CN108568579B - 一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人 - Google Patents

Abstract

一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，支撑架的底板上有液压油箱，液压油箱上有焊剂盛放盘，支撑架的底板一侧嵌入螺杆电机，螺杆电机与传动螺杆一端固连，支撑架的底板有液压缸，竖直移动板与传动螺杆螺纹连接，主电机一固定在竖直移动板上，主电机二的外壳与主电机一固连，宽钩根部与主电机二固连，辅助液压缸固定在宽钩上，焊把线通过机械臂固定在支撑架的顶板上，液压缸与竖直液压杆以移动副配合，竖直液压杆通过机械臂控制一对半圆桶工作，挖具通过机械臂安装在液压油箱一角的伸出板上，支撑架的底板的底部有车轮驱动机构。本发明机器人为基于电渣压力焊的焊接机器人，可以替代人工作业，从而降低劳动强度，提高整体安全性，节约施工成本。

Description

一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人

技术领域

本发明涉及建筑用焊接机器人领域，特别是涉及一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人。

背景技术

建筑工地常用的电渣压力焊是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的一种熔焊方法。电渣压力焊机二次空载电压一般在65V-80V左右，其工作时间20%左右，空载时间80%左右，空载时间长，人身触电危险性大，焊把线接在建筑物的钢筋上，与整个建筑物金属全部连通，焊接好的钢筋林立密集，作业场地狭小，地面钢筋堆放，作业人员长时间工作，一旦触及焊把线电源就有触电危险。工人经常碰到的竖向焊接全部是崭新螺纹钢，质硬量重，作业用的劳保用品手套及鞋损坏快，没有及时更换劳防用品，手与脚可能直接接触钢筋，很容易触电危险。加上潮湿和炎热的天气，汗湿程度严重，人体电阻明显下降，一旦触电，不容易摆脱，其危险性更大。并且建筑业施工一般时间安排较紧，一层楼面一般需焊接钢筋成千上万根，钢筋焊接时需一次性完成，十多个小时连续作业是正常的，天气炎热的季节，长时间体力劳动和露天作业，人体极易疲劳，触电危险性同样较大。

发明内容

为了解决问题，本发明提供一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，该机器人为基于电渣压力焊的焊接机器人，可以替代人工作业，从而降低劳动强度，提高整体安全性，节约施工成本，为达此目的，本发明提供一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，包括支撑架、支撑杆、螺杆电机、传动螺杆、滑杆、液压油箱、液压缸、焊剂盛放盘、竖直移动板、辅助液压缸、电机一、宽钩、液压杆叉、主电机一、主电机二、电机二、杆一、电机三、杆二、电机四、焊把线、竖直液压杆、电机a、工字杆、电机b、直板、电机c、半圆桶、车轮、车轮驱动机构、马达一、马达二、长杆一、马达三、长杆二、马达四和挖具，所述支撑架包括顶板和底板，所述顶板和底板之间通过四个支撑杆相连，所述支撑架的底板上有液压油箱固连，所述液压油箱上固连有焊剂盛放盘，所述支撑架的底板一侧嵌入螺杆电机，所述螺杆电机的电机轴与传动螺杆一端固连，所述支撑架的底板一侧螺杆电机的两侧各有一个滑杆，所述支撑架的底板的一角有液压缸，所述液压缸通过螺栓固定在支撑架的底板上，所述竖直移动板中间的螺纹孔与传动螺杆螺纹连接，所述竖直移动板两边的孔与传动螺杆两侧的滑杆移动副配合，所述主电机一固定在竖直移动板上，所述主电机二的外壳与主电机一的电机轴固连，所述宽钩根部与主电机二的电机轴固连，所述辅助液压缸通过螺栓固定在宽钩上，所述辅助液压缸的伸出端内有液压杆叉，所述液压杆叉与辅助液压缸以移动副配合，所述电机一通过螺栓固定在支撑架的顶板上，所述电机二外壳与电机一的电机轴固连，所述杆一与电机二外壳固连，所述电机三与杆一固连，所述杆二与电机三的电机轴固连，所述杆二与电机四固连，所述焊把线与电机四的电机轴固连，所述焊把线与外接电线相连，所述液压缸与竖直液压杆以移动副配合，所述竖直液压杆与电机a的电机轴固连，所述工字杆与电机a外壳固连，所述工字杆与电机b固连，所述直板与电机b的电机轴固连，所述电机c有2个，两个电机c对称固定在直板上，所述半圆桶通过杆与电机c的电机轴固连，所述马达一的底部固接在液压油箱一角的伸出板上，所述马达一的转轴与马达二底部固接，所述马达二的转轴与长杆一一端固接，所述长杆一另一端为马达三，所述马达三的转轴与长杆二一端固接，所述长杆二另一端为马达四，所述马达四的转轴固接挖具的支架，所述支撑架的底板的底部有车轮驱动机构，所述车轮驱动机构的转轴安装有车轮。

本发明的进一步改进，所述摄像头固定在焊把线上，所述直板上固定有探头，摄像头探头主要用于监控相应的设备工作。

本发明的进一步改进，所述半圆桶的底部有一层海绵垫，这样设计便于两个半圆桶合起。

本发明的进一步改进，所所述车轮驱动机构为轮电机，所述车轮包括两个后轮和一个万向轮，所述支撑架的底板下方一侧固定有两个轮电机，所述后轮固定在轮电机的电机轴上，所述支撑架的底板下方另外一侧装有万向轮，本发明主要采用以上驱动结构进行底部驱动。

本发明提供了一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，该装置工作时，机器人先移动到指定地点，用宽钩先勾住钢筋，辅助液压缸中的液压油推动液压杆叉将钢筋顶在宽钩上，然后通过主电机一与主电机二的工作使得钢筋呈竖直状态，机器人再移动到需要焊接的地方，螺杆电机工作带动传动螺杆，进而带动竖直移动板上下移动到合适位置，将钢筋抵住下方建筑物原有的钢筋上，此时液压缸推动竖直液压杆，进而将电机a、电机b、电机c以及与这三者相连的工字杆、直板、直板上的探头和半圆桶到指定高度，电机a、电机b和电机c工作使得半圆桶夹住建筑物原有钢筋合适位置，这样半圆桶与原有钢筋基本上同轴，两个半圆桶合成圆桶接着马达一、马达二、马达三、马达四、长杆一、长杆二和挖具配合工作使得挖具从焊剂盛放盘挖取一定量的焊剂倒入两个半圆桶中，最后电机一、电机二、电机三、电机四、杆一和杆二配合工作，将焊把线叉状口与活动钢筋接触并给焊把线通电，这样两个钢筋之间就会产生电弧，电弧热将钢筋接口处融化，通电一段时间后，螺杆电机工作，传动螺杆带动竖直移动板向下压，进而带动活动钢筋往下压，压入一小段距离后，两个电机c工作，打开两个半圆桶，待融化金属冷却凝固，数秒后辅助液压缸工作，松开钢筋，移走焊把线，就开始下一个循环，通过以上方式完成建筑工地竖直钢筋焊接，由于整个流程由机器完成，工人只需要辅助即可，因此安全性高，效率高，劳动成本低廉。

附图说明

图1是本发明的示意图；

图2是本发明的挖具部分示意图；

图3是本发明的底部工作部分示意图；

图4是本发明的圆桶工作部分整体示意图；

图5是本发明的圆桶工作部分局部示意图；

图6是本发明的焊把线工作部分示意图；

图7是本发明的焊剂盛放盘工作部分示意图；

图中：1，支撑架；2，支撑杆；3，螺杆电机；4，传动螺杆；5，滑杆；6，液压油箱；7，液压缸；8，焊剂盛放盘；9，竖直移动板；10，辅助液压缸；11，电机一；12，宽钩；13，液压杆叉；14，主电机一；15，主电机二；16，电机二；17，杆一；18，电机三；19，杆二；20，电机四；21，焊把线；;22，摄像头；23，竖直液压杆；24，电机a；25，工字杆；26，电机b；27，直板；28，电机c；29，半圆桶；30，轮电机；31，后轮；32，万向轮；33，马达一；34，马达二；35，长杆一；36，马达三；37，长杆二；38，马达四；39，挖具。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明提供一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，该机器人为基于电渣压力焊的焊接机器人，可以替代人工作业，从而降低劳动强度，提高整体安全性，节约施工成本。

作为本发明一种实施例，本发明提供一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，包括支撑架1、支撑杆2、螺杆电机3、传动螺杆 4、滑杆5、液压油箱6、液压缸7、焊剂盛放盘8、竖直移动板9、辅助液压缸10、电机一11、宽钩12、液压杆叉13、主电机一14、主电机二15、电机二16、杆一17、电机三18、杆二19、电机四20、焊把线21、竖直液压杆23、电机a24、工字杆25、电机b26、直板27、电机c28、半圆桶29、车轮、车轮驱动机构、马达一33、马达二34、长杆一35、马达三36、长杆二37、马达四38和挖具39，所述支撑架1包括顶板和底板，所述顶板和底板之间通过四个支撑杆2相连，所述支撑架1的底板上有液压油箱6固连，所述液压油箱6上固连有焊剂盛放盘8，所述支撑架1的底板一侧嵌入螺杆电机3，所述螺杆电机3的电机轴与传动螺杆4一端固连，所述支撑架1的底板一侧螺杆电机3的两侧各有一个滑杆5，所述支撑架1的底板的一角有液压缸7，所述液压缸7通过螺栓固定在支撑架1的底板上，所述竖直移动板9中间的螺纹孔与传动螺杆4螺纹连接，所述竖直移动板9两边的孔与传动螺杆4两侧的滑杆5移动副配合，所述主电机一14固定在竖直移动板9上，所述主电机二15的外壳与主电机一14的电机轴固连，所述宽钩12根部与主电机二15的电机轴固连，所述辅助液压缸10通过螺栓固定在宽钩12上，所述辅助液压缸10的伸出端内有液压杆叉13，所述液压杆叉13与辅助液压缸10以移动副配合，所述电机一11通过螺栓固定在支撑架1的顶板上，所述电机二16外壳与电机一11的电机轴固连，所述杆一17与电机二16外壳固连，所述电机三18与杆一17固连，所述杆二19与电机三18的电机轴固连，所述杆二19与电机四20固连，所述焊把线21与电机四20的电机轴固连，所述焊把线21与外接电线相连，所述液压缸7与竖直液压杆23以移动副配合，所述竖直液压杆23与电机a24的电机轴固连，所述工字杆25与电机a24外壳固连，所述工字杆25与电机b26固连，所述直板27与电机b26的电机轴固连，所述电机c28有2个，两个电机c28对称固定在直板27上，所述半圆桶29通过杆与电机c28的电机轴固连，所述马达一33的底部固接在液压油箱6一角的伸出板上，所述马达一33的转轴与马达二34底部固接，所述马达二34的转轴与长杆一35一端固接，所述长杆一35另一端为马达三36，所述马达三36的转轴与长杆二37一端固接，所述长杆二37另一端为马达四38，所述马达四38的转轴固接挖具39的支架，所述支撑架1的底板的底部有车轮驱动机构，所述车轮驱动机构的转轴安装有车轮。

作为本发明具体一种实施例，本发明提供如图1-7所示的一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，包括支撑架1、支撑杆2、螺杆电机3、传动螺杆 4、滑杆5、液压油箱6、液压缸7、焊剂盛放盘8、竖直移动板9、辅助液压缸10、电机一11、宽钩12、液压杆叉13、主电机一14、主电机二15、电机二16、杆一17、电机三18、杆二19、电机四20、焊把线21、竖直液压杆23、电机a24、工字杆25、电机b26、直板27、电机c28、半圆桶29、车轮、车轮驱动机构、马达一33、马达二34、长杆一35、马达三36、长杆二37、马达四38和挖具39，所述支撑架1包括顶板和底板，所述顶板和底板之间通过四个支撑杆2相连，所述支撑架1的底板上有液压油箱6固连，所述液压油箱6上固连有焊剂盛放盘8，所述支撑架1的底板一侧嵌入螺杆电机3，所述螺杆电机3的电机轴与传动螺杆4一端固连，所述支撑架1的底板一侧螺杆电机3的两侧各有一个滑杆5，所述支撑架1的底板的一角有液压缸7，所述液压缸7通过螺栓固定在支撑架1的底板上，所述竖直移动板9中间的螺纹孔与传动螺杆4螺纹连接，所述竖直移动板9两边的孔与传动螺杆4两侧的滑杆5移动副配合，所述主电机一14固定在竖直移动板9上，所述主电机二15的外壳与主电机一14的电机轴固连，所述宽钩12根部与主电机二15的电机轴固连，所述辅助液压缸10通过螺栓固定在宽钩12上，所述辅助液压缸10的伸出端内有液压杆叉13，所述液压杆叉13与辅助液压缸10以移动副配合，所述电机一11通过螺栓固定在支撑架1的顶板上，所述电机二16外壳与电机一11的电机轴固连，所述杆一17与电机二16外壳固连，所述电机三18与杆一17固连，所述杆二19与电机三18的电机轴固连，所述杆二19与电机四20固连，所述焊把线21与电机四20的电机轴固连，所述焊把线21与外接电线相连，所述液压缸7与竖直液压杆23以移动副配合，所述竖直液压杆23与电机a24的电机轴固连，所述工字杆25与电机a24外壳固连，所述工字杆25与电机b26固连，所述直板27与电机b26的电机轴固连，所述电机c28有2个，两个电机c28对称固定在直板27上，所述半圆桶29通过杆与电机c28的电机轴固连，所述马达一33的底部固接在液压油箱6一角的伸出板上，所述马达一33的转轴与马达二34底部固接，所述马达二34的转轴与长杆一35一端固接，所述长杆一35另一端为马达三36，所述马达三36的转轴与长杆二37一端固接，所述长杆二37另一端为马达四38，所述马达四38的转轴固接挖具39的支架，所述支撑架1的底板的底部有车轮驱动机构，所述车轮驱动机构的转轴安装有车轮。

本发明工作原理如下：整个机器人装置的移动靠支撑架1的底板下方的两个轮电机30、两个后轮31和一个万向轮32实现移动，靠两个轮电机30转速差与实现转弯，支撑架1的底板上的液压油箱6给装置中的液压系统供油，液压油箱内置液压泵，螺杆电机3带动传动螺杆4转动，与滑杆5一起控制竖直移动板9的上下移动，工作时，机器人先移动到指定地点，用宽钩12先勾住钢筋，辅助液压缸10中的液压油推动液压杆叉13将钢筋顶在宽钩12上，然后通过主电机一14与主电机二15的工作使得钢筋呈竖直状态，机器人再移动到需要焊接的地方，螺杆电机3工作带动传动螺杆4，进而带动竖直移动板9上下移动到合适位置，将钢筋抵住下方建筑物原有的钢筋上，此时液压缸7推动竖直液压杆23，进而将电机a24、电机b26、电机c28以及与这三者相连的工字杆25、直板27、直板上的探头和半圆桶29到指定高度，电机a24、电机b26和电机c28工作使得半圆桶29夹住建筑物原有钢筋合适位置，这样半圆桶29与原有钢筋基本上同轴，两个半圆桶29合成圆桶接着马达一33、马达二34、马达三36、马达四38、长杆一35、长杆二37和挖具39配合工作使得挖具39从焊剂盛放盘8挖取一定量的焊剂倒入两个半圆桶29中，最后电机一11、电机二16、电机三18、电机四20、杆一17和杆二19配合工作，将焊把线21叉状口与活动钢筋接触并给焊把线21通电，这样两个钢筋之间就会产生电弧，电弧热将钢筋接口处融化，通电一段时间后，螺杆电机3工作，传动螺杆4带动竖直移动板9向下压，进而带动活动钢筋往下压，压入一小段距离后，两个电机c28工作，打开两个半圆桶29，待融化金属冷却凝固，数秒后辅助液压缸10工作，松开钢筋，移走焊把线21，就开始下一个循环。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，包括支撑架（1）、支撑杆（2）、螺杆电机（3）、传动螺杆 （4）、滑杆（5）、液压油箱（6）、液压缸（7）、焊剂盛放盘（8）、竖直移动板（9）、辅助液压缸（10）、电机一（11）、宽钩（12）、液压杆叉（13）、主电机一（14）、主电机二（15）、电机二（16）、杆一（17）、电机三（18）、杆二（19）、电机四（20）、焊把线（21）、竖直液压杆（23）、电机a（24）、工字杆（25）、电机b（26）、直板（27）、电机c（28）、半圆桶（29）、车轮、车轮驱动机构、马达一（33）、马达二（34）、长杆一（35）、马达三（36）、长杆二（37）、马达四（38）和挖具（39），其特征在于：所述支撑架（1）包括顶板和底板，所述顶板和底板之间通过四个支撑杆（2）相连，所述支撑架（1）的底板上有液压油箱（6）固连，所述液压油箱（6）上固连有焊剂盛放盘（8），所述支撑架（1）的底板一侧嵌入螺杆电机（3），所述螺杆电机（3）的电机轴与传动螺杆（4）一端固连，所述支撑架（1）的底板一侧螺杆电机（3）的两侧各有一个滑杆（5），所述支撑架（1）的底板的一角有液压缸（7），所述液压缸（7）通过螺栓固定在支撑架（1）的底板上，所述竖直移动板（9）中间的螺纹孔与传动螺杆（4）螺纹连接，所述竖直移动板（9）两边的孔与传动螺杆（4）两侧的滑杆（5）移动副配合，所述主电机一（14）固定在竖直移动板（9）上，所述主电机二（15）的外壳与主电机一（14）的电机轴固连，所述宽钩（12）根部与主电机二（15）的电机轴固连，所述辅助液压缸（10）通过螺栓固定在宽钩（12）上，所述辅助液压缸（10）的伸出端内有液压杆叉（13），所述液压杆叉（13）与辅助液压缸（10）以移动副配合，所述电机一（11）通过螺栓固定在支撑架（1）的顶板上，所述电机二（16）外壳与电机一（11）的电机轴固连，所述杆一（17）与电机二（16）外壳固连，所述电机三（18）与杆一（17）固连，所述杆二（19）与电机三（18）的电机轴固连，所述杆二（19）与电机四（20）固连，所述焊把线（21）与电机四（20）的电机轴固连，所述焊把线（21）与外接电线相连，所述液压缸（7）与竖直液压杆（23）以移动副配合，所述竖直液压杆（23）与电机a（24）的电机轴固连，所述工字杆（25）与电机a（24）外壳固连，所述工字杆（25）与电机b（26）固连，所述直板（27）与电机b（26）的电机轴固连，所述电机c（28）有2个，两个电机c（28）对称固定在直板（27）上，所述半圆桶（29）通过杆与电机c（28）的电机轴固连，所述马达一（33）的底部固接在液压油箱（6）一角的伸出板上，所述马达一（33）的转轴与马达二（34）底部固接，所述马达二（34）的转轴与长杆一（35）一端固接，所述长杆一（35）另一端为马达三（36），所述马达三（36）的转轴与长杆二（37）一端固接，所述长杆二（37）另一端为马达四（38），所述马达四（38）的转轴固接挖具（39）的支架，所述支撑架（1）的底板的底部有车轮驱动机构，所述车轮驱动机构的转轴安装有车轮。

2.根据权利要求1所述的一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，其特征在于：所述焊把线（21）上固定有摄像头（22）。

3.根据权利要求1所述的一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，其特征在于：所述直板（27）上固定有探头。

4.根据权利要求1所述的一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，其特征在于：所述半圆桶（29）的底部有一层海绵垫。

5.根据权利要求1所述的一种建筑工地竖直钢筋焊接机器人，其特征在于：所述车轮驱动机构为轮电机（30），所述车轮包括两个后轮（31）和一个万向轮（32），所述支撑架（1）的底板下方一侧固定有两个轮电机（30），所述后轮（31）固定在轮电机（30）的电机轴上，所述支撑架（1）的底板下方另外一侧装有万向轮（32）。

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