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一种混凝土振捣机器人制造技术

技术编号:19444837 阅读:42 留言:0更新日期:2018-11-14 16:10
本发明专利技术是涉及一种混凝土振捣机器人,可用于施工现场混凝土的振捣。本发明专利技术主要由以下几部分构成:①六足式移动底盘;②控制组件;③驱动模块;④振捣模块。本发明专利技术将振捣棒固定在多腿机器人上,可以通过APP无线遥控振捣机器人的行驶方向和速度,还可以无线遥控振捣棒的开启和振捣频率,实现精确振捣。本发明专利技术体积较小,能够适应狭小复杂的地形;振捣密实度度高,振捣质量好,振捣效率高,省时省力,可以全天候振捣;缩短工期操作方便,上手快,对工作人员的要求比较低。通过手机APP可以方便地控制振捣机器人行驶和振捣,对施工人员地体力和经验要求远低于手持振捣。本发明专利技术经过安装和振捣模拟,证明其振捣混凝土的可行性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土振捣机器人
本专利技术涉及一种机器人模型,具体地说涉及一种属于工程施工领域,可用于混凝土振捣的智能机器人。
技术介绍
在工程施工过程中,混凝土性能受到材料、环境、施工以及标准等许多因素的影响。从施工角度对混凝土性能的影响来看,混凝土振捣工艺无疑是最为重要的影响因素。混凝土振捣的密实程度直接影响混凝土的强度、抗渗及抗冻等性能,对建筑工程施工质量和使用产生很大的影响。目前,国内的混凝土振捣工艺处于相对落后的状态,仅达到国外发达国家40年以前的水平,主要存在三个方面的不足:①振捣质量标准低,检测手段落后。水泥混凝土制品及混凝土拌合物质量检验标准中,振捣频次及混凝土本体的内部质量标准缺乏,检验手段落后。缺乏直观的振捣频率测量仪器和标准以便于在施工来把握数据。国内混凝土产品本身设定的振捣质量标准低,混凝土振捣质量检验标准不严格,缺少相应的检验手段,导致混凝土产品质量低下;②施工环境恶劣,振捣工艺复杂。在有些工程中,混凝土振捣现场钢筋网和模板分布密集,空间狭小,施工人员难以进入,导致振捣质量得不到保证或无法振捣,降低混凝土的使用寿命。③混凝土振捣规范要求复杂,以插入式混凝土振捣棒为例,规范要求直上直下,快插慢拔等,插点均匀,速度适中等,对操作者技术熟练度、责任心和体力状况等因素提出了很高的要求,混凝土振捣质量和效率往往难以保证,延缓了工程进度。为了提高混凝土振捣质量,提高振捣效率和精度,本专利技术提出一种新型混凝土振捣机器人。
技术实现思路
为了克服现有振捣工艺的不足,本专利技术提供一种混凝土振捣机器人,其六足式移动结构和小巧的体型能够很好的适应钢筋密布的施工环境,提高混凝土运输的振捣质量,此外,通过无线遥控能够更加方便地进行振捣,省时省力,提高效率。为了实现上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案为:一种混凝土振捣机器人,包括六足式移动底盘、控制组件、驱动模块、振捣模块,其特征在于,所述六足式移动底盘由底板和机械腿组成;底板由两个双孔梁和两个单孔梁组成,呈井字形分布;底板的四个角点上分别通过连接轴和机械腿固定在一起;在底板前部左、右两侧,分别通过连接轴固定一个固定腿,固定腿可以绕连接轴转动;设置于同一单孔梁的两个机械前腿连接且呈人字形,设置于同一单孔梁的两个机械后腿连接且呈人字形,连接腿和固定腿相连,连接腿、机械前腿、机械后腿固定在驱动电机端部;驱动电机转动时连接腿、机械前腿和机械后腿一起转动,机械腿之间的角度随着转动发生由小到大再由大到小的周而复始的变化,进而实现机器人前进或后退;当左、右的驱动电机的转速设置的不一致时,机器人发生转动实现转弯。左、右的驱动电机用于分别驱动两个单孔梁上安装的机械腿的转动;所述的机械腿包括机械后腿、机械前腿、连接腿、固定腿;机械腿之间的角度指两个机械前腿之间、两个机械后腿之间的角度。所述控制组件由MegiPi控制模块和传感器模块组成;MegiPi控制模块固定在底板前横梁上,MegiPi控制模块上依次插入超声波传感器、红外线传感器和蓝牙模块;USB接口位于MegiPi控制模块前方,锂电池位于MegiPi控制模块后方,电机驱动接口位于MegiPi控制模块上。驱动模块由驱动电机、光轴和电机支架组成;两个驱动电机分别通过电机支架固定在底板纵梁上;驱动电机端部与机械腿相连,带动机械腿前进,实现机器人行驶。驱动电机直接与机械前腿、机械后腿、连接腿三者共同的连接位置处连接。振捣模块由竖向支架、86RPM电机、齿轮、转动支架和振捣棒组成;两个竖向梁固定于底板后横梁上且作为竖向支架,转动电机通过光轴固定于竖向支架顶部,大齿轮穿过光轴,大齿轮与转动电机端部小齿轮啮合;另两个竖向梁穿过光轴并固定在大齿轮上,另两个竖向梁作为转动支架且和大齿轮一起绕光轴转动;振捣棒固定在转动支架顶部,方向朝下。六足式移动底盘主要由单孔梁、双孔梁组成。各个机械腿可以绕轴转动,由单孔梁通过螺丝组成的六足机械腿分别固定于井字形框架两侧,中腿和节肢固定于驱动电机转盘上,驱动电机启动时带动中腿转动,根据机械传动,节肢带动整个前腿和后腿运动,整个机器人能够前进或者后退。通过设置左右两个驱动电机转速,实现驱动电机的转动。控制组件主要由MegiPi电子板、锂电池、超声波传感器、红外线传感器、直流复用驱动和蓝牙模块组成。MegiPi电子板是电子模块的集成中心,其控制芯片中内置程序,通过集成电路接收、发送数字信号和控制电机,蓝牙模块实现无线控制,手机APP发送命令通过蓝牙模块向控制芯片发送命令,控制机器人的移动和振捣。驱动组件主要由两个185RPM编码电机、电机支架和连接片组成。编码电机固定于电机支架上通过连接片置于井字框架两侧,电机端部分别通过光轴与六足式机械腿相连,MegiPi电子板通过电机线与电机连接,为其供电。振捣模块主要由单孔梁、双孔梁、齿轮、86RPM电机和振捣棒组成。由单孔梁组成的支架固定于底板横梁上,电机通过支架固定于左侧竖直梁上,方向朝里,齿轮固定在穿过支架的光轴上,通过与电机端部小齿轮的啮合作用转动,带动固定于光轴上的振捣棒旋转,振捣棒内置电源,可以通过无线APP控制启闭和功率。混凝土振捣机器人模型的工作流程为:接通电源后,打开电源开关,通过手机APP向控制芯片发送指令,电机带动六足式机械腿转动,实现前进和转向,到达振捣目的地后,通过APP控制振捣模块的电机转动,振捣棒随之旋转,当振捣棒插入混凝土后,开启开关,进行振捣,振捣过程中通过APP即时调整功率和方向。相对于现有技术,本专利技术实现以下有益效果:(1)适应性强。混凝土振捣机器人模型体积较小,能够在狭小环境中行驶,六足式机械腿和轮式驱动相比,能够在钢筋密布地施工现场自由转弯,抓地力强。(2)振捣密实度度高,振捣质量好。与人工振捣相比,振捣机器人可以设置振捣的功率和次数,振捣的时间和强度能够符合规范要求,可以充分发挥混凝土的性能。(3)振捣效率高,省时省力,可以全天候振捣,缩短工期。振捣机器人受环境影响小,可以24小时振捣,节省大量的时间,有利于加快施工进度,缩短工期。(4)操作方便,上手快,对工作人员的要求比较低。通过手机APP可以方便地控制振捣机器人行驶和振捣,对施工人员地体力和经验要求远低于手持振捣。附图说明图1是本专利技术混凝土振捣机器人模型的外观立体图;图2是本专利技术混凝土振捣机器人模型的外观左视图;(为了便于观察去掉了振捣机器人的电机线);图3是本专利技术混凝土振捣机器人模型的外观俯视图(为了便于观察去掉了振捣机器人的振捣棒电机线);图4是本专利技术混凝土振捣机器人模型的振捣模块示意图(为了便于观察去掉了机械腿);图中:1机械前腿;2固定腿;3连接腿;4和5机械后腿;6振捣棒;7齿轮;8底板纵梁;9底板后横梁;10竖直梁;11光轴;12转动电机;13驱动电机;14、15、16电机驱动接口;17锂电池;18USB接口;19MegiPi控制模块;20超声波传感器;21底板前横梁;22红外线传感器;23蓝牙模块;24连接轴;25平脚底,26竖向支架,27转动支架。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本专利技术的基本结构,因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1-3所示,一种混凝土振捣机器人,包括六足式移动底盘、控制组件、驱动模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土振捣机器人,包括六足式移动底盘、控制组件、驱动模块、振捣模块,其特征在于,所述六足式移动底盘由底板和机械腿组成;底板由两个双孔梁和两个单孔梁组成,呈井字形分布;底板的四个角点上分别通过连接轴和机械腿固定在一起;在底板前部左、右两侧,分别通过连接轴固定一个固定腿,固定腿可以绕连接轴转动;设置于同一单孔梁的两个机械前腿连接且呈人字形,设置于同一单孔梁的两个机械后腿连接且呈人字形,连接腿和固定腿相连,连接腿、机械前腿、机械后腿固定在驱动电机端部;驱动电机转动时连接腿、机械前腿和机械后腿一起转动,机械腿之间的角度随着转动发生由小到大再由大到小的周而复始的变化,进而实现机器人前进或后退;当左、右的驱动电机的转速设置的不一致时,机器人发生转动实现转弯。

【技术特征摘要】
1.一种混凝土振捣机器人,包括六足式移动底盘、控制组件、驱动模块、振捣模块,其特征在于,所述六足式移动底盘由底板和机械腿组成;底板由两个双孔梁和两个单孔梁组成,呈井字形分布;底板的四个角点上分别通过连接轴和机械腿固定在一起;在底板前部左、右两侧,分别通过连接轴固定一个固定腿,固定腿可以绕连接轴转动;设置于同一单孔梁的两个机械前腿连接且呈人字形,设置于同一单孔梁的两个机械后腿连接且呈人字形,连接腿和固定腿相连,连接腿、机械前腿、机械后腿固定在驱动电机端部;驱动电机转动时连接腿、机械前腿和机械后腿一起转动,机械腿之间的角度随着转动发生由小到大再由大到小的周而复始的变化,进而实现机器人前进或后退;当左、右的驱动电机的转速设置的不一致时,机器人发生转动实现转弯。2.根据权利要求1所述的一种混凝土振捣机器人,其特征在于,左、右的驱动电机用于分别驱动两个单孔梁上安装的机械腿的转动;所述的机械腿包括机械后腿、机械前腿、连接腿、固定腿;机械腿之间的角度指两个机械前腿之间、两个机械后腿之间的角度。3.根据权利要求1所述的一种混凝土振捣机器人,其特征在于,所述控制组件由M...

【专利技术属性】
技术研发人员:强晟张智沛
申请(专利权)人:河海大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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