CN207983349U - 一种新型钢筋摆放桁架机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型钢筋摆放桁架机械手，包括结构框架、控制系统，所述结构框架包括多根立柱和横梁，所述横梁上设有相互平行的X1轴组件和X2轴组件、Y1轴组件和Y2轴组件，所述X1轴组件和X2轴组件上分别设有相互平行的Z1轴组件和Z2轴组件，所述X1轴组件、Y1轴组件及Z1轴组件相互配合组成大机器人，所述X2轴组件、Y2轴组件及Z2轴组件相互配合组成小机器人，所述Z1轴组件上连接有钢筋摆放装置。本实用新型不仅能解决像钢筋网编织等小部件辅助操作工作，尤其在钢筋网编织时，通过机械手进行钢筋放置工作，解决长期以来只能依靠人工放置的问题，大大提高了工作效率，降低生产成本及工人的工作量。

Description

一种新型钢筋摆放桁架机械手

技术领域

本实用新型涉及装配建筑技术领域，具体涉及一种新型钢筋摆放桁架机械手。

背景技术

目前，中央政府和各级地方政府，对装配式建筑出台了很多扶持与鼓励措施，快速地推动着 “装配式建筑”行业的发展，而建筑企业，对行业政策是很敏感的，一些企业为了抢占先机，开始快速切入这个行业，毫无疑问成为了近年来建筑行业的一个热词。装配式建筑是技术升级的结果，其实，技术的核心是实现装配式建筑的手段，即设计、生产、建造过程的工业化与信息化，装配式建筑生产过程中很重要的一个环节就是PC浇筑系统，在浇筑系统上桁架机械手充当着很重要的角色，桁架机械手是一种建立在直角X，Y，Z三坐标系统基础上，对工件进行工位调整，或实现工件的轨迹运动等功能的全自动工业设备，其通过工业控制器控制机械手完成X，Y，Z三轴之间的联合运动，以实现整套的全自动作业流程。

传统PC浇筑系统的桁架机械手包括一个横梁或两个横梁，每个横梁上设一个桁架机械手，这些桁架机械手仅仅是对上下边模或者大的结构件吊装运输，而像钢筋网中钢筋等小部件放置工作，必须人工完成，目前是靠人工将钢筋一个一个放置到平台上，这样半自动化生产不但影响了生产效率，增加了工人的劳动量，提高了生产成本，而且因为人为操作，存在主观性的误操作及熟练技术程度等因素影响，有可能影响产品的生产质量，给实际生产带来很大的困扰。因此如何解决这一问题，成为了现有技术的一个攻关课题。

实用新型内容

为解决上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种新型钢筋摆放桁架机械手，通过桁架机械手，一次性拿够钢筋数量，然后在平台上运动，一个一个的放置钢筋，使其组成钢筋网，解决人工放置效率慢的问题，大大提高了工作效率，降低生产成本及工人的工作量，避免了因人为技术熟练程度或其他主观因素对产品质量的影响，使用方便快捷，效果好，值得推广。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种新型钢筋摆放桁架机械手，包括结构框架、控制系统，所述结构框架包括多根立柱和横梁，所述横梁上设有相互平行的X1轴组件和X2轴组件、Y1轴组件和Y2轴组件，所述X1轴组件和X2轴组件上分别设有相互平行的Z1轴组件和Z2轴组件，所述X1轴组件、Y1轴组件及Z1轴组件相互配合组成大机器人，所述X2轴组件、Y2 轴组件及Z2轴组件相互配合组成小机器人，所述大机器人和小机器人通过控制系统关联连接，实现大机器人和小机器人相互配合工作或单独工作时互不干涉；所述X1轴组件包括横向X1导轨、X1横齿条、X1横轴驱动电机、X1行程开关，所述X2轴组件包括横向X2导轨、X2横齿条、X2横轴驱动电机、X2行程开关，所述Y1轴组件包括纵向Y1滑轨、Y1齿条、Y1驱动电机、Y1行程开关，所述Y1齿条和Y1驱动电机设置在X1轴组件上，所述Y2轴组件包括纵向Y2滑轨、Y2齿条、Y2驱动电机、Y2行程开关，所述Y2齿条和Y2驱动电机设置在Y1轴组件上，所述Z1轴组件包括垂直方向Z1提升梁、Z1提升伺服电机、Z1移动板、Z1行程开关、Z1机械手，所述Z2轴组件包括垂直方向Z2提升梁、Z2提升伺服电机、Z2移动板、Z2行程开关、Z2机械手；所述Z2机械手上连接有钢筋摆放装置，所述钢筋摆放装置包括撞臂和搂臂，所述撞臂包括气缸、导向管、伸缩杆，所述气缸的活塞杆连接伸缩杆，所述伸缩杆穿过导向管的内部且伸展距离超过搂臂底部外壁；所述搂臂、撞臂、Z2机械手铰接，所述搂臂与撞臂之间构成钢筋暂存仓，所述钢筋暂存仓的仓口处靠近搂臂的外壁上设有橡胶挡片，所述橡胶挡片内径小于钢筋直径；所述控制系统通过工业控制器，采集行程开关的输入信号，来发送指令X1轴组件、X2轴组件、Y1轴组件、Y2轴组件、Z1轴组件、Z2轴组件各个执行元件按既定动作去执行。

进一步的，所述伸缩杆的杆头正对着橡胶挡片。

进一步的，所述大机器人设在小机器人的上面，所述X1轴组件横向行程大于X2轴组件横向行程，Y1轴组件纵向行程大于Y2轴组件纵向行程，Z1轴组件垂直方向行程大于Z2轴组件垂直方向。

进一步的，所述控制系统通过行程开关控制大机器人和小机器人关联连接，保证两者既能配合工作又能独立工作且互不干涉。

与现有技术相比，本实用新型通过大机器人和小机器人的相互配合，不仅通过大机器人能够实现边模等大部件物品的转运，而且通过小机器人也能够进行小部件的转运，尤其在钢筋网编织时，通过小机器人Z2机械手连接的钢筋摆放装置进行钢筋的放置的工作，解决长期以来只能依靠人工放置的问题；通过钢筋放置机械手大大提高了工作效率，降低生产成本及工人的工作量，避免了因人为技术熟练程度或其他主观因素对产品质量的影响，同时机械手在抓取钢筋时不是抓一根放一根，而是机械手一次性抓够钢筋，然后按照既定的程序一根一根放置，操作起来更加方便快捷高效，效果好，值得推广。

附图说明

下面根据附图及实施例，对本实用新型的结构和特征作进一步描述。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4是X1轴组件的局部放大图；

图5是X2轴组件的局部放大图；

图6是钢筋摆放装置结构示意图。

具体实施方式

参看附图1、图2、图3、图4、图5、图6是本实用新型的第一种实施例。

一种新型钢筋摆放桁架机械手，包括结构框架、控制系统，所述结构框架包括多根立柱1和横梁2，所述横梁2上设有相互平行的X1轴组件3和X2轴组件4、Y1轴组件5和Y2轴组件6，所述X1轴组件3和X2轴组件4上分别设有相互平行的Z1轴组件7和Z2轴组件8，所述X1轴组件3、Y1轴组件5及Z1轴组件7相互配合组成大机器人9，所述X2轴组件4、Y2 轴组件6及Z2轴组件8相互配合组成小机器人10，所述大机器人9和小机器人10通过控制系统关联连接，实现大机器人9和小机器人10相互配合工作或单独工作时互不干涉；所述X1轴组件3包括横向X1导轨31、X1横齿条32、X1横轴驱动电机33、X1行程开关，所述X2轴组件4包括横向X2导轨41、X2横齿条42、X2横轴驱动电机43、X2行程开关，所述Y1轴组件5包括纵向Y1滑轨51、Y1齿条52、Y1驱动电机53、Y1行程开关，所述Y1齿条52和Y1驱动电机53设置在X1轴组件上，所述Y2轴组件6包括纵向Y2滑轨61、Y2齿条62、Y2驱动电机63、Y2行程开关，所述Y2齿条62和Y2驱动电机63设置在Y1轴组件5上，所述Z1轴组件7包括垂直方向Z1提升梁71、Z1提升伺服电机72、Z1移动板73、Z1行程开关、Z1机械手74，所述Z2轴组件8包括垂直方向Z2提升梁81、Z2提升伺服电机82、Z2移动板83、Z2行程开关、Z2机械手84；所述Z2机械手84上连接有钢筋摆放装置，所述钢筋摆放装置包括撞臂91和搂臂92，所述撞臂91包括气缸93、导向管94、伸缩杆95，所述气缸93的活塞杆连接伸缩杆95，所述伸缩杆95穿过导向管94的内部且伸展距离超过搂臂92底部外壁；所述搂臂92、撞臂91、Z2机械手84铰接，所述搂臂92与撞臂91之间构成钢筋暂存仓96，所述钢筋暂存仓96的仓口97处靠近搂臂92的外壁上设有橡胶挡片98，所述橡胶挡片98内径小于钢筋99直径；所述控制系统通过工业控制器，采集行程开关的输入信号，来发送指令X1轴组件3、X2轴组件4、Y1轴组件5、Y2轴组件6、Z1轴组件7、Z2轴组件8各个执行元件按既定动作去执行。

所述大机器人9设在小机器人10的上面，所述X1轴组件3横向行程大于X2轴组件4横向行程，Y1轴组件5纵向行程大于Y2轴组件6纵向行程，Z1轴组件7垂直方向行程大于Z2轴组件8垂直方向，保证小机器人工作后的部件，都能够被大机器人抓取。

所述控制系统通过行程开关控制大机器人9和小机器人10关联连接，保证两者既能配合工作又能独立工作且互不干涉。保证大机器人运动到小机器人一定距离时，小机器人中Y2轴组件工作，通过Y2齿条和Y2驱动电机作用下在Y2滑轨滑动，滑动到横梁的一侧，不至于与大机器人碰撞；或者是小机器人运动到大机器人一定距离后，大机器人Y1轴组件工作，通过Y1齿条和Y1驱动电机作用下在Y1滑轨滑动，滑动到横梁的一侧，避免与小机器人碰撞。当大机器人运动到小机器人一侧时，两者有共同的空间轨迹，这样大机器人和小机器人就可以配合工作。

如图6所示，所述伸缩杆95的杆头正对着橡胶挡片98。

本实用新型操作流程是:

大机器人工作时，X1轴组件实现的横向移动、Y1轴组件纵向移动，Z1轴组件实现垂直方向移动，且控制机械手动作，实现多个工作操作；小机器人工作时，X2轴组件实现的横向移动、Y2轴组件纵向移动，Z2轴组件实现垂直方向移动，且控制机械手动作，实现多个工作操作，尤其是钢筋网放置时，通过Z2机械手带动着钢筋摆放装置在平台上运行，正常工作时，所述撞臂中伸缩杆先由气缸的活塞杆带动下缩进导向管内，使撞臂和搂臂之间的钢筋暂存仓完全打开，然后搂臂将钢筋铲进钢筋暂存仓，此时气缸的活塞杆带动伸缩杆向下运动将钢筋挡在钢筋暂存仓内，且此时钢筋暂存仓的仓口只能满足一根钢筋通过，所述通过仓口的钢筋落在搂臂外壁上的橡胶挡片上，暂停在橡胶挡片上，然后Z2机械手带动着钢筋摆放装置在平台上运动，当运动到指定位置时，所述气缸的活塞杆带动伸缩杆向下快速撞击钢筋后迅速在回位，受撞击的钢筋落下，钢筋暂存仓仓口处的钢筋在伸缩杆伸缩的同时顺势滑到橡胶挡片中暂存，这样保证每次工作时，只有一根钢筋滑下来，从而实现钢筋放置工作；同时，小机器人工作完成后的部件，大机器人再进行抓取工作，或者当大机器人运动到小机器人一侧时，两者有共同的空间轨迹，大机器人和小机器人就可以配合工作，最终完成PC浇筑系统内的部件智能操作。

以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种新型钢筋摆放桁架机械手，包括结构框架、控制系统，其特征在于：所述结构框架包括多根立柱和横梁，所述横梁上设有相互平行的X1轴组件和X2轴组件、Y1轴组件和Y2轴组件，所述X1轴组件和X2轴组件上分别设有相互平行的Z1轴组件和Z2轴组件，所述X1轴组件、Y1轴组件及Z1轴组件相互配合组成大机器人，所述X2轴组件、Y2 轴组件及Z2轴组件相互配合组成小机器人，所述大机器人和小机器人通过控制系统关联连接，实现大机器人和小机器人相互配合工作或单独工作时互不干涉；所述X1轴组件包括横向X1导轨、X1横齿条、X1横轴驱动电机、X1行程开关，所述X2轴组件包括横向X2导轨、X2横齿条、X2横轴驱动电机、X2行程开关，所述Y1轴组件包括纵向Y1滑轨、Y1齿条、Y1驱动电机、Y1行程开关，所述Y1齿条和Y1驱动电机设置在X1轴组件上，所述Y2轴组件包括纵向Y2滑轨、Y2齿条、Y2驱动电机、Y2行程开关，所述Y2齿条和Y2驱动电机设置在Y1轴组件上，所述Z1轴组件包括垂直方向Z1提升梁、Z1提升伺服电机、Z1移动板、Z1行程开关、Z1机械手，所述Z2轴组件包括垂直方向Z2提升梁、Z2提升伺服电机、Z2移动板、Z2行程开关、Z2机械手；所述Z2机械手上连接有钢筋摆放装置，所述钢筋摆放装置包括撞臂和搂臂，所述撞臂包括气缸、导向管、伸缩杆，所述气缸的活塞杆连接伸缩杆，所述伸缩杆穿过导向管的内部且伸展距离超过搂臂底部外壁；所述搂臂、撞臂、Z2机械手铰接，所述搂臂与撞臂之间构成钢筋暂存仓，所述钢筋暂存仓的仓口处靠近搂臂的外壁上设有橡胶挡片，所述橡胶挡片内径小于钢筋直径；所述控制系统通过工业控制器，采集行程开关的输入信号，来发送指令X1轴组件、X2轴组件、Y1轴组件、Y2轴组件、Z1轴组件、Z2轴组件各个执行元件按既定动作去执行。

2.根据权利要求1所述的一种新型钢筋摆放桁架机械手，其特征在于：所述伸缩杆的杆头正对着橡胶挡片。

3.根据权利要求1所述的一种新型钢筋摆放桁架机械手，其特征在于：所述大机器人设在小机器人的上面，所述X1轴组件横向行程大于X2轴组件横向行程，Y1轴组件纵向行程大于Y2轴组件纵向行程，Z1轴组件垂直方向行程大于Z2轴组件垂直方向。

4.根据权利要求1所述的一种新型钢筋摆放桁架机械手，其特征在于：所述控制系统通过行程开关控制大机器人和小机器人关联连接。