CN219770244U - 一种自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人 - Google Patents

Abstract

一种自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，包括X轴移动机构、至少一个Y轴移动机构、至少一个Z轴移动机构和至少一个钢筋捆扎机，所述X轴移动机构可驱动至少一个Y轴移动机构沿X轴水平方向移动，所述Y轴移动机构可驱动Z轴移动机构沿Y轴水平方向移动，所述钢筋捆扎机设置在Z轴移动机构上，所述Z轴移动机构可驱动钢筋捆扎机沿Z轴竖直方向移动，所述钢筋捆扎机位于钢筋的上方。本实用新型的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，可完全自动捆扎钢筋，减少大量人工工作，能够在较大范围自行移动，尤其适应于大型钢筋网架的捆扎工作，模块化设计，可通过将捆扎装置更换为其它工具，例如焊接工具，而改变功能用途，扩大应用范围。

Description

一种自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人

技术领域

本实用新型属于先进制造及自动化技术领域，具体地，涉及一种自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人。

背景技术

建筑工程中需要使用钢筋纵横交错捆扎成网格状再浇注混凝土，构成坚固的钢筋混凝土结构。这些钢筋网格的交叉结点处必须用扎丝捆扎固定，钢筋绑扎目前主要采用的如下两种方式：

一、人工手动捆扎费事费力，效率低下，劳动强度大，而且需要浪费大量的人力，在目前全球建筑业的劳动力资源的需求越来越紧缺的情况下，单纯依靠人工进行钢筋的捆扎已经非常不应用于现代生产作业的需求；

二、采用小型手持式钢筋捆扎机，又叫全自动钢筋捆扎机，内部设有微控制器，能够自动完成钢筋捆扎的所有步骤，是一种智能化手持式钢筋快速捆扎工具，钢筋捆扎机主要由机体、专用线盘、电池盒和充电器四部分组成，但是在钢筋捆扎过程中，只能一个人手持一台捆扎机单次单个的捆扎，虽然省去了工作人员的捆扎动作，但还是需要工作人员反复的做弯腰和起蹲的动作，会对工作人员的身体造成伤害，且工作人员在钢筋网上行走时，也很容易绊倒，如果是高层楼，还有坠落风险，危险系数大，需要的人工操作仍然不少，在时间和劳动强度上仍有很大改进降低的空间。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，解决了现有技术中需要进行大面积的钢筋捆扎作业时，现有的无论是人工进行捆扎还是采用手持式钢筋捆扎机进行捆扎，都需要浪费大量人力，造成劳动资源浪费的问题。

技术方案：本实用新型提供了一种自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，包括X轴移动机构、至少一个Y轴移动机构、至少一个Z轴移动机构和至少一个钢筋捆扎机，所述至少一个Y轴移动机构均设置在X轴移动机构上，所述X轴移动机构可驱动至少一个Y轴移动机构沿X轴水平方向移动，所述至少一个Y轴移动机构、至少一个Z轴移动机构和至少一个钢筋捆扎机一一对应设置，所述Z轴移动机构设置在Y轴移动机构上，所述Y轴移动机构可驱动Z轴移动机构沿Y轴水平方向移动，所述钢筋捆扎机设置在Z轴移动机构上，所述Z轴移动机构可驱动钢筋捆扎机沿Z轴竖直方向移动，所述钢筋捆扎机位于钢筋的上方。本实用新型的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，可完全自动捆扎钢筋，减少大量人工工作，能够在较大范围自行移动，尤其适应于大型钢筋网架的捆扎工作，模块化设计，可通过将捆扎装置更换为其它工具，例如焊接工具，而改变功能用途，扩大应用范围。

进一步的，上述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，所述Z轴移动机构的下端部上设有捆扎机角度调节机构，所述钢筋捆扎机和捆扎机角度调节机构连接。通过增加的捆扎机角度调节机构，能够将钢筋捆扎机的机头位置调整至任意角度，从而适应位置有偏差的钢筋接点的捆扎。

进一步的，上述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，所述X轴移动机构包括两个对称设置的X轴直线模组和支撑架，所述两个对称设置的X轴直线模组平行设置，所述支撑架的两端分别与两个对称设置的X轴直线模组连接，所述至少一个Y轴移动机构设置在支撑架上，所述钢筋设置在两个对称设置的X轴直线模组之间。

进一步的，上述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，所述X轴直线模组包括底部支撑座、X轴齿条、一组X轴导轨、X轴滑板、X轴驱动电机和X轴驱动齿轮，所述X轴齿条和一组X轴导轨均设置在底部支撑座上，并且X轴齿条和一组X轴导轨平行设置，所述X轴滑板和一组X轴导轨滑动连接，所述X轴驱动电机固定设置在X轴滑板上，并且X轴驱动电机的转轴和X轴驱动齿轮连接，所述X轴驱动齿轮和X轴齿条啮合，所述支撑架的下端部和X轴滑板固定连接。上述结构的X轴直线模组能够通过两侧的水平驱动机构同步带动支撑架移动，结构稳定。

进一步的，上述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，所述Y轴移动机构包括Y轴齿条、一组Y轴导轨、Y轴滑板、Y轴驱动电机和Y轴驱动齿轮，所述Y轴齿条和一组Y轴导轨均固定设置在支撑架的横梁上，并且Y轴齿条和一组Y轴导轨平行设置，所述Y轴滑板和一组Y轴导轨滑动连接，所述Y轴驱动电机固定设置在Y轴滑板上，并且Y轴驱动电机的转轴和Y轴驱动齿轮连接，所述Y轴驱动齿轮和Y轴齿条啮合，所述Z轴移动机构和Y轴滑板连接。

进一步的，上述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，所述Z轴移动机构包括竖直梁、Z轴齿条、Z轴驱动电机和Z轴驱动齿轮，所述竖直梁和Y轴滑板滑动连接，所述Z轴齿条沿竖直方向固定设置在竖直梁上，所述Z轴驱动电机设置在Y轴滑板上，并且Z轴驱动电机和Z轴驱动齿轮连接，所述Z轴驱动齿轮和Z轴齿条啮合，所述竖直梁的下端部设有捆扎机角度调节机构。

进一步的，上述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，所述捆扎机角度调节机构包括安装板、角度调节电机和捆扎机安装架，所述安装板和竖直梁的下端部固定连接，所述角度调节电机固定设置在安装板上，并且角度调节电机的转轴和捆扎机安装架连接，所述钢筋捆扎机设置在捆扎机安装架上。

进一步的，上述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，所述Y轴移动机构的移动方向和X轴移动机构的移动方向垂直，所述Z轴移动机构沿竖直方向移动。

进一步的，上述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，所述角度调节电机转轴的轴线沿水平方向设置。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，通过XY两轴坐标系统的建立，实现在钢筋十字网格上的前后左右运动，将钢筋捆扎机移动到钢筋网交叉点的上方，通过Z轴坐标系统的建立将钢筋捆扎机下降到钢筋捆扎位置，在配合设置的角度调节装置，能够调节钢筋捆扎机正对钢筋的十字交叉点进行捆扎，完成后捆扎机控制机构将钢筋捆扎机复位，继续重复上述操作，即可实现自动对钢筋网进行捆扎的功能，代替人工操作，工作人员无需频繁做弯腰和起蹲的动作，也不需要进入到钢筋网的内部，保障了工作人员的人身安全和身体健康。

附图说明

图1为本实用新型所述自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人的结构示意图；

图2为本实用新型所述自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人的主视图；

图3为本实用新型所述X轴移动机构的结构示意图一；

图4为本实用新型所述X轴移动机构的结构示意图二；

图5为本实用新型所述Y轴移动机构和Z轴移动机构的结构示意图一；

图6为本实用新型所述Y轴移动机构和Z轴移动机构的结构示意图二；

图7为本实用新型所述捆扎机角度调节机构的结构示意图。

图中：X轴移动机构1、X轴直线模组11、底部支撑座111、X轴齿条112、X轴导轨113、X轴滑板114、X轴驱动电机115、支撑架12、Y轴移动机构2、Y轴齿条21、Y轴导轨22、Y轴滑板23、Y轴驱动电机24、Z轴移动机构3、竖直梁31、Z轴齿条32、Z轴驱动电机33、钢筋捆扎机4、捆扎机角度调节机构5、安装板51、角度调节电机52、捆扎机安装架53。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1、2所示的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，包括X轴移动机构1、至少一个Y轴移动机构2、至少一个Z轴移动机构3和至少一个钢筋捆扎机4，所述至少一个Y轴移动机构2均设置在X轴移动机构1上，所述X轴移动机构1可驱动至少一个Y轴移动机构2沿X轴水平方向移动，所述至少一个Y轴移动机构2、至少一个Z轴移动机构3和至少一个钢筋捆扎机4一一对应设置，所述Z轴移动机构3设置在Y轴移动机构2上，所述Y轴移动机构2可驱动Z轴移动机构3沿Y轴水平方向移动，所述钢筋捆扎机4设置在Z轴移动机构3上，所述Z轴移动机构3可驱动钢筋捆扎机4沿Z轴竖直方向移动，所述钢筋捆扎机4位于钢筋的上方。所述Y轴移动机构2的移动方向和X轴移动机构1的移动方向垂直，所述Z轴移动机构3沿竖直方向移动。

通过X轴移动机构1、至少一个Y轴移动机构2、至少一个Z轴移动机构3形成的三轴坐标系统，X轴移动机构1和Y轴移动机构2可以带动钢筋捆扎机4在钢筋铺设的范围内灵活移动，然后通过Z轴移动机构3可以带动钢筋捆扎机4移动至呈“田”字格状布置的钢筋上方，在横竖布置的钢筋十字交叉点之间捆扎铁丝。

上述结构中的钢筋捆扎机4为现有的手持式钢筋捆扎机，可以自动进行钢筋的捆扎。

实施例二

基于实施例一结构的基础上，由于横纵布置的钢筋并不是完全平直状态，对于钢筋稍稍弯曲造成的十字交叉点的位置并不处于设定的准确位置时，在Z轴移动机构3的下端部上设有捆扎机角度调节机构5，所述钢筋捆扎机4和捆扎机角度调节机构5连接。

对于铺设好的呈“田”字格状布置的钢筋，由于钢筋的弯曲可能造成钢筋之间的十字交叉点在水平和竖直方向偏移指定位置，设置的捆扎机角度调节机构5能够带动钢筋捆扎机4旋转，使得钢筋捆扎机4的捆扎头朝向钢筋之间的十字交叉点，从而进行钢筋之间的十字交叉点上钢筋的捆扎。

实施例三

如图3、4所示的X轴移动机构1包括两个对称设置的X轴直线模组11和支撑架12，所述两个对称设置的X轴直线模组11平行设置，所述支撑架12的两端分别与两个对称设置的X轴直线模组11连接，所述至少一个Y轴移动机构2设置在支撑架12上，所述钢筋设置在两个对称设置的X轴直线模组11之间。

其中，所述X轴直线模组11包括底部支撑座111、X轴齿条112、一组X轴导轨113、X轴滑板114、X轴驱动电机115和X轴驱动齿轮（图中省略未示出），所述X轴齿条112和一组X轴导轨113均设置在底部支撑座111上，并且X轴齿条112和一组X轴导轨113平行设置，所述X轴滑板114和一组X轴导轨113滑动连接，所述X轴驱动电机115固定设置在X轴滑板114上，并且X轴驱动电机115的转轴和X轴驱动齿轮连接，所述X轴驱动齿轮和X轴齿条112啮合，所述支撑架12的下端部和X轴滑板114固定连接。

通过控制系统将平行的两个对称设置的X轴直线模组11同步移动，从而带动成龙门架设置的支撑架12沿水平方向稳定的进行移动，从而按照控制系统的设定，在X轴方向上，支撑架12步进移动一定距离，使得钢筋捆扎机4分别处于X轴每一行钢筋位置处。

实施例四

如图5、6所示的Y轴移动机构2包括Y轴齿条21、一组Y轴导轨22、Y轴滑板23、Y轴驱动电机24和Y轴驱动齿轮（图中省略未示出），所述Y轴齿条21和一组Y轴导轨22均固定设置在支撑架12的横梁上，并且Y轴齿条21和一组Y轴导轨22平行设置，所述Y轴滑板23和一组Y轴导轨22滑动连接，所述Y轴驱动电机24固定设置在Y轴滑板23上，并且Y轴驱动电机24的转轴和Y轴驱动齿轮连接，所述Y轴驱动齿轮和Y轴齿条21啮合，所述Z轴移动机构3和Y轴滑板23连接。

Y轴驱动电机24带动Y轴驱动齿轮旋转，由于Y轴驱动齿轮和Y轴齿条21啮合，因此能够带动Y轴滑板23在一组Y轴导轨22滑动，即带动Z轴移动机构3沿着Y轴方向水平移动，从而实现Y轴方向上，使得钢筋捆扎机4在每列钢筋之间稳定移动，结合X轴方向上的移动，使得钢筋捆扎机4在每行和每列之间移动，从而到达十字捆扎点。

此外，所述Z轴移动机构3包括竖直梁31、Z轴齿条32、Z轴驱动电机33和Z轴驱动齿轮（图中省略未示出），所述竖直梁31和Y轴滑板23滑动连接，所述Z轴齿条32沿竖直方向固定设置在竖直梁31上，所述Z轴驱动电机33设置在Y轴滑板23上，并且Z轴驱动电机33和Z轴驱动齿轮连接，所述Z轴驱动齿轮和Z轴齿条32啮合，所述竖直梁31的下端部设有捆扎机角度调节机构5。

Z轴驱动电机33带动Z轴驱动齿轮旋转，由于Z轴驱动齿轮和Z轴齿条32啮合，从而驱动Z轴齿条32沿竖直方向移动，由于Z轴齿条32固定设置在竖直梁31上，因此竖直梁31沿竖直方向移动，带动钢筋捆扎机4下降或者上升，进行竖直位置的调节。

如图7所示的捆扎机角度调节机构5包括安装板51、角度调节电机52和捆扎机安装架53，所述安装板51和竖直梁31的下端部固定连接，所述角度调节电机52固定设置在安装板51上，并且角度调节电机52的转轴和捆扎机安装架53连接，所述钢筋捆扎机4设置在捆扎机安装架53上。并且角度调节电机52转轴的轴线沿水平方向设置。

角度调节电机52带动捆扎机安装架53旋转，由于钢筋捆扎机4固定设置在捆扎机安装架53上，因此钢筋捆扎机4能够进行旋转，使得钢筋捆扎机4的机头针对钢筋十字交叉点的位置。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，其特征在于：包括X轴移动机构（1）、至少一个Y轴移动机构（2）、至少一个Z轴移动机构（3）和至少一个钢筋捆扎机（4），所述至少一个Y轴移动机构（2）均设置在X轴移动机构（1）上，所述X轴移动机构（1）可驱动至少一个Y轴移动机构（2）沿X轴水平方向移动，所述至少一个Y轴移动机构（2）、至少一个Z轴移动机构（3）和至少一个钢筋捆扎机（4）一一对应设置，所述Z轴移动机构（3）设置在Y轴移动机构（2）上，所述Y轴移动机构（2）可驱动Z轴移动机构（3）沿Y轴水平方向移动，所述钢筋捆扎机（4）设置在Z轴移动机构（3）上，所述Z轴移动机构（3）可驱动钢筋捆扎机（4）沿Z轴竖直方向移动，所述钢筋捆扎机（4）位于钢筋的上方，所述Z轴移动机构（3）的下端部上设有捆扎机角度调节机构（5），所述钢筋捆扎机（4）和捆扎机角度调节机构（5）连接。

2.根据权利要求1所述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，其特征在于：所述X轴移动机构（1）包括两个对称设置的X轴直线模组（11）和支撑架（12），所述两个对称设置的X轴直线模组（11）平行设置，所述支撑架（12）的两端分别与两个对称设置的X轴直线模组（11）连接，所述至少一个Y轴移动机构（2）设置在支撑架（12）上，所述钢筋设置在两个对称设置的X轴直线模组（11）之间。

3.根据权利要求2所述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，其特征在于：所述X轴直线模组（11）包括底部支撑座（111）、X轴齿条（112）、一组X轴导轨（113）、X轴滑板（114）、X轴驱动电机（115）和X轴驱动齿轮，所述X轴齿条（112）和一组X轴导轨（113）均设置在底部支撑座（111）上，并且X轴齿条（112）和一组X轴导轨（113）平行设置，所述X轴滑板（114）和一组X轴导轨（113）滑动连接，所述X轴驱动电机（115）固定设置在X轴滑板（114）上，并且X轴驱动电机（115）的转轴和X轴驱动齿轮连接，所述X轴驱动齿轮和X轴齿条（112）啮合，所述支撑架（12）的下端部和X轴滑板（114）固定连接。

4.根据权利要求2所述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，其特征在于：所述Y轴移动机构（2）包括Y轴齿条（21）、一组Y轴导轨（22）、Y轴滑板（23）、Y轴驱动电机（24）和Y轴驱动齿轮，所述Y轴齿条（21）和一组Y轴导轨（22）均固定设置在支撑架（12）的横梁上，并且Y轴齿条（21）和一组Y轴导轨（22）平行设置，所述Y轴滑板（23）和一组Y轴导轨（22）滑动连接，所述Y轴驱动电机（24）固定设置在Y轴滑板（23）上，并且Y轴驱动电机（24）的转轴和Y轴驱动齿轮连接，所述Y轴驱动齿轮和Y轴齿条（21）啮合，所述Z轴移动机构（3）和Y轴滑板（23）连接。

5.根据权利要求4所述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，其特征在于：所述Z轴移动机构（3）包括竖直梁（31）、Z轴齿条（32）、Z轴驱动电机（33）和Z轴驱动齿轮，所述竖直梁（31）和Y轴滑板（23）滑动连接，所述Z轴齿条（32）沿竖直方向固定设置在竖直梁（31）上，所述Z轴驱动电机（33）设置在Y轴滑板（23）上，并且Z轴驱动电机（33）和Z轴驱动齿轮连接，所述Z轴驱动齿轮和Z轴齿条（32）啮合，所述竖直梁（31）的下端部设有捆扎机角度调节机构（5）。

6.根据权利要求5所述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，其特征在于：所述捆扎机角度调节机构（5）包括安装板（51）、角度调节电机（52）和捆扎机安装架（53），所述安装板（51）和竖直梁（31）的下端部固定连接，所述角度调节电机（52）固定设置在安装板（51）上，并且角度调节电机（52）的转轴和捆扎机安装架（53）连接，所述钢筋捆扎机（4）设置在捆扎机安装架（53）上。

7.根据权利要求6所述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，其特征在于：所述角度调节电机（52）转轴的轴线沿水平方向设置。

8.根据权利要求1所述的自行走式的三轴坐标钢筋捆扎机器人，其特征在于：所述Y轴移动机构（2）的移动方向和X轴移动机构（1）的移动方向垂直，所述Z轴移动机构（3）沿竖直方向移动。