CN116175171A - 塔柱拉钩筋自动安装机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，包括内腔平台和外腔平台，内腔平台和外腔平台设置在钢筋部品的两侧，外腔平台上设有自动送料机械手，自动送料机械手一侧设置有拉钩筋料架，内腔平台上设置有焊接机械手，焊接机械手上设置有折弯焊接装置，自动送料机械手将钩筋平直端穿过钢筋部品，焊接机械手将钩筋平直端折弯并通过焊接装置焊接在钢筋部品上。部品胎架的外腔支架上，在底部设置拉钩筋自动抓料机构，本发明主要是在钢筋部品胎架内，利用机械装置完成拉钩筋的自动上料、寻点、送料、安装、弯折、焊接等工作。替代人工作业，实现拉钩筋的自动安装。

Description

塔柱拉钩筋自动安装机器人系统

技术领域

本发明涉及桥梁建设领域，尤其是涉及一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统。

背景技术

钢筋部品化施工是未来桥塔建设工艺发展的方向之一，提前将钢筋制作为钢筋部品，然后整体吊装至对接位置后，整体安装。利用钢筋部品化施工工艺可有效节省桥塔钢筋绑扎施工时间、提高钢筋绑扎质量，钢筋部品可在工厂或者专用胎架内利用机械化或半机械化作业，能有效降低劳动强度、改善作业环境、减少高空作业风险。

桥梁钢筋部品制作过程中，存在大量的拉钩筋，需要人工安装。作业过程繁琐，不利于桥梁钢筋工业化建造发展，亟需一种机械化拉钩筋安装，以代替人工作业。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，解决钢筋部品在胎架内组拼时，拉钩筋安装纯人工操作的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，包括内腔平台和外腔平台，内腔平台和外腔平台设置在钢筋部品的两侧，外腔平台上设有自动送料机械手，自动送料机械手一侧设置有拉钩筋料架，内腔平台上设置有焊接机械手，焊接机械手上设置有折弯焊接装置；

自动送料机械手将钩筋平直端穿过钢筋部品，焊接机械手将钩筋平直端折弯并通过焊接装置焊接在钢筋部品上。

优选方案中，外腔平台上设置有送料滑动平台，送料滑动平台一侧与外腔平台滑动连接，且通过齿轮齿条驱动送料滑动平台在外腔平台上下滑动，另一侧通过多个滑动滚轮抵靠在外腔平台的支撑立柱上，自动送料机械手和拉钩筋料架设置在送料滑动平台上。

优选方案中，自动送料机械手和拉钩筋料架设置在第一安装底座上，第一安装底座与送料滑动平台滑动连接，第一安装底座上的驱动电机通过齿轮与第二齿条啮合驱动第一安装底座在送料滑动平台上滑动。

优选方案中，拉钩筋料架结构为：矩形框架组成U形的拉钩筋放料槽，拉钩筋放料槽下端开口位置与固定台面卡接，固定台面下方设有自动取料架，自动取料架与固定台面滑动连接，自动取料架上设有多个取料杆，取料杆端部设有放置钩筋的槽体，固定台面内部的第一气缸伸缩杆与自动取料架连接；

拉钩筋放料槽上设有多个第二楔形座，固定台面上设有多个匹配第二楔形座的第一楔形座，拉钩筋放料槽通过第一楔形座和第二楔形座使拉钩筋放料槽下端悬在固定台面上；

第一楔形座和第二楔形座通过多个锁紧扣连接；

拉钩筋放料槽下端开口位置设有多个限位拉销，限位拉销一端折弯位置卡在钩筋放料槽一侧，另一端的平直段横在拉钩筋放料槽下端开口位置；

自动取料架缩回后，拉钩筋放料槽内部的钩筋落在取料杆端部的槽体上，然后利用第一气缸推出，完成取料。

优选方案中，固定台面上设有多个避让槽，自动取料架上设有多个下料限位块，下料限位块与自动取料架滑动连接，下料限位块设置在避让槽内部，且下料限位块上端设置在拉钩筋放料槽下方位置；

下料限位块通过自动取料架缩回使钩筋掉落在取料杆上，顶推时下料限位块卡在拉钩筋放料槽下方位置限制钩筋掉落。

优选方案中，自动送料机械手为多自由度机械手，自动送料机械手的升降臂端部设有送料电动推杆，送料电动推杆滑动板上设置有钩筋夹紧臂，钩筋夹紧臂端部与旋转电机连接，旋转电机与送料电动推杆滑动板连接；

钩筋夹紧臂上设有多个第二气缸，第二气缸端部设有夹紧爪，夹紧爪用于夹紧钩筋平直段；

钩筋夹紧臂端部的第二气缸上设有钩筋夹紧托爪，钩筋夹紧托爪为直角结构，两个钩筋夹紧托爪折弯位置形成夹紧槽，钩筋夹紧托爪用于夹紧钩筋的折弯段；

夹紧爪和钩筋夹紧托爪上端直角位置与第二气缸转动连接，且夹紧爪和钩筋夹紧托爪上端直角端部与第二气缸伸缩杆铰接。

优选方案中，内腔平台与焊接滑动平台滑动连接，焊接滑动平台上的驱动电机通过齿轮与第三齿条啮合驱动焊接滑动平台在内腔平台上滑动；

焊接机械手设在第二安装底座上，第二安装底座上的驱动电机通过齿轮齿条使第二安装底座在焊接滑动平台上横向滑动；

焊接机械手为多自由度机械手焊接折弯装置设置在焊接机械手上，焊接折弯装置包括折弯装置和焊枪控制装置，焊枪控制装置设置在折弯装置上，焊枪设置在焊枪控制装置上，且焊枪控制装置控制焊枪多位置移动焊接。

优选方案中，折弯装置包括固定框架，固定框架与焊接机械手连接，固定框架一侧设置有钩筋夹紧座，钩筋夹紧座用于夹紧钩筋平直段；

固定框架一侧设置有折弯电动推杆，折弯电动推杆上设有固定支臂，折弯电动推杆伸缩杆端部与折弯拐臂端部铰接，固定支臂端部通过折弯铰接臂与折弯拐臂中部铰接，折弯拐臂端部设有V形的折弯定位槽；

钩筋夹紧座夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆推动折弯拐臂折弯钩筋平直端；

钩筋夹紧座设置在固定框架一侧，固定框架在钩筋夹紧座位置的一侧设置有定位卡槽，钢筋部品的钢筋卡在定位卡槽上定位；

钩筋夹紧座包括两个对夹的上夹紧块和下夹紧块，两个夹紧块分别通过两个第五气缸驱动对夹；

第五气缸的压紧顶推杆端部与顶推滑块连接，顶推滑块与固定板滑动连接，固定板与固定框架固定连接，顶推滑块下端通过推动铰接杆与上夹紧块铰接，上夹紧块通过多个导向柱与固定板滑动连接；

上夹紧块和下夹紧块上设有钩筋夹紧凹槽，钩筋夹紧凹槽用于夹紧钩筋；

上夹紧块上设有多个定位凸块，下夹紧块上设有多个配合折弯定位槽的定位凹槽；

焊枪控制装置的结构为：焊枪安装架设置在折弯装置一侧，焊枪设置在滑块上，滑块与滑槽滑动连接，滑槽与焊枪安装架的滑动杆横向滑动连接，焊枪安装架上的第三气缸伸缩杆端部与滑块连接，焊枪安装架侧面的第四气缸伸缩杆端部与滑槽连接；

焊枪焊接端部伸入到折弯装置内部，第三气缸和第四气缸移动焊枪位置将钩筋焊接在钢筋部品上。

优选方案中，内腔平台和外腔平台上设有视频监测设备，视频监测设备用于控制钩筋穿插位置；

内腔平台和外腔平台上还设有人工平台，人工平台可折叠，使送料滑动平台和焊接滑动平台在内腔平台和外腔平台上下滑动；

人工平台一侧设有支撑横架，人工平台一侧与支撑横架铰接，支撑横架与收缩臂折弯长杆端部铰接，支撑横架上的第六气缸伸缩杆端部与收缩臂折弯位置铰接，收缩臂折弯短杆端部与收缩铰接杆铰接，收缩铰接杆端部与人工平台一侧铰接；

内腔平台和外腔平台的支撑立柱上设有限位挡块，人工平台展开后下端抵靠在限位挡块上；

内腔平台下端设有多根地轨，地轨通过锚杆设置在地面上，内腔平台与地轨滑动连接。

本发明提供了一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，当钢筋部品在胎架组拼时，拉钩筋是部品组拼的最后工序。设置一个钢筋部品组拼胎架，组拼胎架分为内腔和外腔。内外腔胎架上设置有人工作业平台，人工作业平台可以沿着胎架立柱上下移动，并可在几个点固定。

部品胎架的外腔支架上，在底部设置拉钩筋自动抓料机构，本发明主要是在钢筋部品胎架内，利用机械装置完成拉钩筋的自动上料、寻点、送料、安装、弯折、焊接等工作。替代人工作业，实现拉钩筋的自动安装。此平台为机构承载平台，由伺服电机控制上下移动。拉钩筋料架和拉钩筋送料机构安装在此平台上。拉钩筋料架为固定位置，送料机构可沿着平台滑动。便于拉钩筋取料。目前取料机构设置为三坐标机构，采用机械手，代替三坐标移动。取料采用多个夹爪，同时，取料机构上设置有焊枪、机器视觉等结构。

部品胎架的内腔平台上，在底部设置拉钩筋弯折机构，弯折机构上设置有拉钩筋卡槽，可以将拉钩筋上靠近弯折点且在钢筋部品内部，将箍筋夹住，不影响拉钩筋弯折。弯折机构上设置有弯折机构，可以在现场将拉钩筋进行弯折。同时，弯折机构上集成有机器视觉识别、焊枪等机构。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明总体安装前视结构图；

图2是本发明总体安装后视结构图；

图3是本发明总体安装俯视结构图；

图4是本发明内腔平台和外腔平台安装结构图；

图5是本发明外腔平台总体结构图；

图6是本发明拉钩筋料架和自动送料机械手总体安装结构图；

图7是本发明拉钩筋料架前视结构图；

图8是本发明拉钩筋料架后视结构图；

图9是本发明拉钩筋料架拆解结构图；

图10是本发明拉钩筋料架自动取料架安装剖视结构图；

图11是本发明限位拉销安装剖视结构图；

图12是本发明下料限位块安装剖视结构图；

图13是本发明自动送料机械手结构图；

图14是本发明送料电动推杆和钩筋夹紧臂安装结构图；

图15是本发明钩筋夹紧臂拆解结构图；

图16是本发明夹紧气缸内部结构图；

图17是本发明内腔平台左侧视总体结构图；

图18是本发明内腔平台右侧视总体结构图；

图19是本发明焊接机械手总体结构图；

图20是本发明焊枪控制装置和折弯装置安装结构图；

图21是本发明焊枪控制装置左侧视安装结构图；

图22是本发明焊枪控制装置右侧视安装结构图；

图23是本发明钩筋夹紧座安装结构图；

图24是本发明钩筋夹紧座剖视结构图；

图25是本发明折弯装置总体结构图；

图26是本发明折弯装置俯视折弯示意结构图；

图27是本发明折弯装置侧视结构图；

图28是本发明折弯装置单独折弯原理结构图；

图29是本发明人工平台折叠展开结构图；

图30是本发明人工平台折叠展开主视结构图。

图中：内腔平台1；钢筋部品2；外腔平台3；人工平台4；地轨5；锚杆501；第一齿条6；拉钩筋料架7；固定台面701；锁紧扣702；限位拉销703；第一楔形座704；第二楔形座705；避让槽706；拉钩筋放料槽707；自动送料机械手8；升降臂801；送料滑动平台9；滑动滚轮901；第二齿条10；自动取料架11；第一气缸1101；取料杆1102；下料限位块1103；送料电动推杆12；第一安装底座13；钩筋夹紧臂14；第二气缸1401；夹紧爪1402；钩筋夹紧托爪1403；旋转电机15；第三齿条16；焊接滑动平台17；焊接机械手18；第二安装底座19；折弯电动推杆20；焊枪21；焊枪控制装置22；焊枪安装座2201；第三气缸2202；滑块2203；焊枪安装架2204；滑槽2205；滑动杆2206；第四气缸2207；折弯装置23；定位卡槽2301；导向滑动柱2302；滑动套2303；折弯拐臂2304；折弯定位槽2305；折弯铰接臂2306；固定支臂2307；钩筋夹紧座24；上夹紧块2401；固定板2402；第五气缸2403；定位凸块2405；钩筋夹紧凹槽2406；定位凹槽2407；下夹紧块2408；压紧顶推杆2409；顶推滑块2410；推动铰接杆2411；导向柱2412；支撑横架25；第六气缸26；收缩臂27；收缩铰接杆28；限位挡块29。

具体实施方式

实施例1

如图1~30所示，一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，包括内腔平台1和外腔平台3，内腔平台1和外腔平台3设置在钢筋部品2的两侧，外腔平台3上设有自动送料机械手8，自动送料机械手8一侧设置有拉钩筋料架7，内腔平台1上设置有焊接机械手18，焊接机械手18上设置有折弯焊接装置；自动送料机械手8将钩筋平直端穿过钢筋部品2，焊接机械手18将钩筋平直端折弯并通过焊接装置焊接在钢筋部品2上。如图1-2所示结构，内腔平台1和外腔平台3设置在钢筋部品2的两侧，外腔平台3上的自动送料机械手8从拉钩筋料架7上取料然后穿过钢筋部品2，内腔平台1上的焊接机械手18将钩筋平直段进行折弯并焊接在钢筋部品2上，整体结构简单。

优选方案中，外腔平台3上设置有送料滑动平台9，送料滑动平台9一侧与外腔平台3滑动连接，且通过齿轮齿条驱动送料滑动平台9在外腔平台3上下滑动，另一侧通过多个滑动滚轮901抵靠在外腔平台3的支撑立柱上，自动送料机械手8和拉钩筋料架7设置在送料滑动平台9上。整个自动送料机械手8和拉钩筋料架7设置安装在送料滑动平台9上，能够在外腔平台3上下滑动，采用电机驱动齿轮和齿条啮合带动整个送料滑动平台9上下滑动。

优选方案中，自动送料机械手8和拉钩筋料架7设置在第一安装底座13上，第一安装底座13与送料滑动平台9滑动连接，第一安装底座13上的驱动电机通过齿轮与第二齿条10啮合驱动第一安装底座13在送料滑动平台9上滑动。自动送料机械手8和拉钩筋料架7设置在第一安装底座13上，第一安装底座13能够在送料滑动平台9上横向滑动，实现了自动送料机械手8和拉钩筋料架7在外腔平台3上的两个自由度的移动，方便到达钢筋部品2任何一个位置。

优选方案中，拉钩筋料架7结构为：矩形框架组成U形的拉钩筋放料槽707，拉钩筋放料槽707下端开口位置与固定台面701卡接，固定台面701下方设有自动取料架11，自动取料架11与固定台面701滑动连接，自动取料架11上设有多个取料杆1102，取料杆1102端部设有放置钩筋的槽体，固定台面701内部的第一气缸1101伸缩杆与自动取料架11连接；如图7-12所示结构，第一气缸1101带动自动取料架11达到拉钩筋料架7的拉钩筋放料槽707下方，拉钩筋放料槽707内部的钩筋就会掉落在自动取料架11上，完成取料。

拉钩筋放料槽707上设有多个第二楔形座705，固定台面701上设有多个匹配第二楔形座705的第一楔形座704，拉钩筋放料槽707通过第一楔形座704和第二楔形座705使拉钩筋放料槽707下端悬在固定台面701上；拉钩筋放料槽707在外部将钩筋放置完毕后，然后将整个拉钩筋放料槽707安装在固定台面701上，且与固定台面701上之间留有距离，方便下料。

第一楔形座704和第二楔形座705通过多个锁紧扣702连接；锁紧扣702方便拉钩筋放料槽707与固定台面701实现快速拆装。

拉钩筋放料槽707下端开口位置设有多个限位拉销703，限位拉销703一端折弯位置卡在钩筋放料槽707一侧，另一端的平直段横在拉钩筋放料槽707下端开口位置；拉钩筋放料槽707装料完毕后，限位拉销703卡在拉钩筋放料槽707下端开口位置，在安装拉钩筋放料槽707时防止钩筋掉落，安装完成后在取料过程中，拔掉限位拉销703。

自动取料架11缩回后，拉钩筋放料槽707内部的钩筋落在取料杆1102端部的槽体上，然后利用第一气缸1101推出，完成取料。

优选方案中，固定台面701上设有多个避让槽706，自动取料架11上设有多个下料限位块1103，下料限位块1103与自动取料架11滑动连接，下料限位块1103设置在避让槽706内部，且下料限位块1103上端设置在拉钩筋放料槽707下方位置。下料限位块1103通过自动取料架11缩回使钩筋掉落在取料杆1102上，顶推时下料限位块1103卡在拉钩筋放料槽707下方位置限制钩筋掉落。

如图9-12所示结构，下料限位块1103与自动取料架11滑动连接，自动取料架11在滑动过程中，下料限位块1103保持在避让槽706内部。

整个自动取料架11向后移动的过程中，下料限位块1103抵靠在避让槽706根部，钩筋掉落到取料杆1102端部的槽体上，自动取料架11顶出的时候，下料限位块1103上端抵靠在拉钩筋放料槽707上，钩筋就会抵靠在下料限位块1103顶部，完成限位，防止钩筋掉落，实现了单根取料的步骤。

优选方案中，自动送料机械手8为多自由度机械手，自动送料机械手8的升降臂801端部设有送料电动推杆12，送料电动推杆12滑动板上设置有钩筋夹紧臂14，钩筋夹紧臂14端部与旋转电机15连接，旋转电机15与送料电动推杆12滑动板连接；送料电动推杆12将整个钩筋夹紧臂14推入到钢筋部品2内部，实现安装钩筋的步骤。旋转电机15能够及时调整整个钩筋夹紧臂14角度，方便调节了钩筋的角度。

钩筋夹紧臂14上设有多个第二气缸1401，第二气缸1401端部设有夹紧爪1402，夹紧爪1402用于夹紧钩筋平直段；第二气缸1401用于驱动夹紧爪1402夹紧钩筋平直段。

钩筋夹紧臂14端部的第二气缸1401上设有钩筋夹紧托爪1403，钩筋夹紧托爪1403为直角结构，两个钩筋夹紧托爪1403折弯位置形成夹紧槽，钩筋夹紧托爪1403用于夹紧钩筋的折弯段；如图15所示结构，两个钩筋夹紧托爪1403折弯位置形成夹紧槽方便夹紧整个钩筋的折弯段。

夹紧爪1402和钩筋夹紧托爪1403上端直角位置与第二气缸1401转动连接，且夹紧爪1402和钩筋夹紧托爪1403上端直角端部与第二气缸1401伸缩杆铰接。第二气缸1401夹紧方式如图16所示结构，能够及时夹紧整个钩筋。

实施例2

结合实施例1进一步说明，如图1-30所示结构，内腔平台1与焊接滑动平台17滑动连接，焊接滑动平台17上的驱动电机通过齿轮与第三齿条16啮合驱动焊接滑动平台17在内腔平台1上滑动；焊接滑动平台17用于安装焊接机械手18，焊接滑动平台17在内腔平台1上下移动，驱动电机通过齿轮与第三齿条16啮合驱动焊接滑动平台17在内腔平台1上滑动。

焊接机械手18设在第二安装底座19上，第二安装底座19上的驱动电机通过齿轮齿条使第二安装底座19在焊接滑动平台17上横向滑动；第二安装底座19在焊接滑动平台17上横向滑动，使整个焊接机械手18能够在内腔平台1上多自由度移动。

焊接机械手18为多自由度机械手焊接折弯装置设置在焊接机械手18上，焊接折弯装置包括折弯装置23和焊枪控制装置22，焊枪控制装置22设置在折弯装置23上，焊枪21设置在焊枪控制装置22上，且焊枪控制装置22控制焊枪21多位置移动焊接。

优选方案中，折弯装置23包括固定框架，固定框架与焊接机械手18连接，固定框架一侧设置有钩筋夹紧座24，钩筋夹紧座24用于夹紧钩筋平直段，固定框架一侧设置有折弯电动推杆20，折弯电动推杆20上设有固定支臂2307，折弯电动推杆20伸缩杆端部与折弯拐臂2304端部铰接，固定支臂2307端部通过折弯铰接臂2306与折弯拐臂2304中部铰接，折弯拐臂2304端部设有V形的折弯定位槽2305；如图25-28所示结构，折弯电动推杆20推动折弯拐臂2304，折弯拐臂2304由折弯铰接臂2306限位，使折弯拐臂2304形成折弯环形结构，将钩筋端部折弯挂在钢筋部品2上。钩筋夹紧座24夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆20推动折弯拐臂2304折弯钩筋平直端。

钩筋夹紧座24设置在固定框架一侧，固定框架在钩筋夹紧座24位置的一侧设置有定位卡槽2301，钢筋部品2的钢筋卡在定位卡槽2301上定位；如图20所示结构，钢筋部品2的钢筋卡在定位卡槽2301上，钩筋夹紧在钩筋夹紧座24上，然后折弯结构折弯整个钩筋平直端。

钩筋夹紧座24包括两个对夹的上夹紧块2401和下夹紧块2408，两个夹紧块分别通过两个第五气缸2403驱动对夹；第五气缸2403的压紧顶推杆2409端部与顶推滑块2410连接，顶推滑块2410与固定板2402滑动连接，固定板2402与固定框架固定连接，顶推滑块2410下端通过推动铰接杆2411与上夹紧块2401铰接，上夹紧块2401通过多个导向柱2412与固定板2402滑动连接；两个对夹的上夹紧块2401和下夹紧块2408，通过第五气缸2403驱动实现夹紧。

上夹紧块2401和下夹紧块2408上设有钩筋夹紧凹槽2406，钩筋夹紧凹槽2406用于夹紧钩筋；夹紧凹槽2406方便夹紧整个钩筋。

上夹紧块2401上设有多个定位凸块2405，下夹紧块2408上设有多个配合折弯定位槽2305的定位凹槽2407；定位凸块2405卡在定位凹槽2407内部，使上夹紧块2401和下夹紧块2408对接更加稳定。

焊枪控制装置22的结构为：焊枪安装架2204设置在折弯装置23一侧，焊枪21设置在滑块2203上，滑块2203与滑槽2205滑动连接，滑槽2205与焊枪安装架2204的滑动杆2206横向滑动连接，焊枪安装架2204上的第三气缸2202伸缩杆端部与滑块2203连接，焊枪安装架2204侧面的第四气缸2207伸缩杆端部与滑槽2205连接；焊枪21安装在焊枪控制装置22上，第三气缸2202和第四气缸2207调节焊枪21是否靠近焊接位置，横向滑动实现焊接长度。焊枪21焊接端部伸入到折弯装置23内部，第三气缸2202和第四气缸2207移动焊枪21位置将钩筋焊接在钢筋部品2上。

优选方案中，内腔平台1和外腔平台3上设有视频监测设备，视频监测设备用于控制钩筋穿插位置；视频监测设备用检测钩筋的位置，也方便钩筋自动穿插。

内腔平台1和外腔平台3上还设有人工平台4，人工平台4可折叠，使送料滑动平台9和焊接滑动平台17在内腔平台1和外腔平台3上下滑动；人工平台4一侧设有支撑横架25，人工平台4一侧与支撑横架25铰接，支撑横架25与收缩臂27折弯长杆端部铰接，支撑横架25上的第六气缸26伸缩杆端部与收缩臂27折弯位置铰接，收缩臂27折弯短杆端部与收缩铰接杆28铰接，收缩铰接杆28端部与人工平台4一侧铰接；内腔平台1和外腔平台3的支撑立柱上设有限位挡块29，人工平台4展开后下端抵靠在限位挡块29上；人工平台4收缩后，方便送料滑动平台9和焊接滑动平台17在内腔平台1和外腔平台3上下滑动。

内腔平台1下端设有多根地轨5，地轨5通过锚杆501设置在地面上，内腔平台1与地轨5滑动连接。内腔平台1能够移动位置，方便调节内腔平台1与钢筋部品2之间的距离。

实施例3

结合实施例1-2进一步说明，如图1-30所示结构，具体施工步骤如下：

工作前准备：将人工平台4全部收缩折叠在一侧，内外腔拉钩筋安装设备移动至平台底部。

拉钩筋装料：将装载拉钩筋的拉钩筋料架7搬运至外腔平台3固定拉钩筋料架处固定。

网格识别：外腔平台3的送料滑动平台9上升至待安装区域底部高度，自动送料机械手8的机器视觉设备开始扫描钢筋部品2上待安装拉钩筋的区域，识别主筋与箍筋构成的钢筋网格，机器视觉依次扫描一定区域，每次扫描完毕后，控制系统可以自动计算出扫描区域内拉钩筋的穿插定位点位置。

拉钩筋送料：拉钩筋送料机构上的自动送料机械手8移动至料架上，拉钩筋料架7开始出料取料。自动送料机械手8抓取拉钩筋时，将拉钩筋抓起，随着自动送料机械手8的钩筋夹紧臂14移动至待穿拉钩筋的钢筋网格中。

移动至待穿插定位点，将拉钩筋直端从外腔钢筋部品网格中穿入钢筋部品的网格中。拉钩筋在送料时，由于拉钩筋比较长，多个夹爪需要配合，钩筋夹紧臂14在送料电动推杆12的顶推下穿入到钢筋部品网格中。

拉钩筋定位：拉钩筋穿入部品前，弯折机构上的机器视觉扫描内腔钢筋部品网格，根据程序计算，定位至待安装拉钩筋位置。等待拉钩筋穿入。送料机构夹持端靠近部品时，弯折机构上的开口接料机构伸入网格，准备接料。此时直端已经接近折弯装置23上的开口处，拉钩筋顺开口被钩筋夹紧座24夹住。此时拉钩筋尾部带弯钩部分，弯头处已经插入网格，将拉钩筋弯钩处贴靠在部品箍筋上。

拉钩筋接料：拉钩筋插入弯折机构开口处后，顺着箍筋导槽，尾部进入折弯装置23卡槽内，折弯装置23对拉钩筋进行折弯。

自动弯折：拉钩筋尾部待弯折部分，折弯装置23卡槽后，折弯装置23动作，将拉钩筋端部弯折90°，贴在主筋上。然后立即将拉钩筋与弯折部分与箍筋点焊起来。

移位：当拉钩筋端部点焊后，送料机构，即移动至下一网格，进行下一网格的拉钩筋送料，送料时当拉钩筋进入弯折机构的卡槽内，被弯折机构夹紧后，送料机构开始点焊。点焊完毕后，即移动至下一网格。送料机构和弯折机构动作不同步。

拉钩筋上料：当拉钩筋料架上的拉钩筋安装完毕后，此时，弯折机构移动至下一拉钩筋待安装区域。送料机构随平台下降至底部，开始下一组拉钩筋上料。

重复上述步骤，直至区域内所有拉钩筋全部安装完毕。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，其特征是：包括内腔平台（1）和外腔平台（3），内腔平台（1）和外腔平台（3）设置在钢筋部品（2）的两侧，外腔平台（3）上设有自动送料机械手（8），自动送料机械手（8）一侧设置有拉钩筋料架（7），内腔平台（1）上设置有焊接机械手（18），焊接机械手（18）上设置有折弯焊接装置；

自动送料机械手（8）将钩筋平直端穿过钢筋部品（2），焊接机械手（18）将钩筋平直端折弯并通过焊接装置焊接在钢筋部品（2）上。

2.根据权利要求1所述一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，其特征是：外腔平台（3）上设置有送料滑动平台（9），送料滑动平台（9）一侧与外腔平台（3）滑动连接，且通过齿轮齿条驱动送料滑动平台（9）在外腔平台（3）上下滑动，另一侧通过多个滑动滚轮（901）抵靠在外腔平台（3）的支撑立柱上，自动送料机械手（8）和拉钩筋料架（7）设置在送料滑动平台（9）上。

3.根据权利要求2所述一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，其特征是：自动送料机械手（8）和拉钩筋料架（7）设置在第一安装底座（13）上，第一安装底座（13）与送料滑动平台（9）滑动连接，第一安装底座（13）上的驱动电机通过齿轮与第二齿条（10）啮合驱动第一安装底座（13）在送料滑动平台（9）上滑动。

4.根据权利要求2所述一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，其特征是：拉钩筋料架（7）结构为：矩形框架组成U形的拉钩筋放料槽（707），拉钩筋放料槽（707）下端开口位置与固定台面（701）卡接，固定台面（701）下方设有自动取料架（11），自动取料架（11）与固定台面（701）滑动连接，自动取料架（11）上设有多个取料杆（1102），取料杆（1102）端部设有放置钩筋的槽体，固定台面（701）内部的第一气缸（1101）伸缩杆与自动取料架（11）连接；

拉钩筋放料槽（707）上设有多个第二楔形座（705），固定台面（701）上设有多个匹配第二楔形座（705）的第一楔形座（704），拉钩筋放料槽（707）通过第一楔形座（704）和第二楔形座（705）使拉钩筋放料槽（707）下端悬在固定台面（701）上；

第一楔形座（704）和第二楔形座（705）通过多个锁紧扣（702）连接；

拉钩筋放料槽（707）下端开口位置设有多个限位拉销（703），限位拉销（703）一端折弯位置卡在钩筋放料槽（707）一侧，另一端的平直段横在拉钩筋放料槽（707）下端开口位置；

自动取料架（11）缩回后，拉钩筋放料槽（707）内部的钩筋落在取料杆（1102）端部的槽体上，然后利用第一气缸（1101）推出，完成取料。

5.根据权利要求4所述一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，其特征是：固定台面（701）上设有多个避让槽（706），自动取料架（11）上设有多个下料限位块（1103），下料限位块（1103）与自动取料架（11）滑动连接，下料限位块（1103）设置在避让槽（706）内部，且下料限位块（1103）上端设置在拉钩筋放料槽（707）下方位置；

下料限位块（1103）通过自动取料架（11）缩回使钩筋掉落在取料杆（1102）上，顶推时下料限位块（1103）卡在拉钩筋放料槽（707）下方位置限制钩筋掉落。

6.根据权利要求1所述一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，其特征是：自动送料机械手（8）为多自由度机械手，自动送料机械手（8）的升降臂（801）端部设有送料电动推杆（12），送料电动推杆（12）滑动板上设置有钩筋夹紧臂（14），钩筋夹紧臂（14）端部与旋转电机（15）连接，旋转电机（15）与送料电动推杆（12）滑动板连接；

钩筋夹紧臂（14）上设有多个第二气缸（1401），第二气缸（1401）端部设有夹紧爪（1402），夹紧爪（1402）用于夹紧钩筋平直段；

钩筋夹紧臂（14）端部的第二气缸（1401）上设有钩筋夹紧托爪（1403），钩筋夹紧托爪（1403）为直角结构，两个钩筋夹紧托爪（1403）折弯位置形成夹紧槽，钩筋夹紧托爪（1403）用于夹紧钩筋的折弯段；

夹紧爪（1402）和钩筋夹紧托爪（1403）上端直角位置与第二气缸（1401）转动连接，且夹紧爪（1402）和钩筋夹紧托爪（1403）上端直角端部与第二气缸（1401）伸缩杆铰接。

7.根据权利要求1所述一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，其特征是：内腔平台（1）与焊接滑动平台（17）滑动连接，焊接滑动平台（17）上的驱动电机通过齿轮与第三齿条（16）啮合驱动焊接滑动平台（17）在内腔平台（1）上滑动；

焊接机械手（18）设在第二安装底座（19）上，第二安装底座（19）上的驱动电机通过齿轮齿条使第二安装底座（19）在焊接滑动平台（17）上横向滑动；

焊接机械手（18）为多自由度机械手焊接折弯装置设置在焊接机械手（18）上，焊接折弯装置包括折弯装置（23）和焊枪控制装置（22），焊枪控制装置（22）设置在折弯装置（23）上，焊枪（21）设置在焊枪控制装置（22）上，且焊枪控制装置（22）控制焊枪（21）多位置移动焊接。

8.根据权利要求7所述一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，其特征是：折弯装置（23）包括固定框架，固定框架与焊接机械手（18）连接，固定框架一侧设置有钩筋夹紧座（24），钩筋夹紧座（24）用于夹紧钩筋平直段；

固定框架一侧设置有折弯电动推杆（20），折弯电动推杆（20）上设有固定支臂（2307），折弯电动推杆（20）伸缩杆端部与折弯拐臂（2304）端部铰接，固定支臂（2307）端部通过折弯铰接臂（2306）与折弯拐臂（2304）中部铰接，折弯拐臂（2304）端部设有V形的折弯定位槽（2305）；

钩筋夹紧座（24）夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆（20）推动折弯拐臂（2304）折弯钩筋平直端；

钩筋夹紧座（24）设置在固定框架一侧，固定框架在钩筋夹紧座（24）位置的一侧设置有定位卡槽（2301），钢筋部品（2）的钢筋卡在定位卡槽（2301）上定位；

钩筋夹紧座（24）包括两个对夹的上夹紧块（2401）和下夹紧块（2408），两个夹紧块分别通过两个第五气缸（2403）驱动对夹；

第五气缸（2403）的压紧顶推杆（2409）端部与顶推滑块（2410）连接，顶推滑块（2410）与固定板（2402）滑动连接，固定板（2402）与固定框架固定连接，顶推滑块（2410）下端通过推动铰接杆（2411）与上夹紧块（2401）铰接，上夹紧块（2401）通过多个导向柱（2412）与固定板（2402）滑动连接；

上夹紧块（2401）和下夹紧块（2408）上设有钩筋夹紧凹槽（2406），钩筋夹紧凹槽（2406）用于夹紧钩筋；

上夹紧块（2401）上设有多个定位凸块（2405），下夹紧块（2408）上设有多个配合折弯定位槽（2305）的定位凹槽（2407）。

9.根据权利要求7所述一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，其特征是：焊枪控制装置（22）的结构为：焊枪安装架（2204）设置在折弯装置（23）一侧，焊枪（21）设置在滑块（2203）上，滑块（2203）与滑槽（2205）滑动连接，滑槽（2205）与焊枪安装架（2204）的滑动杆（2206）横向滑动连接，焊枪安装架（2204）上的第三气缸（2202）伸缩杆端部与滑块（2203）连接，焊枪安装架（2204）侧面的第四气缸（2207）伸缩杆端部与滑槽（2205）连接；

焊枪（21）焊接端部伸入到折弯装置（23）内部，第三气缸（2202）和第四气缸（2207）移动焊枪（21）位置将钩筋焊接在钢筋部品（2）上。

10.根据权利要求1所述一种塔柱拉钩筋自动安装机器人系统，其特征是：内腔平台（1）和外腔平台（3）上设有视频监测设备，视频监测设备用于控制钩筋穿插位置；

内腔平台（1）和外腔平台（3）上还设有人工平台（4），人工平台（4）可折叠，使送料滑动平台（9）和焊接滑动平台（17）在内腔平台（1）和外腔平台（3）上下滑动；

人工平台（4）一侧设有支撑横架（25），人工平台（4）一侧与支撑横架（25）铰接，支撑横架（25）与收缩臂（27）折弯长杆端部铰接，支撑横架（25）上的第六气缸（26）伸缩杆端部与收缩臂（27）折弯位置铰接，收缩臂（27）折弯短杆端部与收缩铰接杆（28）铰接，收缩铰接杆（28）端部与人工平台（4）一侧铰接；

内腔平台（1）和外腔平台（3）的支撑立柱上设有限位挡块（29），人工平台（4）展开后下端抵靠在限位挡块（29）上；

内腔平台（1）下端设有多根地轨（5），地轨（5）通过锚杆（501）设置在地面上，内腔平台（1）与地轨（5）滑动连接。

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