真空吸附装置和建筑机器人的制作方法

1.本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种真空吸附装置和建筑机器人。


背景技术：

2.随着社会的发展，人口老龄化日益严重，越来越多工作者不愿意从事重苦力劳作，其中尤以年轻一代人的反应最为显著，而建筑行业作为传统的劳作繁重行业，随着中国人口红利的消失，必然需要新的血液的注入。然而传统的建筑行业通常会涉及到高空负重作业，需要操作者在高空位置安装负载，整个安装过程极为不便，劳动强度大，工作效率低。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述问题，提供一种真空吸附装置和建筑机器人，该真空吸附装置能够代替人工进行搬运作业，可有效降低劳动强度，提升工作效率，并且还能够方便操作者在高空位置安装负载。
4.本技术提出一种真空吸附装置，包括：
5.支架；
6.气路控制模块，设置于所述支架上；
7.真空吸盘组件，设置于所述支架上并与所述气路控制模块连接，所述真空吸盘组件能够在所述气路控制模块的控制下吸附或者释放负载；以及
8.辅助支撑平台，设置于所述支架上，所述辅助支撑平台用于在所述真空吸盘组件将所述负载释放后对所述负载进行支撑。
9.上述的真空吸附装置能够搭载在多自由度平台上，该真空吸附装置通过吸盘组件吸附负载，在将负载移送到高空指定位置后，真空吸盘组件、辅助支撑平台及负载均位于支架的上侧，真空吸盘组件在负载的重力作用下被挤压变形，负载下落至辅助支撑平台，然后气路控制模块关闭真空吸盘组件的气路，真空吸盘组件与负载之间解除吸附，通过辅助支撑平台对辅助进行支撑，如此，操作者能够在多自由度平台上对负载的位置和角度等进行调整，直至将负载调整至理想的安装位置。本方案的真空吸附装置能够代替人工进行搬运作业，可降低人工作业的劳动强度，提升工作效率，并且辅助支撑平台能够作为安装负载时的主要受力平台，供操作者调整安装位置，减小真空吸盘组件的受力，从而能够方便操作者在高空位置安装负载。
10.在其中一个实施例中，所述气路控制模块包括真空压力检测元件和与所述真空压力检测元件电性连接的控制阀组件，所述真空压力检测元件用于对所述真空吸盘组件的真空压力进行检测，所述控制阀组件用于根据所述真空压力检测元件的检测值控制所述真空吸盘组件的气路打开或者关闭。
11.在其中一个实施例中，所述气路控制模块还包括与所述真空压力检测元件电性连接的报警器，所述报警器用于在所述真空压力检测元件的检测值低于预设值时发出报警信号。
12.在其中一个实施例中，所述真空吸盘组件设置有至少两套，各所述真空吸盘组件间隔布置于所述支架上，各所述真空吸盘组件均独立连接有一套所述气路控制模块。
13.在其中一个实施例中，所述真空吸附装置还包括至少两套真空动力源，将所有的所述真空吸盘组件划分为与所述真空动力源数量适配的单元组，各所述真空动力源分别通过一根独立的抽气管与其中一所述单元组的所述真空吸盘组件连接。
14.在其中一个实施例中，所述真空吸盘组件设置有多套，分别为布置于所述支架中部位置的第一真空吸盘组件，以及沿第一方向布置于所述第一真空吸盘组件相对两侧的第二真空吸盘组件。
15.在其中一个实施例中，所述第一真空吸盘组件设置有多套，多套所述第一真空吸盘组件呈环形排布；和/或，所述第二真空吸盘组件设置有多套，多套所述第二真空吸盘组件沿第二方向间隔排布，所述第二方向与所述第一方向相交。
16.在其中一个实施例中，所述第一真空吸盘组件和/或所述第二真空吸盘组件在所述支架上的安装位置可调。
17.在其中一个实施例中，所述支架设有调节槽，所述第二真空吸盘组件在所述支架上的安装位置可调，所述第二真空吸盘组件包括吸盘本体、与所述吸盘本体的抽气口连接的单向阀，与所述单向阀连接的缓冲杆，与所述缓冲杆连接的滑动块，以及与所述滑动块活动连接的手柄，所述滑动块与所述调节槽滑动配合，所述手柄用于将所述滑动块与所述支架锁定或者解锁。
18.本技术还提出一种建筑机器人，包括如上所述的真空吸附装置。
附图说明
19.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明一实施例的真空吸附装置的结构示意图；
22.图2为图1中的真空吸附装置与负载配合状态下的结构示意图；
23.图3为图1中的真空吸附装置的仰视图；
24.图4为图3中的真空吸附装置的气路控制模块的布局示意；
25.图5为图3中的真空吸附装置的真空吸盘组件的布局示意图；
26.图6为第二真空吸盘组件的结构示意图。
27.附图标记说明：
28.10、支架；11、调节槽；20、气路控制模块；21、真空压力检测元件；22、控制阀组件；23、报警器；30、真空吸盘组件；30a、第一真空吸盘组件；30b、第二真空吸盘组件；31、吸盘本体；32、单向阀；33、缓冲杆；34、滑动块；35、手柄；40、辅助支撑平台；50、抽气管；60、负载。
具体实施方式
29.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
30.请参阅图1和图2，本技术一实施例提供的真空吸附装置包括支架10、气路控制模块20、真空吸盘组件30和辅助支撑平台40。气路控制模块20设置于支架10上；真空吸盘组件30设置于支架10上并与气路控制模块20连接，真空吸盘组件30能够在气路控制模块20的控制下吸附或者释放负载60；辅助支撑平台40设置于支架10上，辅助支撑平台40用于在真空吸盘组件30将负载60释放后对负载60进行支撑。
31.具体地，支架10作为真空吸附装置的主体支撑结构，用于气路控制模块20、真空吸盘组件30和辅助支撑平台40的安装，为了保证足够的支撑强度，支架10和辅助支撑平台40可选用结构强度较高的金属型材制成。如图1和图3所示，在本实施例中，支架10大体呈矩形结构，真空吸盘组件30和辅助支撑平台40均设置于支架10的同一侧，气路控制模块20设置于支架10的另一侧。其中，真空吸盘组件30的具体数量可根据负载60的尺寸和重量进行设置，在此不做具体限定。真空吸盘组件30具有一定的形变自由度，在初始状态下(也即真空吸盘组件30不受外力作用时)，真空吸盘组件30稍微突出于辅助支撑平台40一定距离，以为后续吸附作业做准备。气路控制模块20用于控制真空吸盘组件30的气路通断，进而能够使真空吸盘组件30与负载60之间产生吸附作用力或者解除吸附。
32.上述的真空吸附装置能够搭载在多自由度平台上，该真空吸附装置通过吸盘组件吸附负载60，在将负载60移送到高空指定位置后，真空吸盘组件30、辅助支撑平台40及负载60均位于支架10的上侧，真空吸盘组件30在负载60的重力作用下被挤压变形，负载60下落至辅助支撑平台40，然后气路控制模块20关闭真空吸盘组件30的气路，真空吸盘组件30与负载60之间解除吸附，通过辅助支撑平台40对辅助进行支撑，如此，操作者能够在多自由度平台上对负载60的位置和角度等进行调整，直至将负载60调整至理想的安装位置。本方案的真空吸附装置能够代替人工进行搬运作业，可降低人工作业的劳动强度，提升工作效率，并且辅助支撑平台40能够作为安装负载60时的主要受力平台，供操作者调整安装位置，减小真空吸盘组件30的受力，从而能够方便操作者在高空位置安装负载60。
33.进一步地，在本实施例中，真空吸盘组件30设置有至少两套，各真空吸盘组件30间隔布置于支架10上，各真空吸盘组件30均独立连接有一套气路控制模块20。通过设置至少两套真空吸盘组件30，在进行吸附作业时，各真空吸盘组件30可根据实际情况同时对负载60产生真空吸附作用，从而能够提升整体的吸附作用力，以提升对负载60的吸附稳定性。另外，各真空吸盘组件30均独立连接有一套气路控制模块20，各真空吸盘组件30能够在对应的气路控制模块20的控制下实现气路的通断。如此，当其中一套真空吸盘组件30发生故障(例如发生漏气或者与负载60接触不良时)，相应的气路控制模块20能够关闭对应的真空吸盘组件30的气路，以避免对与之相连的其他真空吸盘组件30的气路产生影响，保证其他真空吸盘组件30能够正常工作，确保吸附的可靠性。
34.进一步地，请结合图3和图4，在本实施例中，气路控制模块20包括真空压力检测元件21和与真空压力检测元件21电性连接的控制阀组件22，真空压力检测元件21用于对真空
吸盘组件30的真空压力进行检测，控制阀组件22用于根据真空压力检测元件21的检测值控制真空吸盘组件30的气路打开或者关闭。具体地，在正常工作状态下，控制阀组件22控制真空吸盘组件30的气路打开，真空吸盘组件30在真空动力源(如真空泵)的作用下产生一定的真空度，从而能够对负载60起到真空吸附作用。当真空压力检测元件21检测到真空吸盘组件30的真空压力小于预设值时，将信号传递至控制阀组件22，控制阀组件22立即切断对应的真空吸盘组件30的气路，以避免影响整体回路的气压。其中，在本实施例中，真空压力检测元件21可采用数显式真空压力开关，控制阀组件22可采用电磁阀组件。
35.进一步地，在本实施例中，气路控制模块20还包括与真空压力检测元件21电性连接的报警器23，报警器23用于在真空压力检测元件21的检测值低于预设值时发出报警信号。具体地，当真空压力检测元件21检测到真空吸盘组件30的真空压力小于预设值时，报警器23立即发出报警信号，提醒操作人员及时进行避险，操作人员也能够根据报警器23的提示对异常情况进行及时处理和调整。其中，报警器23包括但不限于采用声音报警器、光报警器或者声光报警器。可选地，在本实施例中，报警器23采用声光报警器，能够同时发出声音信号和光信号，从而能够起到更好的提示作用。
36.如图3和图4所示，在本实施例中，上述真空吸附装置的支架10上设置有12套真空吸盘组件30(包括第一真空吸盘组件30a和第二真空吸盘组件30b)，各真空吸盘组件30均设置有一套独立的气路控制模块20，各气路控制模块20均包括数显式真空压力开关、电磁阀组件和声光报警器，当某个数显式真空压力开关的气压显示值低于预设值时，声光报警器进行声光报警，同时开启电磁阀组件，切断对应的真空吸盘组件30的气路，以免影响整体回路的气压，从而能够形成可靠的安全预警回路。
37.进一步地，在本实施例中，真空吸附装置还包括至少两套真空动力源，将所有的真空吸盘组件30划分为与真空动力源数量适配的单元组，各真空动力源分别通过一根独立的抽气管50与其中一单元组的真空吸盘组件30连接。如此，当其中一个真空动力源(例如真空泵)发生故障时，该真空吸附装置依靠其他的真空动力源仍然能够正常工作，不会因为突然的意外情况而发生恶性安全事故，以确保真空吸附装置的使用安全性。例如，如图3所示，在本实施例中，真空动力源(图未示)设置有四套，支架10上总共设置有12套真空吸盘组件30，将12套真空吸盘组件30划分为四个单元组(也即每一个单元组均包括三套真空吸盘组件30)，在支架10上对应设置有四个抽气管50，每一抽气管50分别连接一套真空动力源(如真空泵)和一个单元组的真空吸盘组件30，且彼此之间相互独立，从而能够形成稳定可靠的多回路真空系统。
38.进一步地，如图5所示，在本实施例中，真空吸盘组件30设置有多套，分别为布置于支架10中部位置的第一真空吸盘组件30a，以及沿第一方向布置于第一真空吸盘组件30a相对两侧的第二真空吸盘组件30b。具体地，在本实施例中，第一真空吸盘组件30a设置于支架10的中部位置，第二真空吸盘组件30b设置于第一真空吸盘组件30a的相对两侧，辅助支撑平台40也对应设置于支架10的中部位置。通过第一真空吸盘组件30a和第二真空吸盘组件30b的相互配合，使得真空吸附装置对负载60的吸附作用力分布更为均匀，从而能够有效提升吸附稳定性。
39.为了进一步地提升对负载60的吸附稳定性，第一真空吸盘组件30a设置有多套，多套第一真空吸盘组件30a呈环形排布；和/或，第二真空吸盘组件30b设置有多套，多套第二
真空吸盘组件30b沿第二方向间隔排布，第二方向与第一方向相交。具体地，如图5所示，在本实施例中，支架10上总共设置有12套真空吸盘组件30，其中，第一真空吸盘组件30a共设置有六套，且呈环形排布于支架10的中部位置；第二真空吸盘组件30b共设置有六套，其中三套第二真空吸盘组件30b布置于支架10的左侧，且沿第二方向间隔排布，另外三套第二真空吸盘组件30b布置于支架10的右侧，且沿第二方向间隔排布。第二方向与第一方向相交，具体可以是垂直相交，或者也可以呈一定的倾斜角度相交，例如，在本实施例中，支架10大体呈矩形设置，第一方向为支架10的长度方向，第二方向为支架10的宽度方向。
40.此外，为了能够更好地适应于不同形状和尺寸的负载60的吸附，进一步地，在本实施例中，第一真空吸盘组件30a和/或第二真空吸盘组件30b在支架10上的安装位置可调。在使用时，根据负载60的形状和尺寸将第一真空吸盘组件30a和/或第二真空吸盘组件30b调整至合适位置即可，能够有效提升真空吸附装置的适用性。
41.进一步地，请结合图3和图6，在本实施例中，支架10设有调节槽11，第二真空吸盘组件30b在支架10上的安装位置可调，第二真空吸盘组件30b包括吸盘本体31、与吸盘本体31的抽气口连接的单向阀32，与单向阀32连接的缓冲杆33，与缓冲杆33连接的滑动块34，以及与滑动块34活动连接的手柄35，滑动块与调节槽11滑动配合，手柄35用于将滑动块34与支架10锁定或者解锁。当需要调节真空吸盘组件30的安装位置时，直接转动手柄35，以使滑动块34与支架10解锁，然后将滑动块34沿着调节槽11滑动至合适位置后，再反向转动手柄35，以使滑动块34与支架10锁定即可使真空吸盘组件30保持在固定位置，操作简单方便。另外，真空吸盘组件30设置有缓冲杆33，在对负载60进行吸附时能够起到一定的缓冲作用。
42.具体地，在本实施例中，第一真空吸盘组件30a与支架10之间的安装位置保持固定，第二真空吸盘组件30b在支架10上的安装位置可调。如图3和图5所示，支架10上对应每套第二真空吸盘组件30b均设置有一个调节槽11，调节槽11呈沿第一方向延伸的条形槽，其中，在第二方向上，位于中间位置的调节槽11的长度相对较短，位于中间位置的第二真空吸盘组件30b的调节范围为0～250mm，位于两侧的调节槽11的长度较长，使得位于两侧的真空吸盘组件30的调节范围为0～400mm。当然，在其他实施例中，也可根据实际需要将第一真空吸盘组件30a的安装位置设置为可调节式。
43.本发明还提出一种建筑机器人，该建筑机器人包括多自由度平台和设置于所述多自由度平台上的真空吸附装置，该真空吸附装置的具体结构参照上述实施例，由于本建筑机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
44.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
45.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
46.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
48.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。