一种金属门窗工程施工用安装机械手的制作方法

1.本发明涉及门窗安装技术领域，特别是涉及一种金属门窗工程施工用安装机械手。


背景技术：

2.门窗在安装时，往往都需要先安装门框或窗框，目前在安装门框和窗框时，大都是利用人工进行安装，并且需要多个工人同时一起工作，譬如在安装窗框时，需要一到两个人扶住窗框，然后再利用一个人进行打胶，从而浪费大量的人力，并且工作效率低，安装成本大，另外，在安装窗框时，由于目前的高层住宅越来越多，因此在进行安装窗框时，危险系数较大，传统的安装方式基本都需要在每一个工人师傅上绑上安全绳，防止出现坠落的意外，并且在安装时，由于考虑到危险性，因此在安装时安装进度会更慢。
3.目前的市场上，对于方便安装门窗框的装置基本处于空白，因此本发明提出一种金属门窗工程施工用安装机械手。


技术实现要素：

4.本发明要解决的是门窗安装效率低，危险系数大，安装不便，人工成本大等问题，提供一种金属门窗工程施工用安装机械手。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种金属门窗工程施工用安装机械手，它包括基架，所述的基架上设有用于稳定基架的稳定机构，所述基架上方设有水平移动的四向移动机构，所述四向移动机构上方设有放置板，所述放置板上转动设有支撑柱，所述支撑柱下方外部套接设有齿轮，所述放置板上设有齿轮的驱动机构，所述支撑柱上端铰接设有连接臂，所述连接臂另一端铰接设有用于夹取窗框的夹取装置，所述支撑柱下方侧壁与连接臂下方侧壁之间铰接设有电动推杆一，所述连接臂上方与夹取装置之间铰接设有电动推杆二。
6.采用以上结构后，本发明具有如下优点：首先，利用本装置代替人工进行搬动安装，从而效率更高，并且可减少大量的人力，并且在安装窗框时更加的安全；其次，本装置通过将基架放置在合适的位置，利用稳定机构将整个装置稳固，利用四向移动机构带动放置板进行前后左右的移动，从而带动夹取装置进行四向的移动，夹取装置将门窗框夹起，再在电动推杆一的作用下，带动连接臂上下转动，从而调整夹取的高度，电动推杆二的作用可调整夹取装置的角度，使得门窗框的角度处于垂直的状态，另外，通过驱动机构带动齿轮转动，从而带动夹取装置的转动，方便进行拿取门窗框。
7.作为改进，所述基架为矩形框结构，所述基架在位于四向移动机构和稳定机构之间的上方设有扶正机构，所述扶正机构包括横跨在基架上的扶正杆，所述扶正杆一端下侧边缘与基架上侧边缘铰接，所述基架另一侧上方设有用于固定扶正杆的卡块。在安装时，基架与墙体之间会有一定距离，直接移动不好确定整个基架与墙体是否平行，增加上方结构位置移动的难度，扶正机构可对基架进行初始位置的确定。
8.作为改进，所述稳定机构包括内螺纹管，所述内螺纹管内配合连接设有螺杆，所述螺杆底部设有橡胶垫，所述螺杆顶部连接设有转柄。操作简单，利用橡胶垫与底面的摩擦力将装置稳定，本装置设置了方便移动的万向轮，设有轮子，装置总体稳定性不好，稳定机构的设置可增强整个装置在不需要移动时的稳定性，另外，装修时一般都是先安装窗户，有些地面不平整，也可通过调节稳定机构使基架处于水平位置，便于机械手后续工作的进行。
9.作为改进，所述四向移动机构包括两个横跨在基架上方且相互平行的移动板一，所述移动板一通过t形滑轨一与基架滑动连接，所述基架上设有用于驱动移动板一的驱动机构二，所述放置板通过t形滑轨二与移动板一滑动连接，所述t形滑轨一和t形滑轨二相垂直，所述移动板一上设有用于驱动放置板的驱动机构三，所述扶正机构包括横跨在基架上的扶正杆，所述扶正杆平行于t形滑轨二，方便带动夹取机构进行水平的四向移动，从而可以根据不同的使用情况进行对应的移动，此种水平移动机构结构简单，运动平稳。
10.作为改进，所述驱动机构包括安装在放置板上的电动推杆三，所述电动推杆三轴端连接设有与齿轮配合的齿条，所述齿条与放置板滑动连接，所述支撑柱下方套接设有支撑套环，所述支撑套环内设有与支撑柱配合的轴承，所述支撑套环两侧分别设有支撑杆，所述支撑杆另一端与放置板连接，所述驱动机构二包括位于基架两侧的电机，所述电机轴端连接设有丝杆，所述丝杆配合穿过移动板一，且端部配合设有丝杆座，所述丝杆座与基架固定，所述驱动机构三包括电机二，所述电机二轴端连接设有丝杆二，所述丝杆二配合穿过放置板，且端部连接设有丝杆座二，所述丝杆座二与放置板固定，驱动支撑柱、移动板一和放置板，从而实现夹取装置实现四向移动，采用电机作为驱动动力，相较于油缸或气缸，不需要液压或气动系统，简化整体结构，支撑套环的设置可增强支撑柱的稳定性。
11.作为改进，所述夹取装置包括基板，所述基板后侧设有连杆，所述连杆另一端与连接臂铰接，所述基板后侧四侧分别设有电动推杆四，四个所述电动推杆四轴端分别朝向远离基板中心的一侧，且连接设有连接板，所述连接板另一端伸出基板前侧，所述基板前侧四侧分别设有移动柱，所述移动柱通过滑轨与基板前侧壁滑动连接，且一端端部侧壁与连接板连接，所述滑轨与电动推杆四轴线平行，可以根据门窗框内部的尺寸进行调节电动推杆四，从而方便适用不同的门窗框的安装作业。窗框或门窗均为中空的矩形结构，本技术的此种夹取装置可对矩形的四个边进行接触固定，固定效果好，且可适用于不同大小的窗框或门框。
12.作为改进，所述移动柱外侧端壁与连接板外侧壁齐平，所述连接板上方滑动设有夹板一，所述移动柱外侧端壁上设有配合的夹板二，所述连接板靠近电动推杆四的一侧设有电动推杆五，所述电动推杆五轴端与夹板一连接，所述夹板一移动方向与移动柱移动方向相垂直。将门窗框夹住，防止其从连接板上滑落。
13.作为改进，所述移动柱远离基板一侧设有贯穿移动柱侧壁的安装槽，所述安装槽内分别安装设有可拆卸的玻璃吸附装置，可拆卸的所述玻璃吸附装置包括卡接在安装槽内的双爪手动玻璃吸盘和用于固定双爪手动玻璃吸盘的固定盖板，所述固定盖板一端与安装槽一侧的移动柱外侧壁铰接，另一端跨过双爪手动玻璃吸盘与安装槽另一侧的移动柱外侧壁通过螺栓固定。不仅可以对门窗框进行安装，而且还可以实现玻璃的安装，并且还可以根据实际的需求，决定是否将双爪手动玻璃吸盘放入安装槽内。
14.作为改进，位于上方的所述移动柱在靠近基板中心且远离基板的侧壁上设有防止
移动柱倾斜松弛的移动柱支撑机构，支撑移动柱，防止其倾斜，从而提供一个更好的安装效果。
15.作为改进，所述移动柱支撑机构包括位于移动柱侧壁两侧的横板，所述横板靠近基板的一侧设有挡板，所述挡板穿过移动柱，所述横板与移动柱侧壁之间连接设有弹簧，所述基板上设有与挡板对应的条形凹槽，所述条形凹槽平行于电动推杆四且内部沿长度方向设有多个支撑齿，所述挡板伸入条形凹槽内且与支撑齿相配合，所述支撑齿靠近基板中心一侧向连接板方向倾斜，利用类似于棘轮和棘爪的原理，实现移动柱的支撑，防止其倾斜，在夹取门窗框的时候提供重力方向上的支撑。
附图说明
16.图1是本发明一种金属门窗工程施工用安装机械手的结构示意图；图2是本发明一种金属门窗工程施工用安装机械手基架和放置板的俯视结构示意图；图3是本发明一种金属门窗工程施工用安装机械手驱动机构的结构示意图；图4是本发明一种金属门窗工程施工用安装机械手夹取装置的结构示意图；图5是本发明一种金属门窗工程施工用安装机械手驱动机构三的结构示意图；图6是本发明一种金属门窗工程施工用安装机械手移动柱支撑机构的结构示意图；图7是本发明一种金属门窗工程施工用安装机械手扶正机构的结构示意图。
17.如图所示：1、基架，2、放置板，3、支撑柱，4、齿轮，5、连接臂，6、电动推杆一，7、电动推杆二，8、控制箱，9、供电装置，10、内螺纹管，11、螺杆，12、橡胶垫，13、移动板一，14、t形滑轨一，15、t形滑轨二，16、扶正杆，17、卡块，18、电动推杆三，19、齿条，20、支撑套环，21、支撑杆，22、电机，23、丝杆，24、丝杆座，25、基板，26、连杆，27、电动推杆四，28、连接板，29、移动柱，30、滑轨，31、夹板一，32、夹板二，33、电动推杆五，34、横板，35、挡板，36、弹簧，37、条形凹槽，38、支撑齿，39、转柄，40、电机二，41、丝杆二，42、丝杆座二，43、安装槽，44、双爪手动玻璃吸盘，45、固定盖板。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
19.结合附图1和图2所示，一种金属门窗工程施工用安装机械手，它包括基架1，所述基架1为矩形框结构，基架1的下方还安装有万向轮，方便整个装置的推动，并且万向轮带有自锁机构，所述的基架1上设有稳定机构，所述的稳定机构包括内螺纹管10，所述内螺纹管10内配合连接设有螺杆11，所述螺杆11底部设有橡胶垫12，所述螺杆11顶部连接设有转柄39，装置在使用时，首先将装置推动到合适的位置，通过转动转柄39，带动螺杆11在内螺纹管10内转动，从而向下移动，使得橡胶垫与地面接触，同时将万向轮锁死；如图1和图2所示，所述基架1上方还设有四向移动机构，所述四向移动机构包括两个横跨在基架1上方且相互平行的移动板一13，所述移动板一13通过t形滑轨一14与基架1滑动连接，所述基架1上设有用于驱动移动板一13的驱动机构二，所述四向移动机构上方设有放置板2，所述放置板2通过t形滑轨二15与移动板一13滑动连接，所述t形滑轨一14和t形
滑轨二15相垂直，所述移动板一13上设有用于驱动放置板2的驱动机构三，其中驱动机构二包括了位于基架1两侧的电机22，所述电机22轴端连接设有丝杆23，所述丝杆23配合穿过移动板一13，且端部配合设有丝杆座24，所述丝杆座24与基架1固定，驱动机构三包括电机二40，所述电机二40轴端连接设有丝杆二41，所述丝杆二41配合穿过放置板2，且端部连接设有丝杆座二42，所示丝杆座二42与放置板2固定，这样在电机22和电机二40启动时，带动丝杆23和丝杆二41转动，从而控制移动板一13在基架1上侧沿着t形滑轨一14移动，放置板2在移动板一13上沿t形滑轨二15移动，另外，所述放置板2上转动设有支撑柱3，因此放置板2在电机22和电机二40的驱动下，从而使得支撑柱3随着放置板2在四个方向上移动；如图1和图3所示，支撑柱3下方外部套接设有齿轮4，所述放置板2上设有齿轮4的驱动机构，所述驱动机构包括安装在放置板2上的电动推杆三18，所述电动推杆三18轴端连接设有与齿轮4配合的齿条19，所述齿条19与放置板2滑动连接，从而在实际使用时，电动推杆三18的伸缩，带动齿条19在放置板2上滑动，从而在与齿轮4的配合下带动支撑柱3转动，所述支撑柱3上端铰接设有连接臂5，所述连接臂5另一端铰接设有夹取装置，因此，在四向移动机构驱动机构的带动下，夹取装置实现前后左右移动和转动；如图1和图4所示，夹取装置包括基板25，所述基板25后侧设有连杆26，所述连杆26另一端与连接臂5铰接，所述基板25后侧四侧分别设有电动推杆四27，四个所述电动推杆四27呈“十”字分布，且伸出端分别朝向远离基板25中心的一侧，且连接设有连接板28，所述连接板28另一端伸出基板25前侧，所述基板25前侧四侧分别设有移动柱29，所述移动柱29通过滑轨30与基板25前侧壁滑动连接，且一端端部侧壁与连接板28连接，所述滑轨30与电动推杆四27轴线平行。
20.所述移动柱29外侧端壁与连接板28外侧壁齐平，所述连接板28上方滑动设有夹板一31，所述移动柱29外侧端壁上设有配合的夹板二32，所述连接板28靠近电动推杆四27的一侧设有电动推杆五33，所述电动推杆五33轴端与夹板一31连接，所述夹板一31移动方向与移动柱29移动方向相垂直，在安装时，电动推杆三18首先处于缩回状态，此时，通过四向移动机构和驱动机构，带动夹取装置移动到门窗框的放置位置，所述支撑柱3下方侧壁与连接臂5下方侧壁之间铰接设有电动推杆一6，通过控制电动推杆一6，将基板25高度降低，所述连接臂5上方与夹取装置之间铰接设有电动推杆二7，然后通过调整电动推杆二7，对基板25角度进行调整，将基板25移动到位于门窗框的内部，并且使得基板25与门窗框大致的处于平行的状态，控制电动推杆四27伸出，带动移动柱29同时伸出，使得夹板一31和夹板二32靠近门窗框，然后，通过人工的辅助，将门窗框放置在连接板28上，并处在夹板一31和夹板二32之间，控制电动推杆五33，带动夹板一31移动，使得夹板一31和夹板二32在门窗框内部且从门窗框的前后两侧壁夹住门窗框的四周，此时夹板一31和夹板二32均与门窗框接触，同时，可在基板25侧壁上安装水平仪，从而再通过四向移动机构和驱动机构带动夹取装置移动到安装位置时，可观察基板25是否与地面垂直，当门窗框位于安装位后，通过工人进行打胶即可；如图1和图4所示，在基架1底部安装有整个装置供电的供电装置9，并且在基架1上安装用于控制电机的控制箱8，控制箱8内设有控制器，控制器采用at89c51单片机，本技术的动力原件主要为电机和电动推杆，电动推杆动力也是电机，所以本技术的动力原件均为电机，动力原件单一，较为简单，便于实现，电机上设有控制芯片，常见的电机驱动芯片有
lmd18200芯片，单片机与电机驱动芯片电性连接，电机输出端设有比例电位器，输出轴转动带动比例电位器做位置检测，电位器把转角坐标转化成比例电压反馈给电机驱动芯片，电机驱动芯片将其与输入的控制脉冲信号比较，产生纠正脉冲，并驱动电机正向或反向转动，从而达到预期移动位置。
21.如图7所示，所述基架在位于四向移动机构和稳定机构之间的上方设有扶正机构，扶正机构包括横跨在基架1上的扶正杆16，所述扶正杆16平行于t形滑轨二15，且一端下侧边缘与基架1上侧边缘铰接，所述基架1另一侧上方设有用于固定扶正杆16的卡块17，在使用时，将装置移动到安装位置后，将扶正杆16转动180
°
，此时使得扶正杆16端部与基架1侧壁贴合，移动整个装置，通过万向轮带动装置移动，将扶正杆16与门窗框安装位置的墙壁接触，从而使得基架1与墙壁平行，然后再通过稳定机构将装置稳定，此时再进行门窗安装时，由于基架1与墙壁平行，从而可以快速的将夹取装置正对门窗安装位置所在的墙壁，此时先调节电动推杆一6，从而调节门窗框的高度，然后再调节电动推杆二7，使得基板25与墙壁平行，再通过四向移动机构带动基板25与门窗安装位置对应后安装即可，从而会更加方便。
22.如图1所示，所述支撑柱3下方套接设有支撑套环20，所述支撑套环20内设有与支撑柱3配合的轴承，所述支撑套环20两侧分别设有支撑杆21，所述支撑杆21另一端与放置板2连接，这样可以进一步的对支撑柱3进行支撑，使得整个装置更加稳定。
23.如图3所示，驱动机构可以为两个，且分别位于齿轮4的径向两侧，这样在使用的过程中，两侧的驱动机构分别交错运动，从而可以提供更好的动力输出。
24.如图6所示，由于在夹取装置使用的时候，门窗框基本上都是位于基板25靠近前侧的位置，因此会给上方的移动柱29造成较大的下压力，从而使整个装置在使用一段时间后，会出现门窗框在进行搬运和安装时会出现倾斜的情况，从而影响整体的安装效果，因此，在位于上方的所述移动柱29在靠近基板25中心且远离基板25的侧壁上设有移动柱支撑机构，所述移动柱支撑机构包括位于移动柱29侧壁两侧的横板34，所述横板34靠近基板25的一侧设有挡板35，所述挡板35穿过移动柱29，所述横板34与移动柱29侧壁之间连接设有弹簧36，所述基板25上设有与挡板35对应的条形凹槽37，所述条形凹槽37平行于电动推杆四27且内部沿长度方向设有多个支撑齿38，所述挡板35伸入条形凹槽37内且与支撑齿38相配合，所述支撑齿38靠近基板25中心一侧向连接板28方向倾斜，使得整个装置在使用时，当电动推杆四27伸出时，带动挡板35向上移动，由于支撑齿38靠近基板25一侧为倾斜结构，并且上端部为弧形的结构，从而方便挡板35的移动，移动过程为：挡板35与支撑齿38接触，然后带动横板34向上移动，从而拉伸弹簧36，使得挡板35从支撑齿38上越过。
25.如图4所示，在移动柱29远离基板25一侧设有贯穿移动柱侧壁的安装槽43，所述安装槽43内分别安装设有可拆卸的玻璃吸附装置，可拆卸的所述玻璃吸附装置包括卡接在安装槽43内的双爪手动玻璃吸盘44和用于固定双爪手动玻璃吸盘44的固定盖板45，所述固定盖板45一端与安装槽43一侧的移动柱29外侧壁铰接，另一端跨过双爪手动玻璃吸盘44与安装槽43另一侧的移动柱29外侧壁通过螺栓固定，这样，可根据需要，需要时，在安装门窗框后，还可以进行玻璃的安装，利用相同的驱动机制，带动双爪手动玻璃吸盘44吸附玻璃后进行移动。不需要时，可将双爪手动玻璃吸盘44取出。
26.本发明的工作原理为，利用夹取装置，将门窗框夹取，推动整个装置到安装位置处，然后将扶正杆放下使基架1与安装墙壁平行，利用稳定机构稳定后，再利用驱动机构、驱
动机构二和驱动机构三分别带动支撑柱3转动和带动移动板一13和放置板2移动，再利用电动推杆一6和电动推杆二7，分别带动连接臂5上下转动连接和带动夹取装置上下的调节角度，从而带动夹取装置在高度上和角度方面的移动，从而进行安装；或者，在具体使用环境中，门窗框往往会先到货，因此可先将窗框放在安装位置附近，之后将装置移动到安装位置处，然后进行稳定，再利用夹取装置对附近的门窗框进行夹取，然后再利用驱动机构、驱动机构二和驱动机构三分别带动支撑柱3转动和带动移动板一13和放置板2移动，再利用电动推杆一6和电动推杆二7，分别带动连接臂5上下转动连接和带动夹取装置上下的调节角度，从而带动夹取装置在高度上和角度方面的移动，从而进行安装；另外，由于设置移动板一13和放置板2，使得即使基架1中心并不正对门窗框中线的时候，通过移动板一13和放置板2的移动，也可使得夹取装置与门窗框安装位置处于正对的位置，从而使得整个装置在使用时，适用性更广。
27.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。