CN208022372U - 一种钢筋摆放桁架机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种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抓手，所述抓手分为左抓手和右抓手，所述左抓手通过第一转轴固定在右抓手上，所述左抓手底部设有弹簧伸缩装置，所述右抓手底部设有压缩装置，所述压缩装置伸出压缩杆能够使弹簧伸缩装置压缩，且当压缩装置回位时，所述弹簧伸缩装置稍作停留后再回位，保证一根钢筋从左抓手和右抓手之间滑落；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，所述弹簧伸缩装置包括弹簧、弹簧仓、弹性卡片，所述弹簧放置在弹簧仓的内部，所述弹簧仓的外壁底部中间位置设有弹性卡片，所述弹性卡片一端伸入到弹簧仓内部，其另一端通过连接杆连接着挡片。

进一步的，所述压缩装置包括第二转轴、转臂、压缩杆及导向块，所述第二转轴连接转臂，所述转臂连接压缩杆，所述压缩杆固定在导向块内部的水平导向轨道。

进一步的，所述压缩装置回位时，其与弹簧伸缩装置之间的距离，满足一根钢筋通过。

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，不仅能够通过大机器人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机械手上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90，所述钢筋摆放装置90包括抓手，所述抓手分为左抓手91和右抓手92，所述左抓手91通过第一转轴93固定在右抓手92上，所述左抓手91底部设有弹簧伸缩装置，所述右抓手底部设有压缩装置，所述压缩装置伸出压缩杆94能够使弹簧伸缩装置压缩，且当压缩装置回位时，所述弹簧伸缩装置稍作停留后再回位，保证一根钢筋从左左手91和右抓手92之间滑落；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，所述弹簧伸缩装置包括弹簧95、弹簧仓96、弹性卡片97，所述弹簧95放置在弹簧仓96的内部，所述弹簧仓96的外壁底部中间位置设有弹性卡片97，所述弹性卡片97一端伸入到弹簧仓96内部，其另一端通过连接杆连接着挡片98。当压缩杆94压缩弹簧伸缩装置时，触碰到卡片97时，卡片97先向下滑落，当弹簧伸缩装置完全通过卡片97时，卡片97在弹性作用下上升，从而阻挡弹簧95回弹，当钢筋滑落下来时，其钢筋的一侧恰好碰到挡片98，从而使挡片98拉着连接杆使卡片97下落，所述弹簧95迅速回位，阻挡其它钢筋下落，保证每次工作时，只有一根钢筋滑下来。

所述压缩装置包括第二转轴99、转臂100、压缩杆94及导向块101，所述第二转轴99连接转臂100，所述转臂100连接压缩杆94，所述压缩杆94固定在导向块101内部的水平导向轨道。所述第二转轴99由电机驱动且旋转时带动转臂100转动，所述转臂100转动时使压缩杆94沿着导向块101内部的水平导向轨道运动，从而使压缩杆94压缩或松开弹簧伸缩装置。

所述压缩装置回位时，其与弹簧伸缩装置之间的距离，满足一根钢筋通过。

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，所述第一转轴在电机的驱动下带动左抓手抓取钢筋，此时右抓手不动，抓够所需钢筋数量，然后按照既定的程序在平台上运行，当运行到需要放置钢筋的位置时，所述第二转轴在电机带动下驱动转臂，从而使压缩杆沿着导向块的水平导向轨道压缩弹簧仓，从而使弹簧收缩，当弹簧收缩到挡片后，挡片从弹簧仓内伸出，从而卡着弹簧，此时压缩杆回位，钢筋在重力作用下，向下滑动，滑落的钢筋一侧外壁碰住挡片后，所述挡片通过连接杆使卡片下落，所述弹簧迅速回位，阻挡其它钢筋下落，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 (6)

1.一种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抓手，所述抓手分为左抓手和右抓手，所述左抓手通过第一转轴固定在右抓手上，所述左抓手底部设有弹簧伸缩装置，所述右抓手底部设有压缩装置，所述压缩装置伸出压缩杆能够使弹簧伸缩装置压缩，且当压缩装置回位时，所述弹簧伸缩装置稍作停留后再回位，保证一根钢筋从左抓手和右抓手之间滑落；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所述的一种钢筋摆放桁架机械手，其特征在于：所述弹簧伸缩装置包括弹簧、弹簧仓、弹性卡片，所述弹簧放置在弹簧仓的内部，所述弹簧仓的外壁底部中间位置设有弹性卡片，所述弹性卡片一端伸入到弹簧仓内部，其另一端通过连接杆连接着挡片。

3.根据权利要求1所述的一种钢筋摆放桁架机械手，其特征在于：所述压缩装置包括第二转轴、转臂、压缩杆及导向块，所述第二转轴连接转臂，所述转臂连接压缩杆，所述压缩杆固定在导向块内部的水平导向轨道。

4.根据权利要求1所述的一种钢筋摆放桁架机械手，其特征在于：所述压缩装置回位时，其与弹簧伸缩装置之间的距离，满足一根钢筋通过。

5.根据权利要求1所述的一种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。

6.根据权利要求1所述的一种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。