并且保持机器人在工作时的重心稳定。3.根据权利要求1所述的一种新型立柱机器人，其特征在于，所述水平位置调节平台(2)的第一导轨(104)固定在行走底盘(I)上侧，第一驱动丝杠(105)位于行走底盘(I)和第一调节支架(201)之间，第一驱动丝杠(105)可以驱动第一调节支架(201)沿第一导轨(104)作直线运动，第二导轨(204)固定在第一调节支架(201)上侧，第二驱动丝杠(203)位于第一调节支架(201)和第二调节支架(202)之间，第二驱动丝杠(203)可以驱动第二调节支架(202)沿第二导轨(204)作直线运动，第一导轨(I 04)第二导轨(204)相互垂直布置，第一驱动丝杠(I 05)和第二驱动丝杠(203)相互垂直布置。4.根据权利要求1所述的一种新型立柱机器人，其特征在于，所述变幅臂(4)的变幅臂大架(404)和第二调节支架(202)之间设有变幅驱动马达(401)，变幅驱动马达(401)可以驱动变幅臂大架(404)相对于第二调节支架(202)之间角度发生变化。5.根据权利要求1所述的一种新型立柱机器人，其特征在于，所述变幅臂(4)的变幅臂大架(404)上设有导轨导向槽(407)，抓手导轨(501)可以沿导轨导向槽(407)移动，链条驱动马达(402)固定在变幅臂大架(404)上，可以驱动链条主动链轮(403)转动，进而驱动链条(405)运动，链条从动链轮(406)处于变幅臂大架(404)另一端，可以拉紧、支撑链条(405)，链条(405)与抓手导轨(501)固定连接，进而链条驱动马达(402)可以驱动立柱抓手(5)沿导轨导向槽(407)做直线运动。6.根据权利要求5所述的一种新型立柱机器人，其特征在于，所述链条(405)与抓手导轨(501)只在中间部位固定连接，这样就增大了抓手导轨(501)沿导轨导向槽(407)运动的行程。7.根据权利要求1所述的一种新型立柱机器人，其特征在于，所述立柱抓手(5)上的抓手导轨(501)和调向齿环支撑架(505)之间设有铰链(503)，调向齿环支撑架(505)上设有限位销孔(508 )和销轴导向板(509 )，抓手导轨(501)上设有电控销轴(510 )，调向齿环支撑架(505)可以绕铰链(503)转动，销轴导向板(509)可以压缩电控销轴(510)使之顺利卡入限位销孔(508)，通过控制电控销轴(510)可以控制抓手导轨(501)和调向齿环支撑架(505)之间是否固定。8.根据权利要求7所述的一种新型立柱机器人，其特征在于，所述调向齿环支撑架(505)上设有限位支撑座(511)，限位支撑座(511)可以将待装立柱(6)限制在适合立柱抓手(5)抓取的位置。9.根据权利要求1所述的一种新型立柱机器人，其特征在于，所述立柱抓手(5)上的调向齿环(504)为不完全齿环，其上设有调向齿环导轨(514)，调向齿环支撑架(505)上设有调向齿环导轨槽(515)，调向齿环导轨(514)与调向齿环导轨槽(515)配套，调向齿环支撑架(505)上设有调向马达(506)，调向马达(506)可以带动调向齿轮(507)转动，进而驱动调向齿环(504)相对于调向齿环支撑架(505)转动。10.根据权利要求9所述的一种新型立柱机器人，其特征在于，所述调向齿环(504)上设有动力伸缩杆(512)，动力伸缩杆(512)末端设有立柱固定块(513)，动力伸缩杆(512)可以驱动立柱固定块(513)夹取、固定待装立柱(6)，使得待装立柱(6)可以随着调向齿环(504)一起相对调向齿环支撑架(505 )相互转动。
【文档编号】E04G21/16GK106013816SQ201610383112
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】江文渊, 贾后省, 邓东, 王然然, 张永, 丁汝青, 江文静, 江文源, 李腾, 韩任任
【申请人】济宁山云宇内机电科技有限公司