CN220410750U - 一种网架穿线布设机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种网架穿线布设机器人，属于建筑施工技术领域。其技术方案为：包括一对机器人侧箱、设置在一对机器人侧箱之间的机器人安装座和设置在机器人安装座下部的机器人底盘；机器人安装座的座体内部安装有机器人控制组件，机器人安装座的两侧分别与两侧的机器人侧箱中空连通并通过螺钉连接，机器人底盘内部设置有穿线布设装置；两侧机器人侧箱下部前后均设置有机器人足式移动装置，两侧机器人侧箱上部中段均设置有机器人爬高装置。本实用新型的有益效果为：制作简单，原材料常见易得，遥控式的半自动机器人能够很好的代替人工完成在高空网架布设应变计的工作，既保证了工作效率也保障了工人安全。

Description

一种网架穿线布设机器人

技术领域

本实用新型涉及一种建筑施工技术领域，尤其涉及一种网架穿线布设机器人。

背景技术

钢网架结构通常应用于建筑和工业领域，钢网架结构的应用需要大跨度、无柱、开放式空间的场所，因此广泛应用于例如大型体育场馆、展览馆、航站楼等大跨度空间结构中。考虑到大跨空间结构的稳定性、结构体系受力特征和美观性，球形网架节点成为钢网架结构中最常见的节点形式之一。在钢网架结构的修建过程中，需要将大跨度的钢网架结构抬升至一定的高度，在施工期间需要对钢网架进行及时的应力应变检测。所以需要在分段抬升的过程中布设一定数量的应变计到指定杆件位置。目前对于高空钢网架布设应变计的基本方法还是由工人带着防护装备爬上高架进行人工布设应变计操作，不仅效率低下，还会有发生工程事故的风险。

人工在高空网架上布设应变计时，由于是高空作业，工人行动不便，安装应变计的效率低下，且容易发生严重的工程事故。本实用新型的目的是用机器人来代替人工爬上高空网架，进行布设应变计、整理电缆线等一系列工作。在提高工作效率的同时，保障工人们的安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种操作简单、代替人工爬上高空网架，进行布设应变计、整理电缆线等一系列工作的网架穿线布设机器人。

本实用新型是通过如下措施实现的：

一种网架穿线布设机器人，其特征在于，包括一对机器人侧箱、设置在一对所述机器人侧箱之间的机器人安装座和设置在所述机器人安装座下部的机器人底盘；

所述器人侧箱内部安装有蓄电装置与供电装置，所述机器人安装座的座体内部安装有机器人控制组件，所述机器人控制组件包括电机、驱动器、控制器等，所述机器人安装座的两侧分别与两侧的所述机器人侧箱中空连通并通过螺钉连接，由所述机器人侧箱供电给机器人控制组件来驱动机器人，所述机器人底盘内部设置有穿线布设装置；

两侧所述机器人侧箱下部前后均设置有机器人足式移动装置，两侧所述机器人侧箱上部中段均设置有机器人爬高装置。

本实用新型的具体特点还有：

所述机器人底盘包括内部设置为中空的圆柱形盒，所述圆柱形盒的下端面设置有开口贯通到内部，所述圆柱形盒的外侧上端面设置有转轴盘；

所述机器人安装座下侧面设置有轴承，所述轴承外围设置有所述转轴盘，所述转轴盘的上端面设置有与所述轴承配合的凹槽，所述轴承的外圈设置在所述凹槽内，所述转轴盘通过焊接固定在所述机器人底盘主体上，所述机器人安装座下侧面设置有相应的驱动电机，所述转轴盘设置有相应的齿轮组与所述驱动电机连接，所述驱动电机与所述机器人控制组件电性连接，所述驱动电机由所述机器人控制组件控制，需要时可以控制所述驱动电机转动所述机器人底盘一定的角度；

所述穿线布设装置包括设置在所述圆柱形盒内的可升降抓取装置、可伸缩应变计存储盒和理线盒；

所述可升降抓取装置包括电动伸缩杆一和机械爪，所述电动伸缩杆一设置在所述圆柱形盒内的顶面上，所述电动伸缩杆一的自由端设置有所述机械爪，所述机械爪与所述机器人控制组件控制电性连接，所述机械爪为定制尺寸的夹爪，整个所述可升降抓取装置由所述机器人安装座中的传感器与所述机器人控制组件控制驱动；

所述可伸缩应变计存储盒包括电动伸缩杆二和存储盒，所述电动伸缩杆二设置在所述圆柱形盒内的侧面上，所述电动伸缩杆二的自由端设置有所述存储盒，所述存储盒内部设置为与应变计配合的定制格式结构，每一格内放置有一个所述应变计，每一格可刚好嵌入一个所述应变计；

所述圆柱形盒的外侧侧面设置有所述理线盒，所述理线盒为多孔空心盒，孔径略大于所述应变计的尾线，在所述机器人底盘壁面开洞后将所述理线盒焊接固定在所述机器人底盘外壁，应用时将所述应变计放置在所述存储盒内，所述应变计的尾线穿过所述开口后放入到所述理线盒上相应的孔内。

所述机器人爬高装置包括方形节点一、水平伸缩电缸、直立伸缩电缸、方形节点二和电磁铁一；

所述机器人侧箱上部中段设置有所述直立伸缩电缸，所述直立伸缩电缸的自由端设置有所述方形节点一，所述方形节点一的一侧设置有所述水平伸缩电缸，所述水平伸缩电缸的自由端设置有所述方形节点二，所述方形节点二的下侧面设置有竖直杆，所述竖直杆的下端设置有所述电磁铁一。

所述机器人爬高装置与所述机器人控制组件电性连接并由所述机器人控制组件单独控制。

所述机器人足式移动装置包括机械臂和电磁铁二，所述机械臂的一端设置在所述机器人侧箱下部，所述机械臂的另一端设置有所述电磁铁二，所述机械臂和所述电磁铁二之间通过绝缘材料制作的圆珠轴承相连。

所述机器人足式移动装置与所述机器人控制组件电性连接并由所述机器人控制组件单独控制。

所述机器人足式移动装置的每一条所述机械臂都由两个铰接关节组成，这些关节可以自由旋转和弯曲，以模拟动物的步态，每个关节都与所述机器人安装座中的电机和驱动器相连，用于控制所述机械臂的运动。所述供电装置包括直流电机，所述机器人足式移动装置的电机和驱动器使用所述机器人侧箱中的直流电机供能，能够提供足够强大的驱动力和精准的控制能力。

机器人的操作步骤如下：使用时可以通过机器人控制组件和相匹配的遥控器对机器人进行操控，当机器人移动到球节点处需要爬升时，可以操纵机器人移动到球节点前合适位置，通过控制所述直立伸缩电缸抬升使得所述电磁铁一高于球节点，再控制所述水平伸缩电缸向前移动，使得所述电磁铁一位于球节点正上方，之后缓缓下降所述直立伸缩电缸，给所述电磁铁一通电使其吸附在球节点上，接着使所述机器人足式移动装置失去磁性收起足部，通过所述直立伸缩电缸和所述水平伸缩电缸的相对移动将机器人主体放置到球节点上，完成爬高过程。

所述机器人底盘和所述机器人安装座间通过所述转轴盘连接来达到转向的效果：在机器人达到球节点后根据既定路线需要控制机器人转向继续行走，机器人可以将所述机器人足式移动装置的四足同步缓缓收起，所述机器人底盘与球节点直接接触，由于所述机器人底盘与所述机器人安装座之间采用所述转轴盘连接，使用者可以操纵其转动任意角度继续行走；

使用机器人进行应变计安装时，使用者需要提前在所述中放置好待安装的所述应变计，并将各所述应变计上的尾线放置进所述理线盒内。当机器人移动到杆件上需要安装所述应变计处时，根据使用者想要放置几号所述应变计，所述可伸缩应变计存储盒通过所述电动伸缩杆二控制移动到合适位置，接着通过控制所述可升降抓取装置中的所述电动伸缩杆一和所述机械爪将相应的所述应变计取出。由于所述机器人底盘底面设置有开口，所述机械爪可以直接将所述应变计放置在杆件上并按压牢固，其中固定所述应变计用的胶水为提前布置好的，安装完成后机器人继续行走，机器人行走的过程中可以将刚刚安装的所述应变计的电缆线从所述理线盒内抽出。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的制作简单，原材料常见易得，遥控式的半自动机器人能够很好的代替人工完成在高空网架布设应变计的工作，既保证了工作效率也保障了工人安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例中机器人底盘视角一的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中机器人底盘视角二的结构示意图。

其中，附图标记为：1、机器人侧箱；2、机器人安装座；3、机械臂；4、电磁铁二；5、机器人底盘；6、直立伸缩电缸；7、形节点一；8、水平伸缩电缸；9、方形节点二；10、电磁铁一；11、转轴盘；12、可升降抓取装置；13、可伸缩应变计存储盒；14、理线盒。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1-3，一种网架穿线布设机器人，包括一对机器人侧箱1、设置在一对机器人侧箱1之间的机器人安装座2和设置在机器人安装座2下部的机器人底盘5；

器人侧箱1内部安装有蓄电装置与供电装置，机器人安装座2的座体内部安装有机器人控制组件，机器人控制组件包括电机、驱动器、控制器等，机器人安装座2的两侧分别与两侧的机器人侧箱1中空连通并通过螺钉连接，由机器人侧箱1供电给机器人控制组件来驱动机器人，机器人底盘5内部设置有穿线布设装置；

两侧机器人侧箱1下部前后均设置有机器人足式移动装置，两侧机器人侧箱1上部中段均设置有机器人爬高装置。

机器人底盘5包括内部设置为中空的圆柱形盒，圆柱形盒的下端面设置有开口贯通到内部，圆柱形盒的外侧上端面设置有转轴盘11；

机器人安装座2下侧面设置有轴承，轴承外围设置有转轴盘11，转轴盘11的上端面设置有与轴承配合的凹槽，轴承的外圈设置在凹槽内，转轴盘11通过焊接固定在机器人底盘5主体上，机器人安装座2下侧面设置有相应的驱动电机，转轴盘11设置有相应的齿轮组与驱动电机连接，驱动电机与机器人控制组件电性连接，驱动电机由机器人控制组件控制，需要时可以控制驱动电机转动机器人底盘5一定的角度；

穿线布设装置包括设置在圆柱形盒内的可升降抓取装置12、可伸缩应变计存储盒13和理线盒14；

可升降抓取装置12包括电动伸缩杆一和机械爪，电动伸缩杆一设置在圆柱形盒内的顶面上，电动伸缩杆一的自由端设置有机械爪，机械爪与机器人控制组件控制电性连接，机械爪为定制尺寸的夹爪，整个可升降抓取装置12由机器人安装座2中的传感器与机器人控制组件控制驱动；

可伸缩应变计存储盒13包括电动伸缩杆二和存储盒，电动伸缩杆二设置在圆柱形盒内的侧面上，电动伸缩杆二的自由端设置有存储盒，存储盒内部设置为与应变计配合的定制格式结构，每一格内放置有一个应变计，每一格可刚好嵌入一个应变计；

圆柱形盒的外侧侧面设置有理线盒14，理线盒14为多孔空心盒，孔径略大于应变计的尾线，在机器人底盘5壁面开洞后将理线盒14焊接固定在机器人底盘5外壁，应用时将应变计放置在存储盒内，应变计的尾线穿过开口后放入到理线盒14上相应的孔内。

机器人爬高装置包括方形节点一7、水平伸缩电缸8、直立伸缩电缸6、方形节点二9和电磁铁一10；

机器人侧箱1上部中段设置有直立伸缩电缸6，直立伸缩电缸6的自由端设置有方形节点一7，方形节点一7的一侧设置有水平伸缩电缸8，水平伸缩电缸8的自由端设置有方形节点二9，方形节点二9的下侧面设置有竖直杆，竖直杆的下端设置有电磁铁一10。

机器人爬高装置与机器人控制组件电性连接并由机器人控制组件单独控制。

机器人足式移动装置包括机械臂3和电磁铁二4，机械臂3的一端设置在机器人侧箱1下部，机械臂3的另一端设置有电磁铁二4，机械臂3和电磁铁二4之间通过绝缘材料制作的圆珠轴承相连。

机器人足式移动装置与机器人控制组件电性连接并由机器人控制组件单独控制。

机器人足式移动装置的每一条机械臂3都由两个铰接关节组成，这些关节可以自由旋转和弯曲，以模拟动物的步态，每个关节都与机器人安装座2中的电机和驱动器相连，用于控制机械臂3的运动。供电装置包括直流电机，机器人足式移动装置的电机和驱动器使用机器人侧箱1中的直流电机供能，能够提供足够强大的驱动力和精准的控制能力。

机器人的操作步骤如下：使用时可以通过机器人控制组件和相匹配的遥控器对机器人进行操控，当机器人移动到球节点处需要爬升时，可以操纵机器人移动到球节点前合适位置，通过控制直立伸缩电缸6抬升使得电磁铁一10高于球节点，再控制水平伸缩电缸8向前移动，使得电磁铁一10位于球节点正上方，之后缓缓下降直立伸缩电缸6，给电磁铁一10通电使其吸附在球节点上，接着使机器人足式移动装置失去磁性收起足部，通过直立伸缩电缸6和水平伸缩电缸8的相对移动将机器人主体放置到球节点上，完成爬高过程。

机器人底盘5和机器人安装座2间通过转轴盘11连接来达到转向的效果：在机器人达到球节点后根据既定路线需要控制机器人转向继续行走，机器人可以将机器人足式移动装置的四足同步缓缓收起，机器人底盘5与球节点直接接触，由于机器人底盘5与机器人安装座2之间采用转轴盘11连接，使用者可以操纵其转动任意角度继续行走；

使用机器人进行应变计安装时，使用者需要提前在中放置好待安装的应变计，并将各应变计上的尾线放置进理线盒14内。当机器人移动到杆件上需要安装应变计处时，根据使用者想要放置几号应变计，可伸缩应变计存储盒13通过电动伸缩杆二控制移动到合适位置，接着通过控制可升降抓取装置12中的电动伸缩杆一和机械爪将相应的应变计取出。由于机器人底盘5底面设置有开口，机械爪可以直接将应变计放置在杆件上并按压牢固，其中固定应变计用的胶水为提前布置好的，安装完成后机器人继续行走，机器人行走的过程中可以将刚刚安装的应变计的电缆线从理线盒14内抽出。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种网架穿线布设机器人，其特征在于，包括一对机器人侧箱(1)、设置在一对所述机器人侧箱(1)之间的机器人安装座(2)和设置在所述机器人安装座(2)下部的机器人底盘(5)；

所述机器人安装座(2)的座体内部安装有机器人控制组件，所述机器人安装座(2)的两侧分别与两侧的所述机器人侧箱(1)中空连通并通过螺钉连接，所述机器人底盘(5)内部设置有穿线布设装置；

两侧所述机器人侧箱(1)下部前后均设置有机器人足式移动装置，两侧所述机器人侧箱(1)上部中段均设置有机器人爬高装置。

2.根据权利要求1所述的网架穿线布设机器人，其特征在于，所述机器人底盘(5)包括内部设置为中空的圆柱形盒，所述圆柱形盒的下端面设置有开口贯通到内部，所述圆柱形盒的外侧上端面设置有转轴盘(11)；

所述机器人安装座(2)下侧面设置有轴承，所述轴承外围设置有所述转轴盘(11)，所述机器人安装座(2)下侧面设置有相应的驱动电机，所述转轴盘(11)设置有相应的齿轮组与所述驱动电机连接，所述驱动电机与所述机器人控制组件电性连接。

3.根据权利要求2所述的网架穿线布设机器人，其特征在于，所述穿线布设装置包括设置在所述圆柱形盒内的可升降抓取装置(12)、可伸缩应变计存储盒(13)和理线盒(14)；

所述可升降抓取装置(12)包括电动伸缩杆一和机械爪，所述电动伸缩杆一设置在所述圆柱形盒内的顶面上，所述电动伸缩杆一的自由端设置有所述机械爪；

所述可伸缩应变计存储盒(13)包括电动伸缩杆二和存储盒，所述电动伸缩杆二设置在所述圆柱形盒内的侧面上，所述电动伸缩杆二的自由端设置有所述存储盒，所述存储盒内部设置为与应变计配合的定制格式结构，每一格内放置有一个所述应变计；

所述圆柱形盒的外侧侧面设置有所述理线盒(14)，所述理线盒(14)为多孔空心盒。

4.根据权利要求1所述的网架穿线布设机器人，其特征在于，所述机器人爬高装置包括方形节点一(7)、水平伸缩电缸(8)、直立伸缩电缸(6)、方形节点二(9)和电磁铁一(10)；

所述机器人侧箱(1)上部中段设置有所述直立伸缩电缸(6)，所述直立伸缩电缸(6)的自由端设置有所述方形节点一(7)，所述方形节点一(7)的一侧设置有所述水平伸缩电缸(8)，所述水平伸缩电缸(8)的自由端设置有所述方形节点二(9)，所述方形节点二(9)的下侧面设置有竖直杆，所述竖直杆的下端设置有所述电磁铁一(10)。

5.根据权利要求1所述的网架穿线布设机器人，其特征在于，所述机器人足式移动装置包括机械臂(3)和电磁铁二(4)，所述机械臂(3)的一端设置在所述机器人侧箱(1)下部，所述机械臂(3)的另一端设置有所述电磁铁二(4)。