專利名稱：一種繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于建工行業(yè)和墻壁維護(hù)作業(yè)中的載運(yùn)機(jī)構(gòu)，尤其是涉及一種繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的墻壁載運(yùn)機(jī)構(gòu)多采用卷?yè)P(yáng)機(jī)，這種提升機(jī)械絕大多數(shù)只能完成單一的豎直方向上的提升運(yùn)動(dòng)，載運(yùn)空間十分有限。墻壁作業(yè)中的提升機(jī)構(gòu)往往在每個(gè)作業(yè)任務(wù)結(jié)束后必須重新調(diào)整起吊的位置；有些吊籃機(jī)構(gòu)在水平方向上通常沒有力的約束，吊籃容易形成鐘擺式搖擺，因而通常禁止在較高的風(fēng)速(5級(jí)以上)中作業(yè)，這些都給作業(yè)效率帶來了極大的限制。與上述提升機(jī)械相比較，本發(fā)明所涉及的繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)能夠滿足載運(yùn)過程中的超大覆蓋范圍、高支撐剛度、高穩(wěn)定性(吊籃無左右搖擺)的作業(yè)要求， 能夠明顯提高墻壁作業(yè)的載運(yùn)效率。中國(guó)專利CN1397414公開一種柔索驅(qū)動(dòng)三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。它由三組驅(qū)動(dòng)單元和運(yùn)動(dòng)平臺(tái)組成，其中每一驅(qū)動(dòng)單元包括機(jī)座、與電動(dòng)機(jī)安裝在一起的卷筒、立柱等，鋼絲繩纏繞卷筒上，然后經(jīng)下置定滑輪與配重塊下部相連，自配重塊上部引出，再繞過上置定滑輪連接于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；三組驅(qū)動(dòng)單元引出的鋼絲繩均與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相連接，形成三角形。中國(guó)專利CN101372036公開一種新型并聯(lián)澆注機(jī)器人，包括基座、旋轉(zhuǎn)副、轉(zhuǎn)盤、 機(jī)體和澆包；所述橫臂穿入擺動(dòng)滑塊并與擺動(dòng)滑塊滑動(dòng)配合連接，橫臂的一端與澆包連接， 其另一端通過纏繞于滑輪組的配重柔索與配重固接；第一卷筒和第二卷筒設(shè)置于機(jī)體內(nèi)部，并通過上柔索、下柔索與橫臂鉸鏈?zhǔn)竭B接；機(jī)身采用并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高剛度、重載荷；澆包通過設(shè)于橫臂內(nèi)的平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)與澆包擺動(dòng)電機(jī)相連。可水平方向回轉(zhuǎn)的機(jī)身通過轉(zhuǎn)盤和旋轉(zhuǎn)副與電機(jī)連接，根據(jù)澆鑄機(jī)的要求采用容積法，保證每次取液的準(zhǔn)確性；澆包擺動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一套平行四邊形四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)澆包角度在-45° 75°范圍擺動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)澆包的精確定位；采用動(dòng)作程序，具有高效率、高穩(wěn)定的作業(yè)特點(diǎn)。中國(guó)專利CN101850184A公開一種柔索驅(qū)動(dòng)的冗余并聯(lián)咀嚼機(jī)器人，該機(jī)器人由機(jī)架、電機(jī)、減速器、索輪、柔索、人類下頜骨模型和顱骨牙齒模型組成。機(jī)架為整個(gè)機(jī)器人的支撐平臺(tái)，安裝有可移動(dòng)橫梁，電機(jī)通過電機(jī)座固定在橫梁上。電機(jī)通過減速器與索輪相連，索輪上纏有柔索，柔索另一端與下頜骨模型相連，驅(qū)動(dòng)下頜骨模型實(shí)現(xiàn)三維空間內(nèi)的咀嚼運(yùn)動(dòng)。顱骨牙齒模型通過機(jī)架的固定支架固定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有在建工行業(yè)和墻壁提升載運(yùn)作業(yè)機(jī)械中普遍存在的工作范圍小、無法進(jìn)行水平方向的作業(yè)和載運(yùn)吊籃在提升過程中水平方向不夠穩(wěn)定等缺陷，提供一種工作空間大、支撐剛度高、工作性能穩(wěn)定、機(jī)構(gòu)能耗低的繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)有裝載吊籃、2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置、2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置和2個(gè)配重塊；所述裝載吊籃設(shè)有4個(gè)吊耳，所述2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在裝載吊籃的兩側(cè)上方，2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有上置驅(qū)動(dòng)電機(jī)、上置減速器、摩擦卷筒、上置定滑輪、上置支架和上置鋼絲繩； 所述上置定滑輪通過上置支架固結(jié)在墻壁上；所述上置鋼絲繩的一端與固定在裝載吊籃上的吊耳相連，上置鋼絲繩的另一端通過上置定滑輪、摩擦卷筒與配重塊相連；所述2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在裝載吊籃的兩側(cè)下方，所述2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有下置驅(qū)動(dòng)電機(jī)、下置減速器、繞線卷筒、下置定滑輪、下置支架和下置鋼絲繩；所述下置定滑輪通過下置支架固結(jié)在墻壁上，所述下置鋼絲繩的一端與固定在裝載吊籃上的吊耳相連，所述下置鋼絲繩的另一端通過下置定滑輪繞在繞線卷筒上。所述2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置和2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置可呈四邊形布置，與裝載吊籃在與墻壁平行的同一豎直平面內(nèi)。所述4個(gè)吊耳可分別布置在裝載吊籃籃框4個(gè)短邊的中點(diǎn)上。所述2個(gè)上置支架和2個(gè)下置支架布置在與裝載吊籃在與墻壁平行的同一豎直平面內(nèi)，并呈四邊形，其位置由墻壁形狀確定。所述2條上置鋼絲繩和2條下置鋼絲繩的長(zhǎng)度可由2個(gè)上置支架和2個(gè)下置支架的布置位置確定。所述上置驅(qū)動(dòng)電機(jī)和下置驅(qū)動(dòng)電機(jī)可采用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。所述2個(gè)配重塊的重量可由裝載吊籃的重量、上置支架和下置支架的具體布置確定，使配重塊的重量與額定載重范圍內(nèi)上置鋼絲繩的平均拉力相等。所述摩擦卷筒的摩擦系數(shù)由上置鋼絲繩的拉力和配重塊的重量確定。所述摩擦卷筒和繞線卷筒可設(shè)有螺旋溝槽等鋼絲繩導(dǎo)向裝置。所述上置減速器和下置減速器的減速比由摩擦卷筒和繞線卷筒的直徑、以及上置驅(qū)動(dòng)電機(jī)和下置驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速確定。本發(fā)明由4組呈四邊形布置的驅(qū)動(dòng)裝置和裝載吊籃組成，兩組有配重驅(qū)動(dòng)裝置布置在裝載吊籃兩側(cè)上方，兩組無配重驅(qū)動(dòng)裝置布置在裝載吊籃兩側(cè)下方。有配重驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、摩擦卷筒、定滑輪、支架和鋼絲繩等，鋼絲繩穿過帶有螺旋溝槽的摩擦卷筒和定滑輪，繩頭兩端分別與吊耳和配重塊相連接。無配重驅(qū)動(dòng)裝置布置在裝載吊籃兩側(cè)下方，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、繞線卷筒、定滑輪、支架和鋼絲繩等，鋼絲繩一端纏繞在帶有螺旋溝槽卷筒上，另一端穿過定滑輪與吊耳相連接。與現(xiàn)有的載運(yùn)機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn)I)工作范圍大。在本發(fā)明實(shí)施過程中，只要增加鋼絲繩長(zhǎng)度和保證并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)解算控制精度，就可以完成預(yù)定范圍內(nèi)任意位置的載運(yùn)任務(wù)。2)支撐剛度高。由于本發(fā)明中繩牽引并聯(lián)機(jī)構(gòu)采用冗余驅(qū)動(dòng)，它和剛性并聯(lián)機(jī)構(gòu)支撐一樣具有較高的剛度。3)工作穩(wěn)定性好。在本發(fā)明中，裝載吊籃在水平面內(nèi)的自由度都得到了限制或控制，從根本上避免了吊籃在水平方向的鐘擺式搖擺，從而在較大風(fēng)速下也能保證正常安全地工作。4)機(jī)構(gòu)能耗低。本發(fā)明中通過合理的配重塊布置，抵消了部分裝載吊籃和承載物的重力，從而有效降低了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率。5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造、裝配和維護(hù)。每組驅(qū)動(dòng)模塊在原理上都相同或相似，節(jié)約了設(shè)計(jì)制造成本。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)有裝載吊籃2、2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置11、2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置I和2個(gè)配重塊3 ;所述裝載吊籃I設(shè)有4個(gè)吊耳4，所述2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置11設(shè)在裝載吊籃2的兩側(cè)上方，2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置11設(shè)有上置驅(qū)動(dòng)電機(jī)10、上置減速器9、摩擦卷筒6、上置定滑輪7、上置支架8和上置鋼絲繩5 ;所述上置定滑輪7通過上置支架8固結(jié)在墻壁上；所述上置鋼絲繩5的一端與固定在裝載吊籃2上的吊耳4相連，上置鋼絲繩5的另一端通過上置定滑輪7、摩擦卷筒6與配重塊3相連；所述2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置I設(shè)在裝載吊籃2的兩側(cè)下方，所述2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置I設(shè)有下置驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、下置減速器13、繞線卷筒14、下置定滑輪16、下置支架15和下置鋼絲繩17 ;所述下置定滑輪16通過下置支架15固結(jié)在墻壁上，所述下置鋼絲繩17的一端與固定在裝載吊籃2上的吊耳4相連，所述下置鋼絲繩17的另一端通過下置定滑輪16繞在繞線卷筒14上。所述2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置11和2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置I可呈四邊形布置，與裝載吊籃2在與墻壁平行的同一豎直平面內(nèi)。所述4個(gè)吊耳4可分別布置在裝載吊籃2籃框4個(gè)短邊的中點(diǎn)上。所述2個(gè)上置支架8和2個(gè)下置支架15布置在與裝載吊籃2在與墻壁平行的同一豎直平面內(nèi)，并呈四邊形，其位置由墻壁形狀確定。所述2條上置鋼絲繩5和2條下置鋼絲繩17的長(zhǎng)度可由2個(gè)上置支架8和2個(gè)下置支架15的布置位置確定。所述上置驅(qū)動(dòng)電機(jī)10和下置驅(qū)動(dòng)電機(jī)12可采用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。所述2個(gè)配重塊3的重量可由裝載吊籃2的重量、上置支架8和下置支架15的具體布置確定，使配重塊3的重量與額定載重范圍內(nèi)上置鋼絲繩5的平均拉力相等。所述摩擦卷筒6的摩擦系數(shù)由上置鋼絲繩5的拉力和配重塊3的重量確定。所述摩擦卷筒6和繞線卷筒14可設(shè)有螺旋溝槽等鋼絲繩導(dǎo)向裝置。所述上置減速器9和下置減速器13的減速比由摩擦卷筒6和繞線卷筒14的直徑、 以及上置驅(qū)動(dòng)電機(jī)10和下置驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的轉(zhuǎn)速確定。本發(fā)明的工作原理是在有配重驅(qū)動(dòng)裝置11中，上置驅(qū)動(dòng)電機(jī)10通過上置減速器 9將扭轉(zhuǎn)力矩傳遞給摩擦卷筒6，摩擦卷筒6利用摩擦力帶動(dòng)纏繞在摩擦卷筒上的上置鋼絲繩5運(yùn)動(dòng)，上置鋼絲繩5通過上置定滑輪7的導(dǎo)向?qū)⑽灰苽鬟f給吊籃上邊框上的吊耳4，從摩擦卷筒6抽出的鋼絲繩端部系有配重塊3，通過調(diào)整配重塊3的重量抵消部分上置鋼絲繩 5的拉力；在無配重驅(qū)動(dòng)裝置I中，下置驅(qū)動(dòng)電機(jī)12通過下置減速器13將扭轉(zhuǎn)力矩傳遞給帶有螺旋溝槽的繞線卷筒14，繞線卷筒14通過正反向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)收放下置鋼絲繩17，下置鋼絲繩17通過下置定滑輪16的導(dǎo)向?qū)⑽灰苽鬟f給吊籃下邊框上的吊耳4。通過并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)解算控制上述兩種、4組驅(qū)動(dòng)裝置的協(xié)調(diào)配合運(yùn)動(dòng)，收放鋼絲，使裝載吊籃2能夠在與墻壁平行的豎直平面內(nèi)做2個(gè)自由度的位移運(yùn)動(dòng)，并使裝載吊籃2處于水平姿態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于設(shè)有裝載吊籃、2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置、2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置和2個(gè)配重塊；所述裝載吊籃設(shè)有4個(gè)吊耳，所述2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在裝載吊籃的兩側(cè)上方，2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有上置驅(qū)動(dòng)電機(jī)、上置減速器、摩擦卷筒、上置定滑輪、上置支架和上置鋼絲繩；所述上置定滑輪通過上置支架固結(jié)在墻壁上；所述上置鋼絲繩的一端與固定在裝載吊籃上的吊耳相連，上置鋼絲繩的另一端通過上置定滑輪、摩擦卷筒與配重塊相連；所述2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在裝載吊籃的兩側(cè)下方，所述2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)有下置驅(qū)動(dòng)電機(jī)、下置減速器、繞線卷筒、下置定滑輪、下置支架和下置鋼絲繩；所述下置定滑輪通過下置支架固結(jié)在墻壁上，所述下置鋼絲繩的一端與固定在裝載吊籃上的吊耳相連，所述下置鋼絲繩的另一端通過下置定滑輪繞在繞線卷筒上。
2.如權(quán)利要求I所述的一種繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述2組有配重驅(qū)動(dòng)裝置和2組無配重驅(qū)動(dòng)裝置呈四邊形布置，與裝載吊籃在與墻壁平行的同一豎直平面內(nèi)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述4個(gè)吊耳分別布置在裝載吊籃籃框4個(gè)短邊的中點(diǎn)上。
4.如權(quán)利要求I所述的一種繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述2個(gè)上置支架和2個(gè)下置支架布置在與裝載吊籃在與墻壁平行的同一豎直平面內(nèi)，并呈四邊形。
5.如權(quán)利要求I所述的一種繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述上置驅(qū)動(dòng)電機(jī)和下置驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。
6.如權(quán)利要求I所述的一種繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述摩擦卷筒和繞線卷筒設(shè)有螺旋溝槽鋼絲繩導(dǎo)向裝置。
全文摘要
一種繩牽引墻壁提升載運(yùn)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，涉及一種用于建工行業(yè)和墻壁維護(hù)作業(yè)中的載運(yùn)機(jī)構(gòu)。設(shè)有裝載吊籃、2組有配重驅(qū)動(dòng)、2組無配重驅(qū)動(dòng)和2個(gè)配重塊。裝載吊籃上設(shè)有吊耳。有配重驅(qū)動(dòng)布置在裝載吊籃的側(cè)上方，有配重驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、摩擦卷筒、定滑輪、支架和鋼絲繩等，鋼絲繩穿過帶有螺旋溝槽的摩擦卷筒和定滑輪，繩頭兩端分別與吊耳和配重塊相連接。無配重驅(qū)動(dòng)模塊布置在裝載吊籃側(cè)下方，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、繞線卷筒、定滑輪、支架和鋼絲繩等，鋼絲繩一端纏繞在帶有螺旋溝槽卷筒上，另一端穿過定滑輪與吊耳相連接。另外兩組驅(qū)動(dòng)與上述在結(jié)構(gòu)上對(duì)應(yīng)相同。工作空間大、支撐剛度高、工作性能穩(wěn)定、機(jī)構(gòu)能耗低。
文檔編號(hào)B66F11/04GK102602859SQ20121008697
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者岳遂錄, 林麒, 王釗, 陳藝新 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)