一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置，具备智能化自动抓取、置位单根或多根钢筋的功能。该装置是基于三轴运动系统用来抓取和摆放钢筋的智能机械手装置，该装置以三轴运动系统为基础，设置了进给电机控制机械手单独行走，设置了机械手气缸控制机械手单独伸缩和定位，设置了多级液压缸实现多根钢筋的抓取。该装置操作简单，与传统工作方式相比节省了人力资源，可以标准化、批量化工作，大大提高了产品的合格率。

A kind of intelligent mechanical device for placing steel bars in prefabricated concrete components

【技术实现步骤摘要】
一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置
本专利技术涉及建筑工业化
，具体为一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置。
技术介绍
预制混凝土构件是建筑工业化的重要品部件，其工厂化工业生产方式具有生产效率高、产品质量好、环境污染低等优势而获得快速发展。国外在此领域起步较早，预制混凝土构件生产装置技术水平高，体系完善，但在我国应用推广时，却存在成本高、难以适用我国预制混凝土构件生产工艺的问题，其生产效用并没有得到充分发挥。钢筋置位是预制混凝土构件工业化生产的重要一环，存在占用劳动力多、成本高，企业生产受人员流动影响大等问题，究其根本原因是国内缺少钢筋置位的机械装置，难以实现自动化的钢筋置位。目前，国内主要采用钢筋加工单元，将加工厂出来的钢筋人工手动置位到布料区域中，完成绑扎组网。而国外则直接采用钢筋网片生产线生产出钢筋网片，将生产好的网片直接放入布料区域内，此种方式需要额外配备钢筋网片生产线，成本高昂、占用厂房地方大，同时也导致当前企业内现有钢筋加工单元浪费，生产的钢筋网片还存在不适用国内出筋工艺需求的问题。
技术实现思路
针对于上述问题，本专利技术的目的是提供一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置，具体技术方案如下：一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置，包括机架立柱、支架立柱、连杆、支架支撑杆、支架连接杆、机械手底板；所述机架立柱1顶端水平面内设置了两条x轴移动轨道，一条x轴移动轨道设置了x轴齿轮齿条传动机构和x轴电机导轨，另一条x轴移动轨道上只设置了x轴齿轮齿条传动机构；两条x轴轨道上方沿y轴方向水平放置了y轴连接轴，y轴连接轴可以沿x轴轨道往复行走，带动机械手实现x轴方向上定位；在y轴连接轴上安装了y轴移动轨道，y轴移动轨道上安装了y轴齿轮齿条传动机构，y轴传动电机通过连接杆与z轴载物板相连，同时y轴传动电机可以沿y轴轨道往复行走，带动机械手实现y轴方向上定位；所述z轴载物板另一侧设置了z轴移动轨道，且z轴移动轨道上下两端对称设置了限位挡板，限位挡板中间设置了z轴传动齿条，z轴传动齿条两端对称设置了的两个六角螺栓，当z轴传动电机工作时，带动与z轴传动齿条相啮合的z轴传动齿轮一起转动，实现机械手支架z轴方向上下运动；所述z轴移动轨道下端设置了主动轮，其与从动轮组成的齿轮传动机构，其中主动轮与旋转电机通过平键连接在一起，旋转电机通过旋转连接板固定在z轴移动轨道上，从动轮固定在z轴移动轨道下端的立柱中间；旋转电机工作时，带动主动轮旋转，与主动轮啮合的从动轮也一起旋转，立柱与从动轮同步动作，带动支架连接杆水平方向旋转，实现多个方向抓取、摆放钢筋的功能；多级液压缸通过多级液压缸连接块与多级液压缸支撑杆固定；所述支架连接杆上设置了三个相同的机械手支架，中间的机械手支架焊接在连杆上与连杆一起动作，两侧的机械手支架分别通过多级液压缸支撑杆与中间的机械手支架相连。可以根据工作现场的实际情况改变多级液压缸的推动力，使两侧的机械手支架可以沿着连杆往复运动，从而调节三个机械手支架之间的距离达到抓取和摆放不同距离多根钢筋的目的；所述机械手支架是由两根支架支撑杆，两根支架连接杆，四根支架立柱以及两个机械手底板组成的立体框架结构；一个机械手底板上安装了进给电机导轨和齿轮齿条传动机构，另一个机械手底板上只安装了齿轮齿条传动机构；每个进给电机导轨上设置了三个相同的进给电机，所述进给电机通过机械手连接杆与两个齿轮齿条传动机构中的齿轮连接在一起同步动作，在机械手连接杆中间设置了机械手连接板，两者接触的地方设置了滚动轴承，使机械手连接杆可以在机械手连接板内转动。在机械手连接板中间竖直方向上安装了机械手，机械手与机械手连接杆在水平方向上同步运动；进给电机工作时分别控制三个机械手，使三个机械手均可以在机械手底板上单独往复行走，实现水平方向精准定位；在三个机械手连接板下端均固定了相同的直线导轨滑块，三个直线导轨滑块在直线导轨上滑动，所述直线导轨两端对称安装了两个直线导轨固定元件，所述直线导轨固定元件焊接在支架立柱上，直线导轨的设置限制了机械手连接板的自由度，不会出现其随着进给电机一起旋转的现象，使运动更加平稳；在每个机械手上端均设置了机械手气缸，气缸上设有紧箍圈；机械手气缸单独控制机械手实现抓取，同时单独控制机械手的伸缩，不用连续定位，只用在两个极限位置定位。所述的一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置，其优选方案为所有电机传动导轨和齿轮齿条传动机构均设置了限位保护，对电机和齿条进行保护，同时避免工作时对装置造成损坏。所述的一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置，其优选方案为多级液压缸可以根据工作现场的实际情况调节三个机械手支架之间的距离，实现抓取、摆放不同距离的钢筋以及向不同大小角钢里穿钢筋。所述的一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置，其优选方案为所述进给电机导轨两端对称设置了限位挡板。所述的一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置，其优选方案为三个进给电机单独控制机械手在机械手底板上行走，可以根据钢筋的长短调整机械手之间的距离，当抓取较长的钢筋时，适当加大三个机械手之间距离，当抓取较短钢筋时，适当缩短三个机械手之间的距离。所述的一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置，其优选方案为机械手气缸单独控制机械手的伸缩和抓取，这一功能在向角钢里穿钢筋时显得尤为重要，三个机械手抓着同一根钢筋，当第一个机械手快碰到角钢时第一个机械手可以暂时松开钢筋向上缩回，越过角钢后再次向下伸出抓紧钢筋，第二、三个机械手也是如此，直到完成工作。仅为专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其使用新型构思加以等同替换或更改，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本专利技术的有益效果：与传统施工方式相比，本专利技术结构科学合理，使用安全方便：本专利技术是一种基于三轴运动系统用于抓取和摆放钢筋的智能机械手装置，采用齿轮齿条进行传动，传动精度较高，运动平稳可靠。在三轴运动系统的基础上，增设了三个由支架连接杆连接在一起的机械手支架，三个机械手支架可以根据工作现场的实际情况调节相对距离。每个机械手支架底板上都设置了三个相同的进给电机，三个进给电机单独控制机械手在支架底板上行走，可以根据钢筋的长短调整机械手之间的距离。每个机械手上方均设置了机械手气缸，机械手气缸单独控制机械手实现抓取，同时单独控制机械手的伸缩。同时，在每个传动电机移动导轨和齿轮齿条传动机构的两端均对称设置了限位挡板，避免工作时超出行程对装置造成损害。附图说明图1为一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置；图2为图1中A区域的结构示意图；图3为图1中B区域的结构示意图；图4为图1中C区域的结构示意图。图中：1、机架立柱；2、x轴移动轨道；3、y轴连接轴；4、y轴传动电机；5、y轴齿轮齿条传动机构；6、x轴齿轮齿条传动机构；7、x轴电机导轨；8、y轴移动轨道；9、连杆；10、支架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置，其特征在于，包括机架立柱、支架立柱、连杆、支架支撑杆、支架连接杆、机械手底板；/n所述机架立柱1顶端水平面内设置了两条x轴移动轨道，一条x轴移动轨道设置了x轴齿轮齿条传动机构和x轴电机导轨，另一条x轴移动轨道上只设置了x轴齿轮齿条传动机构；两条x轴轨道上方沿y轴方向水平放置了y轴连接轴，y轴连接轴可以沿x轴轨道往复行走，带动机械手实现x轴方向上定位；/n在y轴连接轴上安装了y轴移动轨道，y轴移动轨道上安装了y轴齿轮齿条传动机构，y轴传动电机通过连接杆与z轴载物板相连，同时y轴传动电机可以沿y轴轨道往复行走，带动机械手实现y轴方向上定位；/n所述z轴载物板另一侧设置了z轴移动轨道，且z轴移动轨道上下两端对称设置了限位挡板，限位挡板中间设置了z轴传动齿条，z轴传动齿条两端对称设置了的两个六角螺栓，当z轴传动电机工作时，带动与z轴传动齿条相啮合的z轴传动齿轮一起转动，实现机械手支架z轴方向上下运动；/n所述z轴移动轨道下端设置了主动轮，其与从动轮组成的齿轮传动机构，其中主动轮与旋转电机通过平键连接在一起，旋转电机通过旋转连接板固定在z轴移动轨道上，从动轮固定在z轴移动轨道下端的立柱中间；旋转电机工作时，带动主动轮旋转，与主动轮啮合的从动轮也一起旋转，立柱与从动轮同步动作，带动支架连接杆水平方向旋转，实现多个方向抓取、摆放钢筋的功能；/n多级液压缸通过多级液压缸连接块与多级液压缸支撑杆固定；/n所述支架连接杆上设置了三个相同的机械手支架，中间的机械手支架焊接在连杆上与连杆一起动作，两侧的机械手支架分别通过多级液压缸支撑杆与中间的机械手支架相连。可以根据工作现场的实际情况改变多级液压缸的推动力，使两侧的机械手支架可以沿着连杆往复运动，从而调节三个机械手支架之间的距离达到抓取和摆放不同距离多根钢筋的目的；/n所述机械手支架是由两根支架支撑杆，两根支架连接杆，四根支架立柱以及两个机械手底板组成的立体框架结构；一个机械手底板上安装了进给电机导轨和齿轮齿条传动机构，另一个机械手底板上只安装了齿轮齿条传动机构；每个进给电机导轨上设置了三个相同的进给电机，所述进给电机通过机械手连接杆与两个齿轮齿条传动机构中的齿轮连接在一起同步动作，在机械手连接杆中间设置了机械手连接板，两者接触的地方设置了滚动轴承，使机械手连接杆可以在机械手连接板内转动。在机械手连接板中间竖直方向上安装了机械手，机械手与机械手连接杆在水平方向上同步运动；进给电机工作时分别控制三个机械手，使三个机械手均可以在机械手底板上单独往复行走，实现水平方向精准定位；/n在三个机械手连接板下端均固定了相同的直线导轨滑块，三个直线导轨滑块在直线导轨上滑动，所述直线导轨两端对称安装了两个直线导轨固定元件，所述直线导轨固定元件焊接在支架立柱上，直线导轨的设置限制了机械手连接板的自由度，不会出现其随着进给电机一起旋转的现象，使运动更加平稳；/n在每个机械手上端均设置了机械手气缸，气缸上设有紧箍圈；机械手气缸单独控制机械手实现抓取，同时单独控制机械手的伸缩，不用连续定位，只用在两个极限位置定位。/n...

【技术特征摘要】
1.一种预制混凝土构件智能钢筋置位机械装置，其特征在于，包括机架立柱、支架立柱、连杆、支架支撑杆、支架连接杆、机械手底板；
所述机架立柱1顶端水平面内设置了两条x轴移动轨道，一条x轴移动轨道设置了x轴齿轮齿条传动机构和x轴电机导轨，另一条x轴移动轨道上只设置了x轴齿轮齿条传动机构；两条x轴轨道上方沿y轴方向水平放置了y轴连接轴，y轴连接轴可以沿x轴轨道往复行走，带动机械手实现x轴方向上定位；
在y轴连接轴上安装了y轴移动轨道，y轴移动轨道上安装了y轴齿轮齿条传动机构，y轴传动电机通过连接杆与z轴载物板相连，同时y轴传动电机可以沿y轴轨道往复行走，带动机械手实现y轴方向上定位；
所述z轴载物板另一侧设置了z轴移动轨道，且z轴移动轨道上下两端对称设置了限位挡板，限位挡板中间设置了z轴传动齿条，z轴传动齿条两端对称设置了的两个六角螺栓，当z轴传动电机工作时，带动与z轴传动齿条相啮合的z轴传动齿轮一起转动，实现机械手支架z轴方向上下运动；
所述z轴移动轨道下端设置了主动轮，其与从动轮组成的齿轮传动机构，其中主动轮与旋转电机通过平键连接在一起，旋转电机通过旋转连接板固定在z轴移动轨道上，从动轮固定在z轴移动轨道下端的立柱中间；旋转电机工作时，带动主动轮旋转，与主动轮啮合的从动轮也一起旋转，立柱与从动轮同步动作，带动支架连接杆水平方向旋转，实现多个方向抓取、摆放钢筋的功能；
多级液压缸通过多级液压缸连接块与多级液压缸支撑杆固定；
所述支架连接杆上设置了三个相同的机械手支架，中间的机械手支架焊接在连杆上与连杆一起动作，两侧的机械手支架分别通过多级液压缸支撑杆与中间的机械手支架相连。可以根据工作现场的实际情况改变多级液压缸的推动力，使两侧的机械手支架可以沿着连杆往复运动，从而调节三个机械手支架之间的距离达到抓取和摆放不同距离多根钢筋的目的；
所述机械手支架是由两根支架支撑杆，两根支架连接杆，四根支架立柱以及两个机械手底板组成的立体框架结构；一个机械手底板上安装了进给电机导轨和齿轮齿条传动机构，另一个机械手底板上只安装了齿轮齿条传动机构；每个进给电机导轨上设置了三个相同的进给电机，所述进给电机通过机械手连接杆与两个齿轮齿条传动机构中的齿轮连接在一起同步动作，在机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬，张珂，张亚欣，孙辉，张成龙，王宏伟，张友崇，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21