CN103659216B - 装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置，包括底部行走机构和设置在底部行走机构上的桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构、桁架定位卡紧组件、联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构，所述的底部行走机构、桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构、桁架定位卡紧组件、联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构均受控于一电控系统。本发明解决了采用人工装配方法存在的装配效率低、装配质量不稳定等的问题，有利于工业化生产。

Description

装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置

技术领域

本发明涉及一种装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置。

背景技术

自从装配式钢筋桁架楼承板研制与投入使用以来，其自身优点在施工过程中得到显现，施工总体效果得到各方的认可，但也反映一些必须给予高度重视的薄弱环节。其中楼承板的装配工序，由于目前是采用人工装配，存在着装配效率低、装配质量不稳定、尤其是装配效率已经严重影响施工进度等问题，已经成为装配式楼承板施工过程中主要瓶颈。据现场施工统计，普通工人的桁架楼承板的装配效率平均为：2.5～3.5m²/h。为了保证施工进度，则必须投入大量的人工进行装配，这将会大幅度地提高施工的人工成本。

发明内容

为了克服现有楼承板人工装配方法中存在的装配效率低、装配质量不稳定等缺点，本发明提供一种提高装配效率与质量且可降低施工成本的装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置。

本发明采用的技术方案是：

装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置，其特征在于：包括底部行走机构和设置在底部行走机构上的桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构、桁架定位卡紧组件、联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构，所述的底部行走机构、桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构、桁架定位卡紧组件、联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构均受控于一电控系统；

所述的桁架卡紧机构包括卡紧箱体、下部机构升降液压缸、下部机构平移液压缸以及下部机构竖直导轨副，所述的卡紧箱体通过所述的下部机构竖直导轨副与所述的底部行走机构连接，所述的下部机构升降液压缸安装在所述的卡紧箱体的两侧且且与所述的卡紧箱体驱动连接；

所述的桁架卡紧传动机构包括下部机构水平移动板、下部传动齿轮部件、下部传动齿条部件以及下部机构水平导轨副，所述的下部机构水平导轨副设置在所述的下部机构水平移动板上，所述的下部机构平移液压缸与所述的下部机构水平移动板连接，所述的下部机构水平移动板由两块可相对移动的板块构成，所述的下部传动齿轮部件与所述的下部传动齿条部件相互啮合，且所述的下部传动齿条部件安装在两板块之间实现两板块的相对移动；

所述的桁架定位卡紧组件设置在所述的下部机构水平移动板上；

所述的联接件装配机构包括机械手组件、摆杆、传动连杆以及连杆竖直导轨副，所述的传动连杆的下部与摆杆的上部铰接，所述的连杆竖直导轨副设置在所述的传动连杆上，所述的机械手组件安装在摆杆的下部；

所述的上部机构传动结构包括连杆升降凸轮组、上部机构升降液压缸、上部机构平移液压缸、上部机构水平移动板、上部机构水平导轨副、上部传动齿轮齿条组件以及连杆竖直导轨副，所述的上部机构升降液压缸与所述的传动连杆传动连接，所述的连杆升降凸轮组上设置有所述的上部机构竖直导轨副，所述的上部机构水平移动板上设置有所述的上部机构水平导轨副；所述的上部机构平移液压缸与所述的上部机构水平移动板连接，所述的连杆升降凸轮组与所述的传动连杆连接，且所述的传动连杆通过设置在所述的连杆升降凸轮组和上部机构水平移动板上的上部传动齿轮齿条组件使所述的机械手组件绕转轴旋转；

所述的送料拨叉传动机构包括送料拨叉传动电机、送料拨叉升降凸轮组、送料机构传动轴、送料拨叉平移凸轮组以及同步带传动组件，所述的送料机构传动轴上设置有送料拨叉组件，且所述的送料拨叉传动轴上安装有所述的送料拨叉升降凸轮组和送料拨叉平移凸轮组，所述的同步带传动组件与所述的送料拨叉传动电机连接，并与所述的送料拨叉升降凸轮组传动连接。

进一步，所述的底部行走机构包括设备底座、导轨、齿轮齿条传动副、底部车轮组件和行走电机，所述的设备底座的上端两侧分别设置有所述的导轨，一侧所述的导轨两端分别设置有桁架支撑架，所述的齿轮齿条传动副安装在设备底座上且与所述的行走电机传动连接；所述的底部车轮组件的上端通过支架安装在一底梁上，下端设在上述另一侧所述的导轨上且可沿导轨移动；所述的行走电机安装在所述的底梁上，所述的行走电机受控于所述的电控系统。

进一步，所述的装置还包括下部箱体和上部箱体，所述的下部箱体内安装设置有所述的桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构和桁架定位卡紧组件，所述的上部箱体内安装设置有所述的联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构；所述的下部箱体上端开口并固设在所述的底梁上；所述的上部箱体固设在所述的底梁上。

进一步，所述的桁架定位卡紧组件包括卡紧单元，所述的卡紧单元为三组，每组卡紧单元由两块相对的卡紧块构成。

进一步，所述的送料拨叉组件包括送料拨叉，所述的送料拨叉上开设有双层梳状间隙机构，所述的送料拨叉与所述的机械手组件配合使用。

进一步，所述的设备底座上安装有检测桁架底脚是否定位的激光标线仪，所述的激光标线仪受控于所述的电控系统。

进一步，所述的设备底座上安装有检测模版上孔位与桁架底脚是否对齐的红外线定位仪，所述的红外线定位仪受控于所述的电控系统。

本发明的装配工序如下：

1）将桁架的两端分别放置在一侧导轨两端的桁架支撑架上，摆放好后，通过激光标线仪对桁架底脚进行发光定位并手工调整，保证一张楼承板的三根桁架的相应底脚对齐；

2）在铺设镀锌模板后，采用红外线定位仪定位，使模板的孔位与相应的桁架底脚位置对齐；

3）通过桁架定位卡紧组件，调整每根桁架成对底脚的间距，使其符合装配的尺寸要求；

4）采用送料拨叉组件将联接件安放在装配机械手组件的正确位置上；

5）机械手组件下移，上部箱体底边向下按压模板，使模板与桁架底脚贴合，装配机械手组件将一组（6件）联接件端头的弯钩插入模板各孔位中；

6）当联接件的弯钩钩住桁架底脚后，上部机构中的传动连杆，在上部连杆升降凸轮组的作用下，使联接件绕销轴旋转，实现模板与桁架的卡紧锁定；

7）联接件旋转到卡紧终点位置，确保可靠锁定，至此完成一组联接件的装配工作；

8）设备沿设备底座上的导轨运行，装配机械手组件脱离联接件，准备下一组联接件的循环装配。

本发明的有益效果体现在：装配效率高、装配质量好且降低了成本。

附图说明

图1是本发明整体结构主视图。

图2是本发明整体结构侧视图。

图3是本发明局部结构示意图。

图4是图1中A-A剖视图。

图5是图4中B-B剖视图。

图6是图1中E-E剖视图。

图7是图1中C-C-剖视图。

图8是图4中D-D-剖视图。

图9是图8中F-F-剖视图。

图10是底部行走机构结构示意图。

图11是底部车轮组件结构示意图。

图12是底梁结构示意图。

图13是下部箱体结构示意图。

图14是桁架卡紧机构结构示意图。

图15是桁架卡紧传动机构示意图。

图16是桁架定位卡紧组件示意图。

图17是连接件装配机构示意图。

图18是上部机构传动结构示意图。

图19是送料拨叉传动机构示意图。

图20是送料拨叉组件结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图20，装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置，包括底部行走机构和设置在底部行走机构上的桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构、桁架定位卡紧组件、联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构，所述的底部行走机构、桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构、桁架定位卡紧组件、联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构均受控于一电控系统34；

所述的桁架卡紧机构包括卡紧箱体28、下部机构升降液压缸35下部机构平移液压缸37以及下部机构竖直导轨副6，所述的卡紧箱体28通过所述的下部机构竖直导轨副6与所述的底部行走机构连接，所述的下部机构升降液压缸35安装在所述的卡紧箱体28的两侧且且与所述的卡紧箱体28驱动连接；

所述的桁架卡紧传动机构包括下部机构水平移动板27、下部传动齿轮部件5、下部传动齿条部件7以及下部机构水平导轨副8，所述的下部机构水平导轨副8设置在所述的下部机构水平移动板27上，所述的下部机构平移液压缸37与所述的下部机构水平移动板27连接，所述的下部机构水平移动板27由两块可相对移动的板块构成，所述的下部传动齿轮部件5与所述的下部传动齿条部件7相互啮合，且所述的下部传动齿条部件7安装在两板块之间实现两板块的相对移动；

所述的桁架定位卡紧组件26设置在所述的下部机构水平移动板27上；

所述的联接件装配机构包括机械手组件25、摆杆9、传动连杆15以及连杆竖直导轨副14，所述的传动连杆15的下部与摆杆9的上部铰接，所述的连杆竖直导轨副14设置在所述的传动连杆15上，所述的机械手组件25安装在摆杆9的下部；

所述的上部机构传动结构包括连杆升降凸轮组18、上部机构升降液压缸16、上部机构平移液压缸36、上部机构水平移动板12、上部机构水平导轨副11、上部传动齿条轮组件13以及连杆竖直导轨副14，所述的上部机构升降液压缸16与所述的传动连杆15传动连接，所述的连杆升降凸轮组18上设置有所述的上部机构竖直导轨副10，所述的上部机构水平移动板12上设置有所述的上部机构水平导轨副11；所述的上部机构平移液压缸36与所述的上部机构水平移动板12连接，所述的连杆升降凸轮组18与所述的传动连杆15连接，且所述的传动连杆15通过设置在所述的连杆升降凸轮组18和上部机构水平移动板12上的上部传动齿轮齿条组件13使所述的机械手组件25绕转轴旋转；

所述的送料拨叉传动机构包括送料拨叉传动电机30、送料拨叉升降凸轮组20、送料机构传动轴22、送料拨叉平移凸轮组23以及同步带传动组件24，所述的送料机构传动轴22上设置有送料拨叉组件31，且所述的送料拨叉传动轴22上安装有所述的送料拨叉升降凸轮组20和送料拨叉平移凸轮组23，所述的同步带传动组件24与所述的送料拨叉传动电机20连接，并与所述的送料拨叉升降凸轮组20传动连接。

进一步，所述的底部行走机构包括设备底座1、导轨2、齿轮齿条传动副39、底部车轮组件3和行走电机38，所述的设备底座1的上端两侧分别设置有所述的导轨2，一侧所述的导轨2两端分别设置有桁架支撑架40，所述的齿轮齿条传动副39安装在设备底座1上且与所述的行走电机38传动连接；所述的底部车轮组件3的上端通过支架安装在一底梁4上，下端设在上述另一侧所述的导轨2上且可沿导轨2移动；所述的行走电机38安装在所述的底梁4上，所述的行走电机38受控于所述的电控系统34。

进一步，所述的装置还包括下部箱体29和上部箱体17，所述的下部箱体29内安装设置有所述的桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构和桁架定位卡紧组件，所述的上部箱体17内安装设置有所述的联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构；所述的下部箱体29上端开口并固设在所述的底梁4上；所述的上部箱体17固设在所述的底梁4上。

进一步，所述的桁架定位卡紧组件26包括卡紧单元，所述的卡紧单元为三组，每组卡紧单元由两块相对的卡紧块构成。

进一步，所述的送料拨叉组件包括送料拨叉，所述的送料拨叉上开设有双层梳状间隙机构，所述的送料拨叉与所述的机械手组件配合使用。

进一步，所述的设备底座1上安装有检测桁架底脚是否定位的激光标线仪，所述的激光标线仪受控于所述的电控系统34。

进一步，所述的设备底座1上安装有检测模版上孔位与桁架底脚是否对齐的红外线定位仪，所述的红外线定位仪受控于所述的电控系统34。

本发明的装配工序如下：

1）将桁架的两端分别放置在一侧导轨两端的桁架支撑架40上，摆放好后，通过激光标线仪对桁架底脚进行发光定位并手工调整，保证一张楼承板的三根桁架的相应底脚对齐；

2）在铺设镀锌模板后，采用红外线定位仪定位，使模板的孔位与相应的桁架底脚位置对齐；

3）通过桁架定位卡紧组件，调整每根桁架成对底脚的间距，使其符合装配的尺寸要求；

4）采用送料拨叉组件将联接件安放在装配机械手组件的正确位置上；

5）机械手组件下移，上部箱体底边向下按压模板，使模板与桁架底脚贴合，装配机械手组件将一组（6件）联接件端头的弯钩插入模板各孔位中；

6）当联接件的弯钩钩住桁架底脚后，上部机构中的传动连杆，在上部连杆升降凸轮组的作用下，使联接件绕销轴旋转，实现模板与桁架的卡紧锁定；

7）联接件旋转到卡紧终点位置，确保可靠锁定，至此完成一组联接件的装配工作；

8）设备沿设备底座上的导轨运行，装配机械手组件脱离联接件，准备下一组联接件的循环装配。

本发明中各个部件的主要功能如下：

1、底部行走机构的主要功能作用是经过齿轮齿条传动副的传动，即可按要求带动设备整体以固定步数沿导轨行走，完成联接件的装配工作。

2、底部车轮组件，此机构由四个构造相同的车轮行走组件组成。支撑设备整体，在行走电机的拖动下，沿着导轨按要求的步数指令带动设备整体移动。

3、桁架卡紧机构，支撑与升降运动，其中卡紧机构箱体依靠滚动导轨副与下部箱体联接，卡紧机构箱体主要功能是支撑安装桁架卡紧机构，并在安装于箱体两侧的下部机构升降液压缸的作用下，带动桁架卡紧机构实现升降运动，完成桁架卡紧的功能。

4、桁架定位卡紧组件：此组件由六个卡紧块组成，每相对两块为一组，共计构成三组卡紧单元，每组卡紧单元实现对一根桁架的两个底脚的卡紧功能。此组件在桁架卡紧传动机构的带动下，实现升降定位运动及水平相对卡紧运动，此两种运动的组合共同完成对桁架的卡紧功能。

5、联接件装配机构：此机构由6套安装机构手组件、6套安装机构手摆杆、6套安装传动连杆及6套连杆竖直导轨副，所述的机械手组件、摆杆、传动连杆以及连杆竖直导轨副均安装在所述的安装机构箱体19内。其工作原理：机械手组件上升到供料夹同高位置，并接受联接件后，由上部机构升降液压缸带动整体向上运动；在上部机构平移液压缸作用下，带动安装传动连杆水平移动，同时沿滚动导轨副向下移动，此组合运动推动摆杆绕转轴旋转，从而将联接件插入模板孔位中，并旋转紧固联接件，完成安装功能。

6、上部机构传动结构：此机构主要由连杆升降凸轮组、上部机构平移液压缸、上部机构水平移动板、上部机构水平导轨副、上部传动齿轮部件、连杆竖直导轨副组成。此结构的主要功能是带动机械手组件实现联接件插入模板孔位及联接件旋转紧固。其工作原理如下：上部机构平移液压缸推动水平移动板，在传动齿轮齿条部件的作用下，产生相对移动，并经连杆升降凸轮组的轨迹，促使连杆产生使机械手绕转轴旋转的运动，从而完成联接件的安装工作。

7、送料拨叉传动结构：此传动结构由送料拨叉升降凸轮组、送料机构传动轴、送料拨叉平移凸轮组、同步带传动组件组成，所述的送料拨叉升降凸轮组、送料机构传动轴、送料拨叉平移凸轮组、同步带传动组件均安装在送料机构箱体21内。电机驱动同步带传动组件旋转，推动升降凸轮组下移，使送料拨叉插入供料夹33中准备向前送料，同步带轮继续旋转，带动平移凸轮组向前推动送料拨叉，完成为机械手供料。当同步带轮继续旋转时，送料拨叉在两组凸轮的推动下，恢复原位。

8、送料拨叉组件31：此组件由六套送料拨叉组成，经微型滚动导轨副连接在送料机构传动轴的支架上，用于为安装机械手供料。在拨叉上开有双层梳状间隙结构，每次送料时，拨叉的全部梳状结构均插入供料夹内联接件的间隙中，在送料凸轮的带动下，推动全部联接件向前移动一个联接件的宽度，然后再恢到原位，完成一次供料。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置，其特征在于：包括底部行走机构和设置在底部行走机构上的桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构、桁架定位卡紧组件、联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构，所述的底部行走机构、桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构、桁架定位卡紧组件、联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构均受控于一电控系统；

所述的桁架卡紧机构包括卡紧箱体、下部机构升降液压缸、下部机构平移液压缸以及下部机构竖直导轨副，所述的卡紧箱体通过所述的下部机构竖直导轨副与所述的底部行走机构连接，所述的下部机构升降液压缸安装在所述的卡紧箱体的两侧且与所述的卡紧箱体驱动连接；

所述的桁架卡紧传动机构包括下部机构水平移动板、下部传动齿轮部件、下部传动齿条部件以及下部机构水平导轨副，所述的下部机构水平导轨副设置在所述的下部机构水平移动板上，所述的下部机构平移液压缸与所述的下部机构水平移动板连接，所述的下部机构水平移动板由两块可相对移动的板块构成，所述的下部传动齿轮部件与所述的下部传动齿条部件相互啮合，且所述的下部传动齿条部件安装在两板块之间实现两板块的相对移动；

所述的桁架定位卡紧组件设置在所述的下部机构水平移动板上；

所述的联接件装配机构包括机械手组件、摆杆、传动连杆以及连杆竖直导轨副，所述的传动连杆的下部与摆杆的上部铰接，所述的连杆竖直导轨副设置在所述的传动连杆上，所述的机械手组件安装在摆杆的下部；

所述的上部机构传动结构包括连杆升降凸轮组、上部机构升降液压缸、上部机构平移液压缸、上部机构水平移动板、上部机构水平导轨副、上部传动齿轮齿条组件以及连杆竖直导轨副，所述的上部机构升降液压缸与所述的传动连杆传动连接，所述的连杆升降凸轮组上设置有所述的上部机构竖直导轨副，所述的上部机构水平移动板上设置有所述的上部机构水平导轨副；所述的上部机构平移液压缸与所述的上部机构水平移动板连接，所述的连杆升降凸轮组与所述的传动连杆连接，且所述的传动连杆通过设置在所述的连杆升降凸轮组和上部机构水平移动板上的上部传动齿轮齿条组件使所述的机械手组件绕转轴旋转；

所述的送料拨叉传动机构包括送料拨叉传动电机、送料拨叉升降凸轮组、送料机构传动轴、送料拨叉平移凸轮组以及同步带传动组件，所述的送料机构传动轴上设置有送料拨叉组件，且所述的送料机构传动轴上安装有所述的送料拨叉升降凸轮组和送料拨叉平移凸轮组，所述的同步带传动组件与所述的送料拨叉传动电机连接，并与所述的送料拨叉升降凸轮组传动连接。

2.如权利要求1所述的装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置，其特征在于：所述的底部行走机构包括设备底座、导轨、齿轮齿条传动副、底部车轮组件和行走电机，所述的设备底座的上端两侧分别设置有所述的导轨，一侧所述的导轨两端分别设置有桁架支撑架，所述的齿轮齿条传动副安装在设备底座上且与所述的行走电机传动连接；所述的底部车轮组件的上端通过支架安装在一底梁上，下端设在另一侧所述的导轨上且可沿导轨移动；所述的行走电机安装在所述的底梁上，所述的行走电机受控于所述的电控系统。

3.如权利要求2所述的装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置，其特征在于：所述的装置还包括下部箱体和上部箱体，所述的下部箱体内安装设置有所述的桁架卡紧机构、桁架卡紧传动机构和桁架定位卡紧组件，所述的上部箱体内安装设置有所述的联接件装配机构、上部机构传动结构以及送料拨叉传动机构；所述的下部箱体上端开口并固设在所述的底梁上；所述的上部箱体固设在所述的底梁上。

4.如权利要求3所述的装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置，其特征在于：所述的桁架定位卡紧组件包括卡紧单元，所述的卡紧单元为三组，每组卡紧单元由两块相对的卡紧块构成。

5.如权利要求4所述的装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置，其特征在于：所述的送料拨叉组件包括送料拨叉，所述的送料拨叉上开设有双层梳状间隙机构，所述的送料拨叉与所述的机械手组件配合使用。

6.如权利要求5所述的装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置，其特征在于：所述的设备底座上安装有检测桁架底脚是否定位的激光标线仪，所述的激光标线仪受控于所述的电控系统。

7.如权利要求6所述的装配式钢筋桁架楼承板自动装配装置，其特征在于：所述的设备底座上安装有检测模版上孔位与桁架底脚是否对齐的红外线定位仪，所述的红外线定位仪受控于所述的电控系统。