CN111571578A - 一种钢筋加工智能抓取臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋加工智能抓取臂，包括固定座。本发明利用固定座分别设置由液压缸支撑的升降台与由升降架支撑的下平台，使得抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构进行平稳的升降运动利用齿轮传动使得移动架在弧形结构的导向槽内支撑抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构进行平稳的周向旋转，利用气缸使得位于下平台上的上平台支撑抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构进行水平方向的位置移动；并在半齿轮与转动安装的夹持板之间连接拉力杆，以对钢筋进行夹持固定；并利用可在二级壳体中伸缩移动的伸缩杆套设二级弹簧，以对齿条进行弹性限位，通过在二级壳体中设置与齿条啮合连接的半齿轮，以对钢筋进行夹持固定。

Description

一种钢筋加工智能抓取臂

技术领域

本发明涉及钢筋加工技术领域，尤其涉及一种钢筋加工智能抓取臂。

背景技术

钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材，其横截面为圆形，有时为带有圆角的方形。包括光圆钢筋、带肋钢筋、扭转钢筋，其在建筑工程中被广泛应用。因为钢筋采用的是坚硬的钢材质，且其自身具有一定的长度与径度，所以较大体积的钢筋必定具有较大的重量。在传统技术水平下，对钢筋构件进行深度加工时，必须要保证钢筋构件的稳定性，同时又要保证加工过程中的钢筋能够加工需要进行实时的位置调整，

目前，市场上却缺乏具有如此高度灵活性的抓取设备：其一，现有的设备难以对具有尺寸差异的各种钢筋进行稳定抓取，使得细长结构的钢筋极易从抓取机构中脱离出来；其二，在抓取后很难对其进行夹持固定，使得在对其深度加工的过程中，钢筋极易发生震动脱落，对加工效率与质量具有严重影响；其三，在深加工的过程中难以对钢筋进行位置调整，如高度与角度位置的变换，只能通过人工拆装实现反复调整，效率极其低下，且具有较大的操作难度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中难以对待加工钢筋进行稳定抓取的问题，而提出的一种钢筋加工智能抓取臂。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种钢筋加工智能抓取臂，包括固定座，所述固定座上固定安装有承重座，且承重座上焊接有四个套管，四个所述套管中均滑动套设有滑杆，四根所述滑杆上共同焊接有升降台，且固定座上固定安装有与升降台相连接的液压缸，所述升降台上分别安装有一级电机与转盘，且一级电机与转盘上分别套设有相啮合的一级齿轮与二级齿轮，所述转盘上固定安装有气缸，所述固定座上开设有导向槽，且导向槽中滑动安装有移动架，所述移动架上滑动安装有升降架，且升降架上焊接有与升降台固定连接的下平台，所述下平台上滑动安装有由气缸驱动的上平台；

所述上平台上螺栓连接有支架，且支架上分别安装有抓取机构与结构相同的一级夹持机构与二级夹持机构；

所述抓取机构包括有中空结构的一级壳体，且一级壳体中分别安装有相连接的二级电机与滚珠丝杠，所述滚珠丝杠上连接有螺母，且螺母上销轴连接有两根拉杆，所述一级壳体两侧均转动安装有与拉杆相连接的牵引杆及与牵引杆相连接的抓力臂，且一级壳体中焊接有导向栓，所述导向栓上分别套设有相连接的一级弹簧与滑套，且滑套与抓力臂之间销轴连接有限位栓；

所述一级夹持机构与二级夹持机构均包括有中空结构的二级壳体，且二级壳体一端内滑动安装有齿条，所述二级壳体另一端开设有通口，且通口中滑动套设有与齿条相焊接的伸缩杆，所述伸缩杆上固定套设有与通口相抵的二级弹簧，所述二级壳体内对应转动设置有两个与齿条相啮合的半齿轮，且二级壳体两侧均转动安装有夹持板，所述半齿轮与夹持板之间销轴连接有拉力杆。

优选地，所述一级电机固定安装于升降台上，且转盘转动安装于升降台上，所述导向槽为弧形结构。

优选地，所述气缸输出端上固定连接有与上平台固定连接且滑动套设于下平台中的一级导向块，且下平台上焊接有滑动套设于上平台中的二级导向块。

优选地，所述抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构均水平设置，且抓取机构位于一级夹持机构与二级夹持机构之间。

优选地，所述二级电机固定设置于一级壳体一端内，且滚珠丝杠转动设置于一级壳体中部内，所述牵引杆与抓力臂位于一级壳体另一端位置。

优选地，所述抓力臂中开具有滑动套设牵引杆远离拉杆一端的开孔，所述拉杆远离螺母的一端与牵引杆远离抓力臂的一端转动连接。

优选地，所述伸缩杆位于通口外的一端焊接有压板，且压板位于两个夹持板之间。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：

1、本发明在固定座上分别设置由液压缸支撑的升降台与由升降架支撑的下平台，使得位于下平台上的上平台支撑抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构进行平稳的升降运动；同时利用齿轮传动使得移动架在弧形结构的导向槽内支撑抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构进行平稳的周向旋转；再利用气缸使得位于下平台上的上平台支撑抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构进行水平方向的位置移动，以使得抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构可进行全方位的抓取与夹持操作。

2、本发明在中空结构的一级壳体中设置由二级电机带动旋转的滚珠丝杠，并在一级壳体另一端分别设置相连接的牵引杆与抓力臂，通过在滚珠丝杠上的螺母与牵引杆之间连接拉杆，使得抓力臂在螺母、拉杆与牵引杆的连续传动作用下进行张合，以对钢筋进行逐步抓取。

3、本发明在中空结构的二级壳体中滑动设置齿条，并利用可在二级壳体中伸缩移动的伸缩杆套设二级弹簧，以对齿条进行弹性限位，通过在二级壳体中设置与齿条啮合连接的半齿轮，并在半齿轮与转动安装的夹持板之间连接拉力杆，以使夹持板在齿条、半齿轮与拉力杆的连续传动作用下进行闭合，进而对钢筋进行夹持固定。

综上所述，本发明利用固定座分别设置由液压缸支撑的升降台与由升降架支撑的下平台，使得抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构进行平稳的升降运动利用齿轮传动使得移动架在弧形结构的导向槽内支撑抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构进行平稳的周向旋转，利用气缸使得位于下平台上的上平台支撑抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构进行水平方向的位置移动；在二级壳体中滑动设置齿条，并利用可在二级壳体中伸缩移动的伸缩杆套设二级弹簧，以对齿条进行弹性限位，通过在二级壳体中设置与齿条啮合连接的半齿轮，并在半齿轮与转动安装的夹持板之间连接拉力杆，以对钢筋进行夹持固定；在二级壳体中滑动设置齿条，并利用可在二级壳体中伸缩移动的伸缩杆套设二级弹簧，以对齿条进行弹性限位，通过在二级壳体中设置与齿条啮合连接的半齿轮，以对钢筋进行夹持固定。

附图说明

图1为本发明提出的一种钢筋加工智能抓取臂的结构示意图；

图2为本发明提出的一种钢筋加工智能抓取臂的抓取机构结构俯视示意图；

图3为本发明提出的一种钢筋加工智能抓取臂的一级夹持机构与二级夹持机构结构俯视示意图；

图4为本发明提出的一种钢筋加工智能抓取臂的抓取机构、一级夹持机构与二级夹持机构侧视示意图；

图5为本发明提出的一种钢筋加工智能抓取臂的一级壳体结构示意图；

图6为本发明提出的一种钢筋加工智能抓取臂的二级壳体结构示意图。

图中：1固定座、2承重座、3套管、4滑杆、5液压缸、6升降台、7一级电机、8转盘、9一级齿轮、10二级齿轮、11气缸、12导向槽、13移动架、14升降架、15下平台、16一级导向块、17上平台、18二级导向块、19支架、20抓取机构、21一级夹持机构、22二级夹持机构、23一级壳体、24二级电机、25滚珠丝杠、26螺母、27拉杆、28牵引杆、29抓力臂、30开孔、31导向栓、32一级弹簧、33滑套、34限位栓、35二级壳体、36齿条、37通口、38伸缩杆、39二级弹簧、40半齿轮、41夹持板、42拉力杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-6，一种钢筋加工智能抓取臂，包括固定座1，固定座1上固定安装有承重座2，且承重座2上焊接有四个套管3，四个套管3中均滑动套设有滑杆4，利用套管3可对上下移动的滑杆4提供导向限位作用，以确保升降台6的稳定性，四根滑杆4上共同焊接有升降台6，且固定座1上固定安装有与升降台6相连接的液压缸5，液压缸5采用产品型号为YGS70*30*520，升降台6上分别安装有一级电机7与转盘8，一级电机7的型号为HC-KFS43，且一级电机7与转盘8上分别套设有相啮合的一级齿轮9与二级齿轮10，转盘8上固定安装有气缸11，气缸11可选用的电控设备，固定座1上开设有导向槽12，且导向槽12中滑动安装有移动架13，移动架13上滑动安装有升降架14，以移动架13为支点的升降架14可与升降台6进行平稳的同步升降，且升降架14上焊接有与升降台6固定连接的下平台15，下平台15上滑动安装有由气缸11驱动的上平台17；

上平台17上螺栓连接有支架19，且支架19上分别安装有抓取机构20与结构相同的一级夹持机构21与二级夹持机构22；

抓取机构20包括有中空结构的一级壳体23，且一级壳体23中分别安装有相连接的二级电机24与滚珠丝杠25，二级电机24可选用产品型号为HC-SFS103B的伺服电机，滚珠丝杠25上连接有螺母26，且螺母26上销轴连接有两根拉杆27，一级壳体23两侧均转动安装有与拉杆27相连接的牵引杆28及与牵引杆28相连接的抓力臂29，且一级壳体23中焊接有导向栓31，导向栓31上分别套设有相连接的一级弹簧32与滑套33，且滑套33与抓力臂29之间销轴连接有限位栓34，在一级弹簧32的张力支撑作用下可使得两个抓力臂29趋于伸张，以便于在初始状态下贴近钢筋；

一级夹持机构21与二级夹持机构22均包括有中空结构的二级壳体35，且二级壳体35一端内滑动安装有齿条36，二级壳体35另一端开设有通口37，且通口37中滑动套设有与齿条36相焊接的伸缩杆38，伸缩杆38上固定套设有与通口37相抵的二级弹簧39，具体参照说明附图3，二级壳体35内对应转动设置有两个与齿条36相啮合的半齿轮40，齿条36在受力移动的过程中带动半齿轮40进行移动角度的周向偏转，以使拉力杆42进行偏转，且二级壳体35两侧均转动安装有夹持板41，半齿轮40与夹持板41之间销轴连接有拉力杆42，利用偏转的拉力杆42对夹持板41进行施力加压，从而使得两个夹持板41逐渐闭合。

一级电机7固定安装于升降台6上，且转盘8转动安装于升降台6上，导向槽12为弧形结构，转盘8通过下平台15与升降架14带动移动架13进行同步的偏转，且该运动轨迹为弧形结构，利用弧形结构的导向槽12可对移动架13进行导向限位。

气缸11输出端上固定连接有与上平台17固定连接且滑动套设于下平台15中的一级导向块16，且下平台15上焊接有滑动套设于上平台17中的二级导向块18，有助于提升上平台17在下平台15上的移动稳定性。

抓取机构20、一级夹持机构21与二级夹持机构22均水平设置，且抓取机构20位于一级夹持机构21与二级夹持机构22之间。

二级电机24固定设置于一级壳体23一端内，且滚珠丝杠25转动设置于一级壳体23中部内，牵引杆28与抓力臂29位于一级壳体23另一端位置。

抓力臂29中开具有滑动套设牵引杆28远离拉杆27一端的开孔30，拉杆27远离螺母26的一端与牵引杆28远离抓力臂29的一端转动连接，利用可在滚珠丝杠25上双向移动的螺母26对拉杆27、牵引杆28对抓力臂29进行牵引，以实现抓力臂29的伸张闭合操作。

伸缩杆38位于通口37外的一端焊接有压板，且压板位于两个夹持板41之间，在抓力臂29的加压作用下，使得钢筋对伸缩杆38进行挤压，进一步对齿条36进行驱动操作。

本发明可通过以下操作方式阐述其功能原理：

控制二级电机24开启，二级电机24输出端带动滚珠丝杠25进行旋转，滚珠丝杠25带动螺母26移动，以对两根拉杆27进行支撑，受力移动的拉杆27对牵引杆28的一端进行挤压，使得牵引杆28以其销轴连接端进行偏转，牵引杆28另一端在抓力臂29中的开孔30中滑动，以对抓力臂29的进行按压，使得两根抓力臂29逐渐趋于闭合，以对钢筋进行抓取推动；

在抓取机构20的驱动下，使得钢筋逐渐向一级夹持机构21与二级夹持机构22中移动，并对一级夹持机构21与二级夹持机构22中的压板与伸缩杆38进行加压，使得伸缩杆28向通口37中收缩，以对齿条36进行挤压，使得齿条36受力水平后移，齿条26带动两个半齿轮40进行翻转，并通过拉力杆42支撑夹持板41的一端，使得夹持板41以其销轴连接端为支点进行偏转，两个夹持板41在闭合过程中以对钢筋进行加持固定；

在固定座1上控制液压缸5开启，液压缸5输出轴进行伸缩运动，以升降台6下端的滑杆4在套管3中进行垂直方向的平稳运动，与此同时，升降台6通过下平台15牵引升降架14在移动架13上同步上移，以使得下平台17上的抓取机构20、一级夹持机构21与二级夹持机构22带动钢筋进行升降；

控制一级电机7开启，一级电机7输出端通过啮合连接的一级齿轮9与二级齿轮10带动转盘8旋转，转盘8上的气缸11通过一级导向块16、下平台15与升降架14带动移动架13在导向槽12中进行同向平移，以使得下平台17上的抓取机构20、一级夹持机构21与二级夹持机构22带动钢筋进行同步偏转；

在转盘8上控制气缸11开启，气缸11输出轴在伸缩过程中通过一级导向块16在下平台15上水平滑动，同时上平台17以二级导向块18为支点进行水平滑动，以使得下平台17上的抓取机构20、一级夹持机构21与二级夹持机构22带动钢筋进行同步平移。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢筋加工智能抓取臂，包括固定座(1)，其特征在于，所述固定座(1)上固定安装有承重座(2)，且承重座(2)上焊接有四个套管(3)，四个所述套管(3)中均滑动套设有滑杆(4)，四根所述滑杆(4)上共同焊接有升降台(6)，且固定座(1)上固定安装有与升降台(6)相连接的液压缸(5)，所述升降台(6)上分别安装有一级电机(7)与转盘(8)，且一级电机(7)与转盘(8)上分别套设有相啮合的一级齿轮(9)与二级齿轮(10)，所述转盘(8)上固定安装有气缸(11)，所述固定座(1)上开设有导向槽(12)，且导向槽(12)中滑动安装有移动架(13)，所述移动架(13)上滑动安装有升降架(14)，且升降架(14)上焊接有与升降台(6)固定连接的下平台(15)，所述下平台(15)上滑动安装有由气缸(11)驱动的上平台(17)；

所述上平台(17)上螺栓连接有支架(19)，且支架(19)上分别安装有抓取机构(20)与结构相同的一级夹持机构(21)与二级夹持机构(22)；

所述抓取机构(20)包括有中空结构的一级壳体(23)，且一级壳体(23)中分别安装有相连接的二级电机(24)与滚珠丝杠(25)，所述滚珠丝杠(25)上连接有螺母(26)，且螺母(26)上销轴连接有两根拉杆(27)，所述一级壳体(23)两侧均转动安装有与拉杆(27)相连接的牵引杆(28)及与牵引杆(28)相连接的抓力臂(29)，且一级壳体(23)中焊接有导向栓(31)，所述导向栓(31)上分别套设有相连接的一级弹簧(32)与滑套(33)，且滑套(33)与抓力臂(29)之间销轴连接有限位栓(34)。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋加工智能抓取臂，其特征在于，所述一级夹持机构(21)与二级夹持机构(22)均包括有中空结构的二级壳体(35)，且二级壳体(35)一端内滑动安装有齿条(36)，所述二级壳体(35)另一端开设有通口(37)，且通口(37)中滑动套设有与齿条(36)相焊接的伸缩杆(38)，所述伸缩杆(38)上固定套设有与通口(37)相抵的二级弹簧(39)，所述二级壳体(35)内对应转动设置有两个与齿条(36)相啮合的半齿轮(40)，且二级壳体(35)两侧均转动安装有夹持板(41)，所述半齿轮(40)与夹持板(41)之间销轴连接有拉力杆(42)。

3.根据权利要求2所述的一种钢筋加工智能抓取臂，其特征在于，所述一级电机(7)固定安装于升降台(6)上，且转盘(8)转动安装于升降台(6)上，所述导向槽(12)为弧形结构。

4.根据权利要求3所述的一种钢筋加工智能抓取臂，其特征在于，所述气缸(11)输出端上固定连接有与上平台(17)固定连接且滑动套设于下平台(15)中的一级导向块(16)，且下平台(15)上焊接有滑动套设于上平台(17)中的二级导向块(18)。

5.根据权利要求4所述的一种钢筋加工智能抓取臂，其特征在于，所述抓取机构(20)、一级夹持机构(21)与二级夹持机构(22)均水平设置，且抓取机构(20)位于一级夹持机构(21)与二级夹持机构(22)之间；所述二级电机(24)固定设置于一级壳体(23)一端内，且滚珠丝杠(25)转动设置于一级壳体(23)中部内，所述牵引杆(28)与抓力臂(29)位于一级壳体(23)另一端位置。

6.根据权利要求5所述的一种钢筋加工智能抓取臂，其特征在于，所述抓力臂(29)中开具有滑动套设牵引杆(28)远离拉杆(27)一端的开孔(30)，所述拉杆(27)远离螺母(26)的一端与牵引杆(28)远离抓力臂(29)的一端转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种钢筋加工智能抓取臂，其特征在于，所述伸缩杆(38)位于通口(37)外的一端焊接有压板，且压板位于两个夹持板(41)之间。

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