CN117125430A - 钢筋传送设备、云端建造工厂、钢筋传送方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋传送设备、云端建造工厂、钢筋传送方法，属于建筑施工设备技术领域，该钢筋传送设备包括装载单元、翻转单元、伸缩单元、行走单元以及控制单元；装载单元用于装载钢筋；翻转单元能够使装载单元和伸缩单元整体从水平状态翻转至竖直状态；伸缩单元能够使装载单元平移；行走单元用于带动钢筋传送设备在云端建造工厂设置的轨道上行走；控制单元能够控制行走单元、翻转单元、伸缩单元动作。该钢筋传送设备解决了传统人工传递搬运方案存在的作业人员劳动强度大以及高空失稳坠落风险，以及人工传递搬运方案人员需求量大的问题。

Description

钢筋传送设备、云端建造工厂、钢筋传送方法

技术领域

本发明属于建筑施工设备技术领域，具体涉及钢筋传送设备、云端建造工厂、钢筋传送方法。

背景技术

目前高层建筑物建造过程中会使用到造楼机，在造楼机作业过程中，塔吊会先将整捆钢筋从地面层吊运至造楼机顶部的桁架平台形成钢筋堆，然后由人工从钢筋堆将钢筋一根根传递至造楼机底部的施工层（或称为安装层）上方，最后再由人工将钢筋从施工层上方竖直向下传递至施工层（钢筋的底端位于施工层），这种人工传递搬运方案涉及到钢筋水平转移和竖向转移两个过程，而且属于高空高强度作业，存在作业人员劳动强度大以及高空失稳坠落风险，而且，人工传递搬运的方案人员需求量大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了设置在云端建造工厂上的钢筋传送设备（在本发明中，将至少设置有钢筋传送设备的造楼机命名为云端建造工厂），该钢筋传送设备能够先将塔吊吊装至云端建造工厂顶部的钢筋运输至施工层的上方，然后再将钢筋沿竖向传递至施工层，解决了传统人工传递搬运方案存在的作业人员劳动强度大以及高空失稳坠落风险，以及人工传递搬运方案人员需求量大的问题。

该钢筋传送设备采用以下技术方案：

钢筋传送设备，包括装载单元、翻转单元、伸缩单元、行走单元以及控制单元；

所述装载单元用于装载钢筋；

所述翻转单元能够使所述装载单元和所述伸缩单元整体从水平状态翻转至竖直状态；

所述伸缩单元能够使所述装载单元平移；

所述行走单元用于带动所述钢筋传送设备在所述云端建造工厂设置的轨道上行走；

所述控制单元能够控制所述行走单元、所述翻转单元、所述伸缩单元动作；

所述伸缩单元包括第一级伸缩单元、第二级伸缩单元和第三级伸缩单元，第一级伸缩单元的顶部安装有所述装载单元，第一级伸缩单元的底部与第二级伸缩单元连接，且在第二级伸缩单元的顶部安装有用于推动第一级伸缩单元直线运动的电推杆，用于使第一级伸缩单元带动装载单元沿第二级伸缩单元的长度方向移动；在第三级伸缩单元的顶部安装有用于推动第二级伸缩单元直线运动的电推杆，用于使第二级伸缩单元沿第三级伸缩单元的长度方向移动，第三级伸缩单元的底部与翻转单元连接；

所述翻转单元通过齿轮传动或电推杆实现所述装载单元和所述伸缩单元整体从水平状态翻转至竖直状态。

进一步地，所述装载单元包括用于容置钢筋的钢筋容腔，所述钢筋容腔上设置有能够开启和关闭的盖子；

所述钢筋容腔还设置有开孔，能够使手伸入所述钢筋容腔。

进一步地，所述钢筋传送设备还包括拧紧单元；

所述拧紧单元能够卡紧所述钢筋容腔中钢筋的一端并带动钢筋绕钢筋的轴线旋转，且所述拧紧单元能够沿所述装载单元的长度方向移动；

所述控制单元能够控制所述拧紧单元动作；

所述拧紧单元包括三爪卡盘、支撑座和导轨；

所述导轨设置于伸缩单元上；

所述支撑座与所述导轨滑动配合；

所述三爪卡盘设置于所述支撑座上。

进一步地，所述控制单元包括遥控器。

而且，本发明还提供一种云端建造工厂，该云端建造工厂包括上述钢筋传送设备。

进一步地，所述云端建造工厂上设置有供所述钢筋传送设备行走的轨道；

所述云端建造工厂还包括用于将钢筋装载至所述装载单元的机械手。

此外，本发明还提供一种钢筋传送方法，该方法利用到上述的云端建造工厂，包括以下步骤：

步骤一：钢筋传送设备在装载单元装载有钢筋后运动至施工层的上方；

步骤二：翻转单元使所述装载单元和所述伸缩单元整体翻转90°使所述装载单元中的钢筋呈竖向状态，且所述伸缩单元使装载单元向施工层平移。

进一步地，在所述步骤二之后还包括：

步骤三：位于施工层的人员将装载单元中的一根钢筋背离所述施工层的一端放入拧紧单元中卡紧；

步骤四：拧紧单元朝施工层移动设定距离，位于施工层的人员将被所述拧紧单元卡紧的钢筋的另一端通过螺纹连接套筒与建筑物预埋的钢筋的上端对准；

步骤五：拧紧单元旋转，使装载单元中的钢筋与预埋钢筋螺纹连接，接长竖向钢筋。

有益效果：

1、装载单元用于装载钢筋；翻转单元能够使装载单元和伸缩单元整体从水平状态翻转至竖直状态；伸缩单元能够使装载单元平移；行走单元用于带动钢筋传送设备在云端建造工厂设置的轨道上行走；控制单元能够控制行走单元、翻转单元、伸缩单元动作。

如此，该钢筋传送设备安装在云端建造工厂上以后，能够先将塔吊吊装至云端建造工厂顶部的钢筋运输至施工层的上方（该过程涉及到钢筋的水平转移），然后通过翻转单元的翻转和伸缩单元的伸长将钢筋沿竖向传递至施工层，解决了传统人工传递搬运方案存在的作业人员劳动强度大以及高空失稳坠落风险，以及人工传递搬运方案人员需求量大的问题。

2、装载单元包括用于容置钢筋的钢筋容腔，钢筋容腔上设置有能够开启和关闭的盖子，如此，在向装载单元装载钢筋时可以打开盖子，装载完钢筋后再关闭盖子，进而既便于钢筋的装载，又能防止传送过程中钢筋从装载单元掉落；而且，由于钢筋容腔还设置有开孔，能够使手伸入所述钢筋容腔。如此，当该传送设备将钢筋传递至施工层后，施工层的人员能够从装载单元中抓取钢筋。

3、翻转单元通过齿轮传动或电推杆实现装载单元的翻转，结构简单。

4、伸缩单元的伸缩动作通过电推杆或齿轮齿条机构实现，结构简单。

5、拧紧单元能够卡紧钢筋容腔中钢筋的一端（顶端）并带动钢筋绕钢筋的轴线旋转，且拧紧单元能够沿装载单元的长度方向移动，控制单元能够控制拧紧单元动作，所以能够在钢筋传送的基础上通过位于施工层的人员将被拧紧单元卡紧的钢筋的另一端（底端）放入建筑物设置好的竖向钢筋顶端的螺纹连接套筒内，然后拧紧单元再旋转（旋转的同时沿施工层移动），进而完成接长竖向钢筋的作业。

6、控制单元包括遥控器，如此，作业人员能够通过遥控器灵活控制钢筋传送设备的动作，自动化以及智能化程度高。

7、云端建造工厂还包括用于将钢筋装载至装载单元的机械手，如此，钢筋的装载和传送全程可以实现自动化。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种用在云端建造工厂上的钢筋传送设备结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种用在云端建造工厂上的钢筋传送设备结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种云端建造工厂安装于在建建筑物顶端的示意图；

图4为本发明实施例三提供的一种云端建造工厂的轨道安装位置结构示意图；

图5为钢筋传送设备行走单元中的轮子与云端建造工厂上轨道的连接关系示意图；

图6为本发明实施例四提供的通过机械手向钢筋传送设备装载钢筋的原理示意图；

图7为本发明实施例四提供的翻转单元使装载单元和伸缩单元整体翻转90°使装载单元中的钢筋呈竖向状态的原理示意图；

图8为本发明实施例四提供的伸缩单元使装载单元向施工层平移后的原理示意图；

其中，1-钢筋传送设备，101-装载单元，102-第一级伸缩单元，103-第二级伸缩单元，104-第三级伸缩单元，105-行走单元，106-齿轮翻转机构，107-拧紧单元，108-电推杆翻转机构，2-云端建造工厂，201-轨道，3-机械手，4-钢筋堆，5-施工层，6-主动齿轮，7-从动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

实施例一：

参照图1，一种用在云端建造工厂2上的钢筋传送设备1，其组成包括装载单元101、翻转单元、伸缩单元、行走单元105以及控制单元，其中：

装载单元101用于装载钢筋；翻转单元能够使装载单元101和伸缩单元整体从水平状态翻转至竖直状态；伸缩单元能够使装载单元101平移；行走单元105用于带动该钢筋传送设备1在云端建造工厂2设置的轨道201上行走；控制单元能够控制行走单元105、翻转单元、伸缩单元动作。该动作包括行走单元105行走、翻转单元翻转、伸缩单元伸缩。

如此，该钢筋传送设备1安装在云端建造工厂2上以后，能够先将塔吊吊装至云端建造工厂2顶部的钢筋运输至施工层5的上方，然后再将钢筋沿竖向传递至施工层5，解决了传统人工传递搬运方案存在的作业人员劳动强度大以及高空失稳坠落风险，以及人工传递搬运方案人员需求量大的问题。

具体地，装载单元101包括用于容置钢筋的钢筋容腔，在本实施例中，钢筋容腔翻转后背离施工层5的一端敞口，钢筋容置于钢筋容腔后，钢筋从钢筋容腔的敞口端伸出，另外，钢筋容腔上设置有能够开启和关闭的盖子（在可能的实施例中，可以通过控制单元控制盖子的开启和关闭）；钢筋容腔上还设置有开孔，能够使手伸入钢筋容腔。如此，在向装载单元101装载钢筋时可以打开盖子，装载完钢筋后再关闭盖子，进而既便于钢筋的装载，又能防止传送过程中钢筋从装载单元101掉落。另外，钢筋容腔翻转后靠近施工层5的一端设置有钢筋出口，且钢筋出口设置的高度高于钢筋容腔内钢筋堆4的高度，从钢筋容腔抓取钢筋后可以将抓取的钢筋靠近施工层的一端对准钢筋出口。需要注意的是，由于钢筋出口设置的高度高于钢筋容腔内钢筋堆4的高度，装载单元101和伸缩单元整体呈竖直状态时，钢筋容腔中的钢筋由于自重不会从钢筋出口伸出。

此外，作为改进，钢筋传送设备1还包括拧紧单元107，拧紧单元107能够将从钢筋容腔敞口端伸出的钢筋一端卡紧，并带动被卡紧的钢筋绕钢筋的轴线旋转，且拧紧单元107能够沿装载单元101的长度方向移动，控制单元能够控制拧紧单元107动作（该动作包括卡紧、旋转、沿装载单元101长度方向移动），如此，如图8所示，当该钢筋传送设备1将钢筋传递至施工层5后，施工层5的人员能够从装载单元101中抓取一根钢筋，使该钢筋的顶端（靠近拧紧单元107的一端）放入拧紧单元107中卡紧，并使该钢筋的底端（背离拧紧单元107的一端）对准钢筋出口，然后拧紧单元107朝施工层5移动设定距离使该钢筋的底端从钢筋出口伸出，进而完成后续的竖向钢筋的接长作业。

翻转单元可以通过齿轮传动或电推杆或其它结构实现装载单元101的翻转，在本实施例中，翻转单元设置了齿轮翻转机构106，齿轮翻转机构106中的主动齿轮6与电机的输出轴连接，齿轮翻转机构106中的从动齿轮7与主动齿轮6啮合，且从动齿轮7与伸缩单元的底部连接，该结构简单紧凑。

伸缩单元的伸缩动作可以通过电推杆或齿轮齿条机构或其它结构实现，在本实施例中，伸缩单元的伸缩动作通过电推杆实现，具体地，在本实施例中，伸缩单元包括第一级伸缩单元102、第二级伸缩单元103和第三级伸缩单元104，其中，第一级伸缩单元102的顶部安装有装载单元101，底部与第二级伸缩单元103连接，且在第二级伸缩单元103的顶部安装有用于推动第一级伸缩单元102直线运动的电推杆，可以使第一级伸缩单元102带动装载单元101沿第二级伸缩单元103的长度方向移动；而且，在第三级伸缩单元104的顶部安装有用于推动第二级伸缩单元103直线运动的电推杆，可以使第二级伸缩单元103沿第三级伸缩单元104的长度方向移动，第三级伸缩单元104的底部与齿轮翻转机构106中的从动齿轮7连接（在本实施例中，从动齿轮7为一不完整齿轮，且从动齿轮7无齿部分与第三级伸缩单元104的底部固接，有齿部分与主动齿轮6啮合）。也就是说，如果三级伸缩单元的长度一样长，则本实施例中的伸缩单元伸长后的长度约为收缩后长度的三倍，具体伸缩单元的结构以及长度可以根据实际工况灵活选择。

具体地，在本实施例中，拧紧单元107设置在钢筋容腔的外侧，且钢筋容腔中的钢筋从钢筋容腔的敞口端伸出后朝向拧紧单元107，更具体地，拧紧单元107包括三爪卡盘、支撑座和导轨，导轨设置在第一级伸缩单元102上，支撑座与导轨滑动配合，三爪卡盘设置在支撑座上，支撑座能够带动三爪卡盘沿钢筋容腔的长度方向移动。另外，钢筋传送设备1中的控制单元包括遥控器，遥控器能够发送控制信号，也就是说，本实施例中的钢筋传送设备1能够通过无线遥控的方式进行控制，具体来说，钢筋传送设备1的行走、装载单元101的翻转、伸缩单元的伸缩以及三爪卡盘的卡紧和旋转以及三爪卡盘沿钢筋容腔的长度方向移动等动作均能通过遥控器控制。如此，作业人员能够灵活控制钢筋传送设备1的动作，自动化以及智能化程度高。而且，因为拧紧单元107能够卡紧钢筋的一端（顶端）并带动钢筋绕钢筋的轴线旋转，且拧紧单元107能够沿装载单元101的长度方向移动，所以能够在竖向钢筋接长的作业中，通过位于施工层5的人员将该钢筋（被拧紧单元107卡紧的钢筋）从钢筋出口伸出的一端（底端）与建筑物预埋的钢筋上端通过螺纹连接套筒对准，然后拧紧单元107再旋转，且拧紧单元107带动钢筋旋转的同时朝施工层5的方向移动，进而使装载单元101中的钢筋与建筑物预埋的钢筋螺纹连接，完成接长竖向钢筋的作业。

本实施例中的行走单元105包括轮子，轮子在云端建造工厂2上滚动实现钢筋传送设备1的行走，在其它可能的实施例中也可以通过滑动的方式实现钢筋传送设备1在云端建造工厂2上的行走。

实施例二：

参照图2，与实施例一不同之处在于，钢筋传送设备1的翻转单元通过电推杆实现，且行走单元105整体类似箱体结构，并在该类似箱体结构的行走单元105底部安装有轮子，具体来说，伸缩单元的底部与行走单元105的顶部铰接，而且，伸缩单元的底部还与翻转单元中电推杆的一端铰接，电推杆的另一端与行走单元105铰接，也就是说，行走单元105与伸缩单元之间还通过电推杆翻转机构108连接，该电推杆翻转机构108能够使装载单元101和伸缩单元整体相对行走单元105翻转90°，进而使装载单元101中的钢筋呈竖向状态。

实施例三：

参照图3~图5，本实施例提供一种云端建造工厂2，该云端建造工厂2上装备有实施例一或实施例二中的钢筋传送设备1；而且，该云端建造工厂2上设置有供钢筋传送设备1行走的轨道201，如图5所示，行走单元105中的轮子卡在轨道201上，这能够避免钢筋传送设备1脱轨。

此外，在该云端建造工厂2上还设置有将钢筋从钢筋堆4装载至装载单元101的机械手3，如此，钢筋的装载和传送全程可以实现自动化。

实施例四：

在实施例三的基础上，本实施例提供一种钢筋传送方法，参照图6~图8，该方法包括以下步骤：

步骤一：钢筋传送设备1在装载单元101装载有钢筋后运动至施工层5的上方；

步骤二：翻转单元使装载单元101和伸缩单元整体翻转90°，进而使装载单元101中的钢筋呈竖向状态，且伸缩单元使装载单元101向施工层5平移。

进一步地，在上述步骤二之后还可以实施以下步骤：

步骤三：位于施工层5的人员将装载单元101中的一根钢筋背离施工层5的一端（顶端）放入拧紧单元107中，然后通过遥控器控制拧紧单元107将钢筋卡紧；

步骤四：使被拧紧单元107卡紧的钢筋的另一端（底端）对准钢筋出口，拧紧单元107朝施工层5移动设定距离使被拧紧单元107卡紧的钢筋的另一端从钢筋出口伸出，位于施工层5的人员将被拧紧单元107卡紧的钢筋的另一端通过螺纹连接套筒与建筑物墙（或其它建筑结构）预埋的钢筋的上端对准；

步骤五：拧紧单元107旋转，且拧紧单元107带动钢筋旋转的同时朝施工层5的方向移动，使装载单元101中的钢筋与预埋钢筋螺纹连接，实现接长竖向钢筋。

装载单元101中的一根钢筋与预埋钢筋螺纹连接后，通过遥控器控制拧紧单元107松开钢筋的顶端，然后重复进行步骤三至步骤五，进而将整个装载单元101的钢筋都与建筑物预埋的钢筋螺纹连接。需要指出的是，施工层5可以随云端建造工厂2一起进行升降，因此，当建筑物某层的钢筋完成接长作业后，云端建造工厂2带动施工层5升高，进而能够对建筑物更高一层的竖向钢筋继续进行接长。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用在云端建造工厂上的钢筋传送设备，其特征在于，包括装载单元、翻转单元、伸缩单元、行走单元以及控制单元；

所述装载单元用于装载钢筋；

所述翻转单元能够使所述装载单元和所述伸缩单元整体从水平状态翻转至竖直状态；

所述伸缩单元能够使所述装载单元平移；

所述行走单元用于带动所述钢筋传送设备在所述云端建造工厂设置的轨道上行走；

所述控制单元能够控制所述行走单元、所述翻转单元、所述伸缩单元动作；

所述伸缩单元包括第一级伸缩单元、第二级伸缩单元和第三级伸缩单元，第一级伸缩单元的顶部安装有所述装载单元，第一级伸缩单元的底部与第二级伸缩单元连接，且在第二级伸缩单元的顶部安装有用于推动第一级伸缩单元直线运动的电推杆，用于使第一级伸缩单元带动装载单元沿第二级伸缩单元的长度方向移动；在第三级伸缩单元的顶部安装有用于推动第二级伸缩单元直线运动的电推杆，用于使第二级伸缩单元沿第三级伸缩单元的长度方向移动，第三级伸缩单元的底部与翻转单元连接；

所述翻转单元通过齿轮传动或电推杆实现所述装载单元和所述伸缩单元整体从水平状态翻转至竖直状态。

2.根据权利要求1所述的一种用在云端建造工厂上的钢筋传送设备，其特征在于，所述装载单元包括用于容置钢筋的钢筋容腔，所述钢筋容腔上设置有能够开启和关闭的盖子；

所述钢筋容腔还设置有开孔，能够使手伸入所述钢筋容腔。

3.根据权利要求1~2任意一项所述的一种用在云端建造工厂上的钢筋传送设备，其特征在于，所述钢筋传送设备还包括拧紧单元；

所述拧紧单元能够卡紧所述装载单元的钢筋容腔中钢筋的一端并带动钢筋绕钢筋的轴线旋转，且所述拧紧单元能够沿所述装载单元的长度方向移动；

所述控制单元能够控制所述拧紧单元动作；

所述拧紧单元包括三爪卡盘、支撑座和导轨；

所述导轨设置于伸缩单元上；

所述支撑座与所述导轨滑动配合；

所述三爪卡盘设置于所述支撑座上。

4.根据权利要求3所述的一种用在云端建造工厂上的钢筋传送设备，其特征在于，所述控制单元包括遥控器。

5.一种云端建造工厂，其特征在于，包括权利要求4所述的用在云端建造工厂上的钢筋传送设备。

6.根据权利要求5所述的云端建造工厂，其特征在于，所述云端建造工厂上设置有供所述钢筋传送设备行走的轨道；

所述云端建造工厂还包括用于将钢筋装载至所述装载单元的机械手。

7.一种钢筋传送方法，其特征在于，利用权利要求5或6任意一项所述的云端建造工厂，包括以下步骤：

步骤一：钢筋传送设备在装载单元装载有钢筋后运动至施工层的上方；

步骤二：翻转单元使所述装载单元和所述伸缩单元整体翻转90°使所述装载单元中的钢筋呈竖向状态，且所述伸缩单元使装载单元向施工层平移。

8.根据权利要求7所述的一种钢筋传送方法，其特征在于，在所述步骤二之后还包括：

步骤三：位于施工层的人员将装载单元中的一根钢筋背离所述施工层的一端放入拧紧单元中卡紧；

步骤四：拧紧单元朝施工层移动设定距离，位于施工层的人员将被所述拧紧单元卡紧的钢筋的另一端通过螺纹连接套筒与建筑物预埋的钢筋的上端对准；

步骤五：拧紧单元旋转，使装载单元中的钢筋与预埋钢筋螺纹连接，接长竖向钢筋。