CN111576885A - 钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法及系统 - Google Patents

钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法及系统 Download PDF

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CN111576885A CN202010442522.2A CN202010442522A CN111576885A CN 111576885 A CN111576885 A CN 111576885A CN 202010442522 A CN202010442522 A CN 202010442522A CN 111576885 A CN111576885 A CN 111576885A
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Abstract

本发明涉及一种钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法,包括如步骤:对施工现场已铺设好的钢筋网架进行数据扫描获得对应的钢筋扫描数据;依据所获得的钢筋扫描数据建立BIM仿真模型;于所述BIM仿真模型中规划出对应的行走路径;提供多个钢筋绑扎机器人,并将所述钢筋绑扎机器人依据初始位置放置于所述钢筋网架上对应的位置处;依据对应的行走路径控制位于对应位置处的钢筋绑扎机器人进行移动,且所述钢筋绑扎机器人对其经过的钢筋交叉点进行钢筋绑扎,从而完成所述钢筋网架的绑扎施工。本发明的施工方法利用钢筋绑扎机器人实现施工现场的钢筋网架的自动绑扎施工,能够节省劳动力,减轻劳动强度。

Description

钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法及系统
技术领域
本发明涉及建筑施工工程领域,特指一种钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法及系统。
背景技术
钢筋混凝土构件中的钢筋连接方式有三种:绑扎搭接、机械连接和焊接,其中现浇板类构件的钢筋一般采用绑扎搭接。由于现浇楼板的整体性、抗裂性更优异,即使是装配式楼板构件,也大多需要设置现浇叠合层、并配置上部通长钢筋。
目前商品化的钢筋焊接网片尺寸规格受运输和加工设备条件限制,综合考虑受力、抗裂、经济性等要求,并不适用于板类构件内的受力钢筋。此外,钢筋焊接网成型设备目前大多应用于工厂加工,导致钢筋网片运输成本高;且该类设备对操作人员的技术要求相对较高,直接应用于工地现场时往往效率受限。
因此,施工现场水平钢筋绑扎连接仍然是钢筋混凝土结构现场施工的主要工序之一。
按照操作方式,钢筋绑扎形式分为人工绑扎和机械式绑扎两种。
在实际施工中,人工绑扎存在着较多弊端:(1)绑扎质量难以控制;(2)绑扎效率低,影响工期,但劳动强度高;(3)目前劳动力资源非常短缺,工期要求较紧,手工绑扎不能满足需求;劳动力资源的短缺也带来了成本的大幅上升;(4)长期从事手工绑扎工作,对腕部、背部等损伤严重,职业疾病风险高。
施工现场采用的机械式绑扎设备一般为手持式钢筋捆扎机,这种绑扎方式能很好的解决施工质量、工期、成本和安全施工问题,同时也符合建筑业发展的趋势。施工现场节约了备料的时间,降低了工地能耗;钢筋捆扎机工作效率高,加快了施工进度,从而缩短了工期;操作简单方便,但仍需要操作人员进行现场操作捆扎,劳动强度有所降低,但尚未大幅度节约劳动力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法及系统,解决现有的施工现场钢筋绑扎存在的劳动强度大及劳动力成本高的问题。
实现上述目的的技术方案是:
本发明提供了一种钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法,包括如步骤:
对施工现场已铺设好的钢筋网架进行数据扫描获得对应的钢筋扫描数据;
依据所获得的钢筋扫描数据建立BIM仿真模型;
于所述BIM仿真模型中设定多个初始位置,并从各初始位置开始于所述BIM仿真模型中规划出对应的行走路径,且所规划得到行走路径遍历所述BIM仿真模型中的所有钢筋交叉点;
提供多个钢筋绑扎机器人,并将所述钢筋绑扎机器人依据所述初始位置放置于所述钢筋网架上对应的位置处;以及
依据对应的行走路径控制位于对应位置处的钢筋绑扎机器人进行移动,且所述钢筋绑扎机器人对其经过的钢筋交叉点进行钢筋绑扎,从而完成所述钢筋网架的绑扎施工。
本发明的施工方法利用钢筋绑扎机器人实现施工现场的钢筋网架的自动绑扎施工,能够节省劳动力,减轻劳动强度。另外采用施工现场数据扫描的方式进行BIM建模,能够真实模拟实际的工况,再根据BIM进行钢筋绑扎机器人的行走路径的规划,从而使得多个钢筋绑扎机器人能够协同工作,有效的提高钢筋绑扎效率。
本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法的进一步改进在于,于所述BIM仿真模型中规划出对应行走路径的步骤,包括:
于所述BIM仿真模型中为每一初始位置划定对应的工作范围;
于所述工作范围内规划出可遍历所述工作范围内的所有钢筋交叉点的多条设计路径;
从所述的多条设计路径中选出长度最短的一条设计路径作为行走路径。
本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法的进一步改进在于,还包括:
设定单点作业范围,依据所设定的单点作业范围于对应的设计路径上标定出停机位置点,利用标定的停机位置点控制钢筋绑扎机器人在移动时的停止位置。
本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法的进一步改进在于,还包括:
建立机器人仿真模型;
将所建立的机器人仿真模型放置于所述BIM仿真模型上,并将各机器人仿真模型置于对应的初始位置处;
依据所述行走路径控制各机器人仿真模型进行移动,且在移动至对应的钢筋交叉点处时,控制所述机器人仿真模型于所述钢筋交叉点处停留设定时间,并对经过的钢筋交叉点进行标识以检验所述机器人仿真模型是否遍历了所有的钢筋交叉点。
本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法的进一步改进在于,提供钢筋绑扎机器人的步骤包括:
提供行走小车和可旋转调节的安装座,将所述安装座安装于所述行走小车上,所述行走小车可于所述钢筋网架上行走;
提供夹取机械手、绑扎机械手以及送丝机械手,将所述夹取机械手、绑扎机械手以及送丝机械手通过安装轴可转动地安装于所述安装座上,所述夹取机械手用于夹住钢筋交叉点,所述送丝机械手用于为所述绑扎机械手提供钢丝,所述绑扎机械手利用所述送丝机械手提供的钢丝绑扎所述夹取机械手夹住的钢筋交叉点。
本发明还提供了一种钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统,包括:
采集单元,用于对施工现场已铺设好的钢筋网架进行数据扫描并获得对应的钢筋扫描数据;
与所述采集模块连接建模单元,所述建模单元用于依据所述钢筋扫描数据建立BIM仿真模型;
与所述建模单元连接的路径规划单元,所述路径规划单元用于根据输入的多个初始位置作为起始点,于所述BIM仿真模型中规划得出对应的行走路径,且所规划得到行走路径遍历所述BIM仿真模型中的所有钢筋交叉点;以及
与所述路径规划单元连接的控制单元,所述控制单元还与设于所述钢筋网架上的钢筋绑扎机器人控制连接,所述控制单元用于依据所述行走路径控制对应的钢筋绑扎机器人进行移动,并且还控制所述钢筋绑扎机器人对其经过的钢筋交叉点进行钢筋绑扎,从而完成所述钢筋网架的绑扎施工。
本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统的进一步改进在于,所述路径规划单元包括设计模块和判断模块;
所述设计模块用于在划定的工作范围内规划出可遍历所述工作范围内的所有钢筋交叉点的多条设计路径;
所述判断模块与所述设计模块连接,用于从所述的多条设计路径中选出长度最短的一条设计路径作为行走路径。
本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统的进一步改进在于,所述路径规划单元还包括标定模块;
所述标定模块与所述判断模块连接,用于依据设定的单点作业范围于所述行走路径上标定出停机位置点。
本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统的进一步改进在于,还包括模拟仿真单元,用于建立机器人仿真模型,并将各机器人仿真模型置于对应的初始位置处,利用所述行走路径控制各机器人仿真模型进行移动并模拟钢筋绑扎施工,并对模拟绑扎好的钢筋交叉点进行标识。
本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统的进一步改进在于,所述钢筋绑扎机器人包括行走小车、可旋转调节的安装座、夹取机械手、绑扎机械手和送丝机械手,所述安装座安装于所述行走小车上,所述行走小车可于所述钢筋网架上行走;
所述夹取机械手、绑扎机械手以及送丝机械手通过安装轴可转动地安装于所述安装座上,所述夹取机械手用于夹住钢筋交叉点,所述送丝机械手用于为所述绑扎机械手提供钢丝,所述绑扎机械手利用所述送丝机械手提供的钢丝绑扎所述夹取机械手夹住的钢筋交叉点。
附图说明
图1为本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统的系统图。
图2为本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
参阅图1,本发明提供了一种钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法及系统,用于完成施工现场的钢筋网架的绑扎工作,取代人工操作,节约劳动力成本,提高钢筋绑扎施工效率。本发明还结合了BIM技术,利用BIM建模对施工现场的钢筋网架进行仿真模拟,进而在BIM模型中进行路径规划,以实现多个钢筋绑扎机器人的协同作业。利用BIM实现路径的最优规划,使得钢筋绑扎机器人行走路径最短,施工时间最快。本发明的施工方法及系统实现了全过程无人化操作,可实现全天候施工,能够极大的提高施工效率和施工质量,缩短施工周期。下面结合附图对本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法及系统进行说明。
参阅图1,显示了本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统的系统图。下面结合图1,对本发明钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统进行说明。
如图1所示,本发明的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统包括采集单元21、建模单元22、路径规划单元23以及控制单元24;采集单元21与建模单元22连接,建模单元22与路径规划单元23连接,路径规划单元23与控制单元24连接。其中的采集单元21用于对施工现场已铺设好的钢筋网架进行数据扫描并获得对应的钢筋扫描数据;建模单元22利用采集单元21获得的钢筋扫描数据进行建模形成BIM仿真模型;路径规划单元23用于根据输入的多个初始位置作为起始点,于BIM仿真模型中规划得出对应的行走路径,且所规划得到的行走路径遍历该BIM仿真模型中的所有钢筋交叉点。较佳地,初始位置的数量与实际所选用的钢筋绑扎机器人的数量相一致,该初始位置标定的是钢筋绑扎机器人的起始位置。控制单元24还与设于钢筋网架上的钢筋绑扎机器人控制连接,控制单元24用于依据行走路径控制对应的钢筋绑扎机器人进行移动,并且还控制钢筋绑扎机器人对其经过的钢筋交叉点进行钢筋绑扎,从而完成钢筋网架的绑扎施工。
本发明的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统利用BIM技术实现对施工现场的钢筋网架进行仿真模拟,并建立对应的BIM仿真模型,实现了实际工况的真实模拟,进而利用BIM仿真模型进行钢筋绑扎机器人的行走路径的规划,且规划得到的行走路径可直接控制钢筋绑扎机器人的行走及钢筋交叉点的绑扎施工,实现了全程自动化控制,无人化作业,钢筋的绑扎效率高。
在本发明的一种具体实施方式中,路径规划单元23包括设计模块和判断模块,其中的设计模块用于在划定的工作范围内规划出可遍历该工作范围内的所有钢筋交叉点的多条设计路径;判断模块与设计模块连接,用于从多条设计路径中选出长度最短的一条设计路径作为行走路径。
较佳地,划定的工作范围由人工手动输入给路径规划单元23,本发明的施工系统还包括有输入单元,用于输入初始位置以及对应初始位置的工作范围。
钢筋绑扎机器人的数量可根据现场施工的作业面积进行选择,钢筋绑扎机器人的数量越多,钢筋绑扎施工的效率也就越快。在选定好钢筋绑扎机器人的数量后,依据钢筋绑扎机器人的数量对钢筋网架的施工区域进行划分形成对应每一钢筋绑扎机器人的工作范围,较佳地对施工区域进行等分,在遇到不规则形状时,可将不规则形状直接归入邻近的钢筋绑扎机器人的工作范围,也可以对不规则形状进行划分而后再分配给对应的钢筋绑扎机器人。
又佳地,设计模块在规划设计路径时,以初始位置为起始点,沿着钢筋交叉点的布置位置进行规划,该设计模块规划设计路径的原则是遍历所有钢筋交叉点,如此可获得复数条设计路径,为了进一步减少运算量,进一步的限定设计模块在设计路径时,选择下一位置点时以该位置点能够同时绑扎至少两个钢筋交叉点为标准,尽量避免在一个位置点仅能绑扎一个钢筋交叉点。从多条设计路径中选择长度最短的一条作为设计路径,是由于钢筋绑扎机器人的行走速度一致,每一钢筋交叉点绑扎作业时间一致,在路径最短时,所需的时间也就最短,能够节省施工时间。
进一步地,路径规划单元23还包括标定模块,该标定模块与判断模块连接,用于依据设定的单点作业范围于行走路径上标定出停机位置点。较佳地,该单点作业范围由人工手动输入给标定模块,单点作业范围根据钢筋绑扎机器人的施工作业范围确定,与钢筋绑扎机器人在X、Y以及Z方向的调节范围有关。较佳地,以钢筋绑扎机器人所在位置为圆点,以该钢筋绑扎机器人的机械手调节至最远位置处距圆点距离为半径所绘制的圆形区域作为单点作业范围。具体地,标定模块在接收到单点作业范围时,绘制出对应的框选区域,沿着行走路径移动该框选区域,并用框选区域依序的将各钢筋交叉点圈起来(也即让各钢筋交叉点置于框线内),并标记每一框选区域的中心点作为停机位置点。而后将该带有停机位置点的行走路径发送给控制单元24,控制单元24根据行走路径控制对应的钢筋绑扎机器人行走时,控制钢筋绑扎机器人在对应的停机位置点处停止并进行钢筋绑扎作业,如此能够确保每一次钢筋绑扎机器人停止的位置均能够覆盖到较多的钢筋交叉点,进一步节省钢筋绑扎机器人的施工时间,提高钢筋绑扎效率。
在本发明的一种具体实施方式中,本发明的施工系统还包括模拟仿真单元,该模拟仿真单元用于建立机器人仿真模型,并将各机器人仿真模型置于对应的初始位置处,利用行走路径控制各机器人仿真模型进行移动并模拟钢筋绑扎施工,并对模拟绑扎好的钢筋交叉点进行标识。以此来检验该设计路径能否覆盖所有的钢筋交叉点,若有钢筋交叉点未被标记,则对行走路径进行修改,可直接在未标记的钢筋交叉点附近且邻近行走路径的位置处选定一新增停机位置点,将该新增停机位置点与其前后的停机位置点连接从而就形成了新的行走路径。
模拟仿真单元利用各机器人仿真模型进行钢筋绑扎施工作业模拟过程中,记录该模拟过程并形成全过程动画仿真视频,进而予以输出保存,该全过程动画仿真视频还可以予以显示播放。
在本发明的一种具体实施方式中,钢筋绑扎机器人包括行走小车、可旋转调节的安装座、夹取机械手、绑扎机械手和送丝机械手,安装座安装于行走小车上,通过行走小车在施工现场的钢筋网架上沿着行走路径进行行走。夹取机械手、绑扎机械手以及送丝机械手通过安装轴可转动地安装于安装座上,夹取机械手用于夹住钢筋交叉点,送丝机械手用于为绑扎机械手提供钢丝,绑扎机械手利用送丝机械手提供的钢丝绑扎夹取机械手夹住的钢筋交叉点。
本发明的控制单元24与各钢筋绑扎机器人的行走小车控制连接,用于根据对应的行走路径控制行走小车进行移动行走,行走小车在按照行走路径进行行走时,在行走路径上的各停机位置点停止,以便于钢筋绑扎机器人进行钢筋绑扎作业。较佳地,行走小车上设有GPS定位模块,用于实时定位该行走小车的位置,并形成行走小车的当前位置信息。控制单元24与各行走小车的GPS定位模块通信连接,接收各行走小车的当前位置信息,并根据当前位置信息与对应的行走路径上的下一位置点控制行走小车移动至下一位置点,从而实现控制行走小车按照对应的行走路径进行移动行走。又佳地,行走小车上设有滚轮,该滚轮通过电机驱动而进行滚动,通过滚轮的滚动实现行走小车的移动,在同侧的滚轮上套设有履带,使得行走小车可自如的在钢筋网架上进行移动行走。各滚轮可转动调节实现行走小车移动方向的调节,使得行走小车具有转弯功能,能够依据行走路径进行转弯或者转向移动。
钢筋绑扎机器人上设有绑扎点识别模块,该绑扎点识别模块用于识别钢筋网架上的各钢筋交叉点。较佳地,控制单元24与建模单元22连接,用于获取建模单元22形成的BIM仿真模型,控制单元24进一步从BIM仿真模型中获取各钢筋交叉点,控制单元24对各钢筋交叉点进行分类,将钢筋交叉点依序的与对应的行走路径上的停机位置点相关联,形成对应的绑扎作业表单,在该绑扎作业表单中存储有行走路径上的各停机位置点和与停机位置点相对应的钢筋交叉点,且各钢筋交叉点按照绑扎顺序进行排列,各停机位置点也按照先后顺序进行排列。控制单元24与绑扎点识别模块控制连接,在行走小车停止在某一停机位置点处时,将对应该停机位置点处的各钢筋交叉点发送给绑扎点识别模块,绑扎点识别模块根据接收的钢筋交叉点的位置获取对应的实际钢筋交叉点。绑扎点识别模块可通过摄像头来识别实际钢筋交叉点的坐标,还可以通过激光扫描识别实际钢筋交叉点的坐标。
钢筋绑扎机器人上还设有钢筋绑扎控制模块,该钢筋绑扎控制模块与绑扎点识别模块连接,绑扎点识别模块将获取的实际钢筋交叉点发送给钢筋绑扎控制模块,以触发钢筋绑扎控制模块对该实际钢筋交叉点进行绑扎作业。钢筋绑扎控制模块控制夹取机械手移动至该实际钢筋交叉点,并对该实际钢筋交叉点进行夹取,夹取机械手在完成夹取后形成反馈信号发送给钢筋绑扎控制模块。该钢筋绑扎控制模块在接收到反馈信号后进一步控制送丝机械手进行送丝,控制绑扎机械手对钢筋交叉点进行绑扎作业,绑扎机械手对钢筋交叉点进行绑丝、拧紧以及切丝,以完成钢筋交叉点的绑扎。具体地,夹取机械手具有上夹持臂和下夹持臂,夹取机械手接收到实际钢筋交叉点后,控制下夹持臂移动至实际钢筋交叉点处的下方钢筋的底部并托住该下方钢筋,上夹持臂移动至实际钢筋交叉点处的上方钢筋的顶部并压住该上方钢筋,上夹持臂和下夹持臂相互靠近夹紧该上方钢筋和下方钢筋,实现夹取钢筋交叉点。送丝机械手上设有可转动的钢丝盘,该钢丝盘上卷绕有钢丝,在送丝机械手上设有钢丝导向口,钢丝的端部从该钢丝导向口处伸出,通过转动钢丝盘而向外放出钢丝,放出的钢丝通过钢丝导向口进行顺直而形成较为平直的钢丝,送丝机械手移动至钢筋交叉点的下方,并向外放出一段钢丝用于绑扎,放出的该段钢丝呈斜向的置于钢筋交叉点的下方。绑扎机械手从钢筋交叉点的两侧向下移动并夹取钢丝,而后向上移动将夹住的钢丝提至钢筋交叉点的上方,而后旋拧钢丝的端部至拧紧状态,而后对钢丝进行切割,完成一处钢筋交叉点的绑扎工作。
在本发明的一种具体实施方式中,本发明的智能绑扎施工系统安装于操控平台上,该操控平台置于操控室内,钢筋绑扎机器人置于施工现场的钢筋网架上,操控平台对各钢筋绑扎机器人进行控制。在施工现场安装有摄像头,用于对施工现场进行实时拍摄,该摄像头与操控平台连接,将拍摄形成的视频传输到操控平台进行画面显示,实现操作室内的人员可实时观看到施工现场的施工画面。
本发明的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统实现钢筋工程现场全程无人化操作,减轻该环节的用工数量,降低劳动强度。该施工系统及方法不受工人作息时间的约束和气候调节的限制,实现全天候施工。施工现场可根据工期要求,布置多套智能绑扎机器人,提高施工效率和施工质量,缩短施工周期。
下面对本发明提供的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法进行说明。
如图2所示,本发明的一种钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法,包括如步骤:
执行步骤S11,对施工现场已铺设好的钢筋网架进行数据扫描获得对应的钢筋扫描数据;接着执行步骤S12;
执行步骤S12,依据所获得的钢筋扫描数据建立BIM仿真模型;接着执行步骤S13;
执行步骤S13,于BIM仿真模型中设定多个初始位置,并从各初始位置开始于BIM仿真模型中规划出对应的行走路径,且所规划得到行走路径遍历BIM仿真模型中的所有钢筋交叉点;接着执行步骤S14;
执行步骤S14,提供多个钢筋绑扎机器人,并将钢筋绑扎机器人依据初始位置放置于钢筋网架上对应的位置处;接着执行步骤S15;
执行步骤S15,依据对应的行走路径控制位于对应位置处的钢筋绑扎机器人进行移动,且钢筋绑扎机器人对其经过的钢筋交叉点进行钢筋绑扎,从而完成钢筋网架的绑扎施工。
本发明的施工方法利用钢筋绑扎机器人实现施工现场的钢筋网架的自动绑扎施工,能够节省劳动力,减轻劳动强度。另外采用施工现场数据扫描的方式进行BIM建模,能够真实模拟实际的工况,再根据BIM进行钢筋绑扎机器人的行走路径的规划,从而使得多个钢筋绑扎机器人能够协同工作,有效的提高钢筋绑扎效率。
在本发明的一种具体实施方式中,于BIM仿真模型中规划出对应行走路径的步骤,包括:
于BIM仿真模型中为每一初始位置划定对应的工作范围;
于工作范围内规划出可遍历工作范围内的所有钢筋交叉点的多条设计路径;
从多条设计路径中选出长度最短的一条设计路径作为行走路径。
在本发明的一种具体实施方式中,还包括:
设定单点作业范围,依据所设定的单点作业范围于对应的设计路径上标定出停机位置点,利用标定的停机位置点控制钢筋绑扎机器人在移动时的停止位置。
在本发明的一种具体实施方式中,还包括:
建立机器人仿真模型;
将所建立的机器人仿真模型放置于BIM仿真模型上,并将各机器人仿真模型置于对应的初始位置处;
依据行走路径控制各机器人仿真模型进行移动,且在移动至对应的钢筋交叉点处时,控制机器人仿真模型于钢筋交叉点处停留设定时间,并对经过的钢筋交叉点进行标识以检验机器人仿真模型是否遍历了所有的钢筋交叉点。
在本发明的一种具体实施方式中,提供钢筋绑扎机器人的步骤包括:
提供行走小车和可旋转调节的安装座,将安装座安装于行走小车上;
提供夹取机械手、绑扎机械手以及送丝机械手,将夹取机械手、绑扎机械手以及送丝机械手通过安装轴可转动地安装于安装座上,夹取机械手用于夹住钢筋交叉点,送丝机械手用于为绑扎机械手提供钢丝,绑扎机械手利用送丝机械手提供的钢丝绑扎夹取机械手夹住的钢筋交叉点。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明,本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而,实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定,本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
对施工现场已铺设好的钢筋网架进行数据扫描获得对应的钢筋扫描数据;
依据所获得的钢筋扫描数据建立BIM仿真模型;
于所述BIM仿真模型中设定多个初始位置,并从各初始位置开始于所述BIM仿真模型中规划出对应的行走路径,且所规划得到行走路径遍历所述BIM仿真模型中的所有钢筋交叉点;
提供多个钢筋绑扎机器人,并将所述钢筋绑扎机器人依据所述初始位置放置于所述钢筋网架上对应的位置处;以及
依据对应的行走路径控制位于对应位置处的钢筋绑扎机器人进行移动,且所述钢筋绑扎机器人对其经过的钢筋交叉点进行钢筋绑扎,从而完成所述钢筋网架的绑扎施工。
2.如权利要求1所述的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法,其特征在于,于所述BIM仿真模型中规划出对应行走路径的步骤,包括:
于所述BIM仿真模型中为每一初始位置划定对应的工作范围;
于所述工作范围内规划出可遍历所述工作范围内的所有钢筋交叉点的多条设计路径;
从所述的多条设计路径中选出长度最短的一条设计路径作为行走路径。
3.如权利要求2所述的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法,其特征在于,还包括:
设定单点作业范围,依据所设定的单点作业范围于对应的设计路径上标定出停机位置点,利用标定的停机位置点控制钢筋绑扎机器人在移动时的停止位置。
4.如权利要求1所述的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法,其特征在于,还包括:
建立机器人仿真模型;
将所建立的机器人仿真模型放置于所述BIM仿真模型上,并将各机器人仿真模型置于对应的初始位置处;
依据所述行走路径控制各机器人仿真模型进行移动,且在移动至对应的钢筋交叉点处时,控制所述机器人仿真模型于所述钢筋交叉点处停留设定时间,并对经过的钢筋交叉点进行标识以检验所述机器人仿真模型是否遍历了所有的钢筋交叉点。
5.如权利要求1所述的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工方法,其特征在于,提供钢筋绑扎机器人的步骤包括:
提供行走小车和可旋转调节的安装座,将所述安装座安装于所述行走小车上,所述行走小车可于所述钢筋网架上行走;
提供夹取机械手、绑扎机械手以及送丝机械手,将所述夹取机械手、绑扎机械手以及送丝机械手通过安装轴可转动地安装于所述安装座上,所述夹取机械手用于夹住钢筋交叉点,所述送丝机械手用于为所述绑扎机械手提供钢丝,所述绑扎机械手利用所述送丝机械手提供的钢丝绑扎所述夹取机械手夹住的钢筋交叉点。
6.一种钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统,其特征在于,包括:
采集单元,用于对施工现场已铺设好的钢筋网架进行数据扫描并获得对应的钢筋扫描数据;
与所述采集模块连接建模单元,所述建模单元用于依据所述钢筋扫描数据建立BIM仿真模型;
与所述建模单元连接的路径规划单元,所述路径规划单元用于根据输入的多个初始位置作为起始点,于所述BIM仿真模型中规划得出对应的行走路径,且所规划得到行走路径遍历所述BIM仿真模型中的所有钢筋交叉点;以及
与所述路径规划单元连接的控制单元,所述控制单元还与设于所述钢筋网架上的钢筋绑扎机器人控制连接,所述控制单元用于依据所述行走路径控制对应的钢筋绑扎机器人进行移动,并且还控制所述钢筋绑扎机器人对其经过的钢筋交叉点进行钢筋绑扎,从而完成所述钢筋网架的绑扎施工。
7.如权利要求6所述的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统,其特征在于,所述路径规划单元包括设计模块和判断模块;
所述设计模块用于在划定的工作范围内规划出可遍历所述工作范围内的所有钢筋交叉点的多条设计路径;
所述判断模块与所述设计模块连接,用于从所述的多条设计路径中选出长度最短的一条设计路径作为行走路径。
8.如权利要求7所述的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统,其特征在于,所述路径规划单元还包括标定模块;
所述标定模块与所述判断模块连接,用于依据设定的单点作业范围于所述行走路径上标定出停机位置点。
9.如权利要求6所述的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统,其特征在于,还包括模拟仿真单元,用于建立机器人仿真模型,并将各机器人仿真模型置于对应的初始位置处,利用所述行走路径控制各机器人仿真模型进行移动并模拟钢筋绑扎施工,并对模拟绑扎好的钢筋交叉点进行标识。
10.如权利要求6所述的钢筋绑扎机器人智能绑扎施工系统,其特征在于,所述钢筋绑扎机器人包括行走小车、可旋转调节的安装座、夹取机械手、绑扎机械手和送丝机械手,所述安装座安装于所述行走小车上,所述行走小车可于所述钢筋网架上行走;
所述夹取机械手、绑扎机械手以及送丝机械手通过安装轴可转动地安装于所述安装座上,所述夹取机械手用于夹住钢筋交叉点,所述送丝机械手用于为所述绑扎机械手提供钢丝,所述绑扎机械手利用所述送丝机械手提供的钢丝绑扎所述夹取机械手夹住的钢筋交叉点。
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