一種自動鋼筋綁扎機器人制造技術

本發(fā)明專利技術屬于自動化領域，并具體公開了一種自動鋼筋綁扎機器人，其包括車框、行進系統(tǒng)、攀爬系統(tǒng)、平移系統(tǒng)和綁扎系統(tǒng)，行進系統(tǒng)用于帶動機器人在鋼筋延伸方向移動；攀爬系統(tǒng)包括支撐臂和攀爬臂，均安裝在車框上；支撐臂可伸縮，攀爬臂一端固定在車框上，另一端在攀爬時卡在豎直鋼筋上；平移系統(tǒng)包括縱軸傳動模塊和豎直升降模塊，縱軸傳動模塊中，齒條安裝在副車框上，傳動步進電機、螺旋桿、齒輪依次連接，齒輪與齒條嚙合；螺旋桿上連接有支撐梁，該支撐梁固定在車框上；豎直升降模塊用于帶動綁扎機械手豎直方向移動。本發(fā)明專利技術通過對鋼筋綁扎位點識別、機械手綁扎動作、裝置整體平移變軌換向等全流程自動化執(zhí)行，替代人工綁扎鋼筋，提高施工效率。工效率。工效率。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種自動鋼筋綁扎機器人


[0001]本專利技術屬于自動化領域，更具體地，涉及一種自動鋼筋綁扎機器人。

技術介紹

[0002]在鋼筋工程施工中，為了防止振搗混凝土時鋼筋發(fā)生偏位，常常需要對鋼筋進行綁扎工作，目前最常見的鋼筋綁扎方式為人工綁扎和使用鋼筋綁扎機進行半自動綁扎。人工綁扎效率很大程度取決于工人對于鋼筋綁扎工作的熟練程度、工人的身體狀況、施工環(huán)境及天氣限制。半自動鋼筋綁扎機雖綁扎速度快，造型小巧，但仍需要人工進行操作。目前，隨著我國經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，勞動力價格不斷提升，因而，人們對于智慧工地、無人工地的需求日益增長，人工鋼筋綁扎已越來越無法滿足目前工地的需求。
[0003]綜上所述，現(xiàn)有的鋼筋綁扎方式具有很大的人工依賴性，不能滿足目前新型工地的施工需求，因此亟需一種自動鋼筋綁扎機器人。

技術實現(xiàn)思路

[0004]針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本專利技術提供了一種自動鋼筋綁扎機器人，其目的在于，實現(xiàn)替代人工綁扎鋼筋的需求，減少施工環(huán)境依賴，提高施工效率。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本專利技術提出了一種自動鋼筋綁扎機器人，包括車框、行進系統(tǒng)、攀爬系統(tǒng)、平移系統(tǒng)和綁扎系統(tǒng)，其中：
[0006]所述行進系統(tǒng)安裝在所述車框下，用于帶動整個機器人在鋼筋延伸方向移動；
[0007]所述攀爬系統(tǒng)包括支撐臂和攀爬臂，其均安裝在車框上；所述支撐臂可伸縮，用于支撐整個機器人；所述攀爬臂仿蜘蛛臂，其一端固定在車框上，另一端在攀爬時卡在豎直鋼筋上；
[0008]所述平移系統(tǒng)包括縱軸傳動模塊和豎直升降模塊，其中，所述縱軸傳動模塊包括副車框、齒條、齒輪、螺旋桿和傳動步進電機，所述齒條安裝在副車框上，所述傳動步進電機、螺旋桿、齒輪依次連接，且所述齒輪與齒條嚙合；可伸縮的螺旋桿上連接有支撐梁，該支撐梁固定在所述車框上；所述豎直升降模塊安裝在車框上，用于帶動所述綁扎系統(tǒng)中的綁扎機械手豎直方向移動。
[0009]作為進一步優(yōu)選的，所述行進系統(tǒng)包括主動輪模塊、從動輪模塊，其分別安裝在所述車框下方兩側；所述從動輪模塊包括主軸、固定輪、滑動輪，所述固定輪、滑動輪分別安裝在主軸兩端，且均為凹形結構，滑動輪通過滑動軸承可在主軸上滑動；所述主動輪模塊與所述從動輪模塊結構相似，主動輪模塊還包括主動輪步進電機，其用于驅動主動輪模塊的主軸轉動。
[0010]作為進一步優(yōu)選的，所述滑動輪上設有滑動軸承，以在傳動軸上滑動；所述滑動軸承兩端設有限位環(huán)。
[0011]作為進一步優(yōu)選的，所述螺旋桿、齒輪、齒條之間采用斜螺紋相嚙合。
[0012]作為進一步優(yōu)選的，所述豎直升降模塊包括固定板、滑板和負載板，所述固定板固
定在所述車框上，所述滑板可沿所述固定板上下滑動，所述負載板固定在所述滑板上，所述綁扎機械手固定在該負載板上。
[0013]作為進一步優(yōu)選的，所述攀爬臂有多根，且為無縫管。
[0014]作為進一步優(yōu)選的，所述綁扎系統(tǒng)包括綁扎機械手和行進檢測傳感器，所述綁扎機械手通過固定夾具固定，該固定夾具采用3D打印方法制造；所述行進檢測傳感器用于檢測機器人位置并確定綁扎點的位置。
[0015]作為進一步優(yōu)選的，通過能源模塊為行進系統(tǒng)、攀爬系統(tǒng)、平移系統(tǒng)和綁扎系統(tǒng)的工作供能，能源模塊的電源為鋰電池。
[0016]作為進一步優(yōu)選的，還包括控制系統(tǒng)，其用于控制行進系統(tǒng)、攀爬系統(tǒng)、平移系統(tǒng)的移動，以及綁扎系統(tǒng)實現(xiàn)準確鋼筋綁扎。
[0017]作為進一步優(yōu)選的，還包括外殼，該外殼采用板材熱彎成形，且外殼底端打孔，并由滑塊螺母連接于車框外側凹槽。
[0018]總體而言，通過本專利技術所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，主要具備以下的技術優(yōu)點：
[0019]1.本專利技術的自動綁扎機器人能夠實現(xiàn)直線行走作業(yè)、縱軸平移變軌轉向作業(yè)、垂直攀爬作業(yè)等三維立體空間施工，提高鋼筋綁扎施工環(huán)境適應性；整個無需人工綁扎操作，綁扎效率大大提升，并且在長時間重復綁扎工作中，相比人工綁扎質(zhì)量能夠得以保障。
[0020]2.本專利技術對攀爬系統(tǒng)進行設計，仿生攀爬臂利用杠桿原理，借助裝置自身重力產(chǎn)生大摩擦力，使攀爬臂能夠在控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下使機器人能夠自由攀升和下降。
[0021]3.本專利技術對行進系統(tǒng)進行設計，通過可活動的帶凹槽車輪的設計適應鋼筋間距的變化，實現(xiàn)機器人穩(wěn)定的前進與后退。
[0022]4.本專利技術通過對鋼筋綁扎位點識別、機械手綁扎動作、裝置整體平移變軌換向等全流程自動化執(zhí)行，實現(xiàn)替代人工綁扎鋼筋的需求，減少施工環(huán)境依賴，提高施工效率。
附圖說明
[0023]圖1為本專利技術實施例自動鋼筋綁扎機器人結構示意圖；
[0024]圖2為本專利技術實施例主動輪模塊示意圖；
[0025]圖3為本專利技術實施例從動輪模塊示意圖；
[0026]圖4中(a)
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(c)為本專利技術實施例U型車輪示意圖；
[0027]圖5中(a)
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(d)為本專利技術實施例平移系統(tǒng)結構及平移原理示意圖；
[0028]圖6為本專利技術實施例豎直升降模塊示意圖；
[0029]圖7為本專利技術實施例機械手夾具模型圖；
[0030]圖8為本專利技術實施例攀爬模塊示意圖；
[0031]圖9為本專利技術實施例鋼筋綁扎機械人外殼。
[0032]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：1
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主動輪步進電機，2
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箱式滑塊，3
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U型輪，5
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縱向平移檢測傳感器，6
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車框，7
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傳動步進電機，8
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行進檢測傳感器，9
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綁扎機械手，10
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豎直升降模塊，11
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電機適配器，12
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電源，13
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副車框，14
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支撐梁，15
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齒條，16
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齒輪，17
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螺旋桿，18
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負載板，19
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滑板，20
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固定板，21
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攀爬臂，22
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支撐臂，23
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凹槽，24
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連接孔。
具體實施方式
[0033]為了使本專利技術的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。此外，下面所描述的本專利技術各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0034]本專利技術實施例提供的一種自動鋼筋綁扎機器人，如圖1所示，包括車框6、行進系統(tǒng)、攀爬系統(tǒng)、平移系統(tǒng)和綁扎系統(tǒng)，其中：
[0035]所述行進系統(tǒng)采用采用輪式行進系統(tǒng)，安裝在所述車框6下，用于帶動整個機器人在沿鋼筋延伸方向移動。
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種自動鋼筋綁扎機器人，其特征在于，包括車框(6)、行進系統(tǒng)、攀爬系統(tǒng)、平移系統(tǒng)和綁扎系統(tǒng)，其中：所述行進系統(tǒng)安裝在所述車框(6)下，用于帶動整個機器人在鋼筋延伸方向移動；所述攀爬系統(tǒng)包括支撐臂(22)和攀爬臂(21)，其均安裝在車框(6)上；所述支撐臂(22)可伸縮，用于支撐整個機器人；所述攀爬臂(21)仿蜘蛛臂，其一端固定在車框(6)上，另一端在攀爬時卡在豎直鋼筋上；所述平移系統(tǒng)包括縱軸傳動模塊和豎直升降模塊(10)，其中，所述縱軸傳動模塊包括副車框(13)、齒條(15)、齒輪(16)、螺旋桿(17)和傳動步進電機(7)，所述齒條(15)安裝在副車框(13)上，所述傳動步進電機(7)、螺旋桿(17)、齒輪(16)依次連接，且所述齒輪(16)與齒條(15)嚙合；可伸縮的螺旋桿(17)上連接有支撐梁(14)，該支撐梁(14)固定在所述車框(6)上；所述豎直升降模塊(10)安裝在車框(6)上，用于帶動所述綁扎系統(tǒng)中的綁扎機械手(9)豎直方向移動。2.如權利要求1所述的自動鋼筋綁扎機器人，其特征在于，所述行進系統(tǒng)包括主動輪模塊、從動輪模塊，其分別安裝在所述車框(6)下方兩側；所述從動輪模塊包括主軸、固定輪、滑動輪，所述固定輪、滑動輪分別安裝在主軸兩端，且均為凹形結構，滑動輪通過滑動軸承可在主軸上滑動；所述主動輪模塊與所述從動輪模塊結構相似，主動輪模塊還包括主動輪步進電機，其用于驅動主動輪模塊的主軸轉動。3.如權利要求2所述的自動鋼筋綁扎機器人，其特征在于，所述滑動輪上設有滑動軸...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：駱漢賓，周燕，周誠，劉文黎，周梁然，丁天逸，張晨陽，譚斌，曾宇航，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：