一种钢结构拼装用辅助机械臂的制作方法

本发明涉及钢结构预制，具体涉及一种钢结构拼装用辅助机械臂。

背景技术：

1、钢结构预制包括切割、组对、焊接、探伤、防腐涂装等步骤；为保障后续使用，需要在生产制造后在工厂进行预拼装，提前发现孔位、对接尺寸冲突，并进行修补和处理；且在现场拼装阶段，同样存在部分构件需要进行拼装、调整后，再进行焊接固定；而钢结构构件尺寸较大且结构各异，在拼装过程中较难配备统一的加工支撑结构平台，往往通过移动平台搭载机械臂及处理设备对构件进行修补和调整。

2、如公告号为cn112847315b的中国专利就公开了一种工程施工机器人用机械臂结构，该机械臂结构设置有双独立竖向丝杠滑台作为双支点，横向臂自适应长度补偿，实现平移、单摆、交叉摆线三种运动。

3、但是，钢结构拼装过程中，各结构点连接不稳定，该装置行走结构较大难以进入狭小区域，且在拼装时如辅助进行大负载作业，支点反力集中作用在钢结构的一个区域，易造成钢结构失稳；同时拼装过程中各部位均可能出现需要调整的部分，而拼装过程的钢结构，受力位置较为局限，在需要进行长距离作业时，需要保障端部稳定，以保障处理精度。

4、基于此，本发明设计了一种钢结构拼装用辅助机械臂以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种钢结构拼装用辅助机械臂。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种钢结构拼装用辅助机械臂，包括组合式移动支点、调节式机械臂和辅助支撑模块；

4、所述组合式移动支点包括磁吸式爬行机器人一、磁吸式爬行机器人二、柔性连接结构、伸缩结构和刚性连接结构，调节式机械臂安装在磁吸式爬行机器人一上，磁吸式爬行机器人二上安装有伸缩结构，伸缩结构的移动端安装有用于使磁吸式爬行机器人一和磁吸式爬行机器人二固定的刚性连接结构；磁吸式爬行机器人一和磁吸式爬行机器人二上安装有柔性连接结构；

5、所述调节式机械臂包括旋转底座、移动节段、连接节段、调节节段和端部节段，旋转底座安装在组合式移动支点上，移动节段安装在旋转底座的移动端，连接节段安装在移动节段的移动端，调节节段安装在连接节段的移动端，调节节段的移动端安装有用于安装作业设备的端部节段；

6、端部节段和调节节段上安装有辅助支撑模块；一个机械臂上的端部节段通过辅助支撑模块对另一个机械臂的调节节段进行支撑。

7、更进一步的，所述柔性连接结构包括转动环、绳索、收卷轮一、收卷轮二和导向结构，转动环安装在旋转底座上，转动环的两侧分别与一个绳索的一端固定连接；磁吸式爬行机器人二上转动安装有由伺服电机驱动的收卷轮一和收卷轮二；一个绳索的另一端与收卷轮一固定连接，另一个绳索的另一端与收卷轮二固定连接；磁吸式爬行机器人二和转动环上安装有导向结构。

8、更进一步的，所述伸缩结构包括限位筒、伸缩筒和驱动模块，磁吸式爬行机器人二上固定安装有限位筒，限位筒内限位滑动安装有伸缩筒，伸缩筒的端部穿出限位筒；限位筒端部安装有刚性连接结构，磁吸式爬行机器人一下侧开设有插槽；插槽内壁呈圆周阵列等间距均匀开设有锁定槽一；刚性连接结构伸入插槽内与锁定槽一连接；限位筒和伸缩筒上安装有驱动模块。

9、更进一步的，所述刚性连接结构包括安装筒、电动推杆、移动推块和锁定滚珠，安装筒固定安装在伸缩筒端部，安装筒内固定安装有电动推杆，电动推杆的移动端固定安装有移动推块，安装筒的端部呈圆周阵列等间距均匀开设有容纳槽，容纳槽内分布有锁定滚珠；在安装筒插入插槽内后，电动推杆展开使移动推块推动锁定滚珠向外移动至卡入锁定槽一内实现锁定。

10、更进一步的，所述旋转底座包括安装座、旋转座、支撑座和旋转架，安装座固定安装在磁吸式爬行机器人一上，安装座上转动安装有由伺服电机驱动的旋转座；旋转座上固定安装有支撑座，支撑座上转动安装有由伺服电机和传动模块一驱动的旋转架。

11、更进一步的，所述移动节段包括支撑臂一和驱动模块一，驱动模块一安装在旋转架上，驱动模块一与支撑臂一连接。

12、更进一步的，所述连接节段包括连接臂，连接臂与支撑臂一转动连接；连接臂内安装有控制连接臂和支撑臂一相对角度的控制模块一，控制模块一与连接臂和支撑臂一的转动轴连接。

13、更进一步的，所述调节节段包括转动臂二、伸缩臂和驱动模块二，连接臂与转动臂二转动连接，连接臂内安装有控制连接臂与转动臂二相对角度的控制模块二，控制模块二与连接臂和转动臂二的转动轴连接；伸缩臂安装在转动臂二内，转动臂二和伸缩臂之间安装有用于带动伸缩臂伸缩的驱动模块二。

14、更进一步的，所述端部节段包括转动臂三和安装节段，转动臂三与伸缩臂转动连接，转动臂三内安装有控制转动臂三与伸缩臂相对角度的控制模块三，转动臂三端部固定安装有安装节段，安装节段通过螺栓与外部用于处理钢结构的设备可拆卸连接。

15、更进一步的，所述辅助支撑模块包括支撑连接结构和对接座，支撑连接结构固定安装在安装节段上，多个对接座固定安装在转动臂二上，对接座上开设有用于与支撑连接结构连接的对接槽，对接槽内均匀开设有用于与支撑连接结构连接的锁定槽二。

16、本发明相较于现有技术，其有益效果为：在预拼装过程中，节点稳定性较差，如机械臂端部负载较大，或使其应用于吊装等作业情况，可调节伸缩结构，增加磁吸式爬行机器人一和磁吸式爬行机器人二之间的距离，使磁吸式爬行机器人一和磁吸式爬行机器人二作用在钢结构上的力分散；或通过刚性连接结构使磁吸式爬行机器人一和磁吸式爬行机器人二不再刚性连接，而后磁吸式爬行机器人二移动到与作业端相反的位置或者钢结构其他结构面，通过柔性连接结构为旋转底座提供拉力，从而优化支点力矩分布，便于保持整体稳定；

17、在需要向远处进行作业时，为增加作业范围使调节节段延长，此时为保障端部节段端部作业的稳定性，可以使相邻机械臂移动到相近位置，而后通过相邻机械臂上的辅助支撑模块对作业机械臂上的调节节段进行支撑；从而在需要延长作业范围的作业场景中，保障端部稳定。

1.一种钢结构拼装用辅助机械臂，包括组合式移动支点（1）、调节式机械臂（2）和辅助支撑模块（3），其特征在于：

2.根据权利要求1所述的钢结构预制加工用辅助机械臂，其特征在于，所述柔性连接结构（13）包括转动环（131）、绳索（132）、收卷轮一（133）、收卷轮二（134）和导向结构，转动环（131）安装在旋转底座（21）上，转动环（131）的两侧分别与一个绳索（132）的一端固定连接；磁吸式爬行机器人二（12）上转动安装有由伺服电机驱动的收卷轮一（133）和收卷轮二（134）；一个绳索（132）的另一端与收卷轮一（133）固定连接，另一个绳索（132）的另一端与收卷轮二（134）固定连接；磁吸式爬行机器人二（12）和转动环（131）上安装有导向结构。

3.根据权利要求1所述的钢结构预制加工用辅助机械臂，其特征在于，所述伸缩结构（14）包括限位筒（141）、伸缩筒（142）和驱动模块，磁吸式爬行机器人二（12）上固定安装有限位筒（141），限位筒（141）内限位滑动安装有伸缩筒（142），伸缩筒（142）的端部穿出限位筒（141）；限位筒（141）端部安装有刚性连接结构（15），磁吸式爬行机器人一（11）下侧开设有插槽（145）；插槽（145）内壁呈圆周阵列等间距均匀开设有锁定槽一（146）；刚性连接结构（15）伸入插槽（145）内与锁定槽一（146）连接；限位筒（141）和伸缩筒（142）上安装有驱动模块。

4.根据权利要求3所述的钢结构预制加工用辅助机械臂，其特征在于，所述刚性连接结构（15）包括安装筒（151）、电动推杆（152）、移动推块（153）和锁定滚珠（155），安装筒（151）固定安装在伸缩筒（142）端部，安装筒（151）内固定安装有电动推杆（152），电动推杆（152）的移动端固定安装有移动推块（153），安装筒（151）的端部呈圆周阵列等间距均匀开设有容纳槽（154），容纳槽（154）内分布有锁定滚珠（155）；在安装筒（151）插入插槽（145）内后，电动推杆（152）展开使移动推块（153）推动锁定滚珠（155）向外移动至卡入锁定槽一（146）内实现锁定。

5.根据权利要求1-4任一所述的钢结构预制加工用辅助机械臂，其特征在于，所述旋转底座（21）包括安装座（211）、旋转座（212）、支撑座（213）和旋转架（214），安装座（211）固定安装在磁吸式爬行机器人一（11）上，安装座（211）上转动安装有由伺服电机驱动的旋转座（212）；旋转座（212）上固定安装有支撑座（213），支撑座（213）上转动安装有由伺服电机和传动模块一驱动的旋转架（214）。

6.根据权利要求5所述的钢结构预制加工用辅助机械臂，其特征在于，所述移动节段（22）包括支撑臂一（221）和驱动模块一（222），驱动模块一（222）安装在旋转架（214）上，驱动模块一（222）与支撑臂一（221）连接。

7.根据权利要求6所述的钢结构预制加工用辅助机械臂，其特征在于，所述连接节段（23）包括连接臂（231），连接臂（231）与支撑臂一（221）转动连接；连接臂（231）内安装有控制连接臂（231）和支撑臂一（221）相对角度的控制模块一，控制模块一与连接臂（231）和支撑臂一（221）的转动轴连接。

8.根据权利要求7所述的钢结构预制加工用辅助机械臂，其特征在于，所述调节节段（24）包括转动臂二（241）、伸缩臂（242）和驱动模块二（243），连接臂（231）与转动臂二（241）转动连接，连接臂（231）内安装有控制连接臂（231）与转动臂二（241）相对角度的控制模块二，控制模块二与连接臂（231）和转动臂二（241）的转动轴连接；伸缩臂（242）安装在转动臂二（241）内，转动臂二（241）和伸缩臂（242）之间安装有用于带动伸缩臂（242）伸缩的驱动模块二（243）。

9.根据权利要求8所述的钢结构预制加工用辅助机械臂，其特征在于，所述端部节段（25）包括转动臂三（251）和安装节段（252），转动臂三（251）与伸缩臂（242）转动连接，转动臂三（251）内安装有控制转动臂三（251）与伸缩臂（242）相对角度的控制模块三，转动臂三（251）端部固定安装有安装节段（252），安装节段（252）通过螺栓与外部用于处理钢结构的设备可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的钢结构预制加工用辅助机械臂，其特征在于，所述辅助支撑模块（3）包括支撑连接结构（31）和对接座（32），支撑连接结构（31）固定安装在安装节段（252）上，多个对接座（32）固定安装在转动臂二（241）上，对接座（32）上开设有用于与支撑连接结构（31）连接的对接槽（33），对接槽（33）内均匀开设有用于与支撑连接结构（31）连接的锁定槽二（34）。