塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法技术方案

本发明专利技术提供一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法，内腔平台和外腔平台设置在钢筋部品的两侧，内腔平台上设有折弯焊接装置，外腔平台上设有拉钩筋料架，拉钩筋料架一侧设有钩筋送料平台；钩筋送料平台取出拉钩筋穿过钢筋部品，折弯焊接装置将拉钩筋端部折弯并焊接在钢筋部品上；内腔平台和外腔平台上均设有自动升降的升降架，升降架上设有横向驱动架，内腔平台上的折弯焊接装置和外腔平台上的钩筋送料平台分别设置在两个横向驱动架上，横向驱动架带动折弯焊接装置、钩筋送料平台横向滑动；内腔平台和外腔平台上设有视频监测设备，利用机械装置完成拉钩筋的自动上料、寻点、送料、安装、弯折、焊接等工作。焊接等工作。焊接等工作。

【技术实现步骤摘要】
塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法


[0001]本专利技术涉及桥梁建设领域，尤其是涉及一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法。

技术介绍

[0002]钢筋部品化施工是未来桥塔建设工艺发展的方向之一，提前将钢筋制作为钢筋部品，然后整体吊装至对接位置后，整体安装。利用钢筋部品化施工工艺可有效节省桥塔钢筋绑扎施工时间、提高钢筋绑扎质量，钢筋部品可在工厂或者专用胎架内利用机械化或半机械化作业，能有效降低劳动强度、改善作业环境、减少高空作业风险。
[0003]桥梁钢筋部品制作过程中，存在大量的拉钩筋，需要人工安装。作业过程繁琐，不利于桥梁钢筋工业化建造发展，亟需一种机械化拉钩筋安装，以代替人工作业。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统及其施工方法，解决钢筋部品在胎架内组拼时，拉钩筋安装纯人工操作的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，包括内腔平台和外腔平台，内腔平台和外腔平台设置在钢筋部品的两侧，内腔平台上设有折弯焊接装置，外腔平台上设有拉钩筋料架，拉钩筋料架一侧设有钩筋送料平台；钩筋送料平台取出拉钩筋穿过钢筋部品，折弯焊接装置将拉钩筋端部折弯并焊接在钢筋部品上；内腔平台和外腔平台上均设有自动升降的升降架，升降架上设有横向驱动架，内腔平台上的折弯焊接装置和外腔平台上的钩筋送料平台分别设置在两个横向驱动架上，横向驱动架带动折弯焊接装置、钩筋送料平台横向滑动；内腔平台和外腔平台上均设有多层滑动的人工平台，人工平台通过插销固定在平台上；内腔平台和外腔平台上设有视频监测设备，视频监测设备用于控制钩筋穿插位置。
[0006]优选方案中，升降架包括第一升降架和第二升降架，第一升降架设在在外腔平台上，第二升降架设置在内腔平台上；第一升降架两端与外腔平台立柱上的滑轨连接，第一升降架一侧设有第一电机，第一电机的齿轮与外腔平台上的齿条啮合；第一横向驱动架包括多个滑动轴，横向驱动架中部设有第一螺杆，第一螺杆与第二电机连接；拉钩筋料架与第一升降架通过螺母固定连接，拉钩筋料架设置在第一升降架一端，拉钩筋料架上设有多个向上折弯的放置扣，拉钩筋平直段放置在放置扣上。
[0007]优选方案中，钩筋送料平台下端的滑动套环设置在第一横向驱动架的滑动轴上，
钩筋送料平台下端的驱动螺母座与第一螺杆螺纹连接；钩筋送料平台上设有送料卡爪和固定卡爪，送料卡爪和固定卡爪设置在升降座上；钩筋送料平台上的支撑架上设有横向支撑架，横向取料滑动架与横向支撑架滑动连接，横向支撑架上的第四螺杆与横向取料滑动架螺纹连接，支撑架上的第五电机与第四螺杆连接；升降座与横向取料滑动架竖直滑动连接，横向取料滑动架上的第三螺杆与升降座螺纹连接，横向取料滑动架上的第四电机与第三螺杆连接；升降座下端设有滑动槽，送料卡爪与滑动槽滑动连接，滑动槽一端的第三电机上设有第二螺杆，第二螺杆与滑动槽平行设置，送料卡爪与第二螺杆螺纹连接；固定卡爪设置在滑动槽另一端，固定卡爪的两个卡爪端部设有对夹的滚轴，滚轴中部凹陷且两端凸起；固定卡爪和送料卡爪夹起拉钩筋，送料卡爪推动拉钩筋穿过钢筋部品。
[0008]优选方案中，固定卡爪和送料卡爪通过夹紧气缸驱动，夹紧气缸伸缩杆端部与对夹爪的拐角短边铰接，对夹爪的拐角位置与夹紧气缸铰接。
[0009]优选方案中，焊接折弯装置设置在焊接滑动座上，焊接滑动座与第二横向驱动架滑动连接，第二横向驱动架设置在第二升降架上；焊接滑动座下方与第二横向驱动架上的螺杆螺纹连接，螺杆通过电机驱动；焊接折弯装置的结构为：焊枪控制装置设置在折弯装置上，折弯装置与焊接滑动座滑动连接，焊接滑动座上的第六电机输出端设有第五螺杆，第五螺杆与焊接滑动座螺纹连接；第六电机带动第五螺杆转动，驱动整个焊接折弯装置靠近钢筋部品。
[0010]优选方案中，焊枪设置在焊枪控制装置上，且焊枪控制装置控制焊枪多位置移动焊接；折弯装置包括固定框架，固定框架与焊接滑动座连接，固定框架一侧设置有钩筋夹紧座，钩筋夹紧座用于夹紧钩筋平直段；固定框架一侧设置有折弯电动推杆，折弯电动推杆上设有固定支臂，折弯电动推杆伸缩杆端部与折弯拐臂端部铰接，固定支臂端部通过折弯铰接臂与折弯拐臂中部铰接，折弯拐臂活动端设有V形的折弯定位槽；钩筋夹紧座夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆推动折弯拐臂折弯钩筋平直端。
[0011]优选方案中，钩筋夹紧座夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆推动折弯拐臂折弯钩筋平直端；钩筋夹紧座设置在固定框架一侧，固定框架在钩筋夹紧座位置的一侧设置有定位卡槽，钢筋部品的钢筋卡在定位卡槽上定位；钩筋夹紧座包括两个对夹的上夹紧块和下夹紧块，两个夹紧块分别通过两个第三气缸驱动对夹；第三气缸的压紧顶推杆端部与顶推滑块连接，顶推滑块与固定板滑动连接，固定板与固定框架固定连接，顶推滑块下端通过推动铰接杆与上夹紧块铰接，上夹紧块通过多个导向柱与固定板滑动连接。
[0012]优选方案中，上夹紧块和下夹紧块上设有钩筋夹紧凹槽，钩筋夹紧凹槽用于夹紧钩筋；上夹紧块上设有多个定位凸块，下夹紧块上设有多个配合折弯定位槽的定位凹槽。
[0013]优选方案中，焊枪控制装置的结构为：焊枪安装架设置在折弯装置一侧，焊枪设置在滑块上，滑块与滑槽滑动连接，滑槽与焊枪安装架的滑动杆横向滑动连接，焊枪安装架上的第一气缸伸缩杆端部与滑块连接，焊枪安装架侧面的第二气缸伸缩杆端部与滑槽连接；焊枪焊接端部伸入到折弯装置内部，第一气缸和第二气缸移动焊枪位置将钩筋焊接在钢筋部品上。
[0014]S1、工作前准备：将人工平台全部升至顶部，并利用插销固定在平台顶部，内外腔拉钩筋安装设备移动至内腔平台和外腔平台底部；S2、拉钩筋装料：将装载拉钩筋的拉钩筋料架搬运至外腔平台的第一升降架端部位置固定；S3、网格识别：外腔平台上的第一升降架上升至待安装区域底部高度，钩筋送料平台上的机器视觉设备开始扫描钢筋部品上待安装拉钩筋的区域，识别主筋与箍筋构成的钢筋网格，机器视觉依次扫描一定区域，每次扫描完毕后，控制系统可以自动计算出扫描区域内拉钩筋的穿插定位点位置；S4、拉钩筋送料：钩筋送料平台上的送料卡爪和固定卡爪移动至拉钩筋料架上，从上至下依次开始抓取拉钩筋；抓取拉钩筋时，送料卡爪通过第三电机移动至距离钢筋部品最远端，送料卡爪通过气缸控制夹爪的夹紧，固定卡爪通过两个凹形滚轮，组成一个滚动通道，可以夹紧拉钩筋，同时也可以稍微松开一点，使拉钩筋沿着两轮之间的卡槽滑动；夹取拉钩筋后，两个夹爪夹紧，将拉钩筋抓起，随着第三电机移动至待穿拉钩筋的钢筋网格中；移动至待穿插定位点，将拉钩筋直端从外腔钢筋部品网格中穿入钢筋部品的网格中；拉钩筋在送料时，由于拉钩筋比较长，两个夹爪需要配合，当送料卡爪移动靠近固定卡爪时，此时固定卡爪气缸夹紧，送料卡爪气缸打开反向移动至最远端，再将拉钩筋夹紧，然后固定卡爪稍松一些；送料卡爪夹着拉钩筋继续送料，直至，拉钩筋弯钩与钢筋部品箍筋接触，且拉钩筋无法再移动为止；S5、拉钩筋定位：拉钩筋穿入部品后，弯折机构上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：包括内腔平台（1）和外腔平台（2），内腔平台（1）和外腔平台（2）设置在钢筋部品（5）的两侧，内腔平台（1）上设有折弯焊接装置，外腔平台（2）上设有拉钩筋料架（8），拉钩筋料架（8）一侧设有钩筋送料平台（12）；钩筋送料平台（12）取出拉钩筋（3）穿过钢筋部品（5），折弯焊接装置将拉钩筋（3）端部折弯并焊接在钢筋部品（5）上；内腔平台（1）和外腔平台（2）上均设有自动升降的升降架，升降架上设有横向驱动架，内腔平台（1）上的折弯焊接装置和外腔平台（2）上的钩筋送料平台（12）分别设置在两个横向驱动架上，横向驱动架带动折弯焊接装置、钩筋送料平台（12）横向滑动；内腔平台（1）和外腔平台（2）上均设有多层滑动的人工平台（4），人工平台（4）通过插销固定在平台上；内腔平台（1）和外腔平台（2）上设有视频监测设备，视频监测设备用于控制钩筋穿插位置。2.根据权利要求1所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：升降架包括第一升降架（10）和第二升降架（1001），第一升降架（10）设在在外腔平台（2）上，第二升降架（1001）设置在内腔平台（1）上；第一升降架（10）两端与外腔平台（2）立柱上的滑轨（7）连接，第一升降架（10）一侧设有第一电机（9），第一电机（9）的齿轮（901）与外腔平台（2）上的齿条（6）啮合；第一横向驱动架（11）包括多个滑动轴（1101），横向驱动架（11）中部设有第一螺杆（1102），第一螺杆（1102）与第二电机（1103）连接；拉钩筋料架（8）与第一升降架（10）通过螺母固定连接，拉钩筋料架（8）设置在第一升降架（10）一端，拉钩筋料架（8）上设有多个向上折弯的放置扣（801），拉钩筋（3）平直段放置在放置扣（801）上。3.根据权利要求1所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：钩筋送料平台（12）下端的滑动套环（1201）设置在第一横向驱动架（11）的滑动轴（1101）上，钩筋送料平台（12）下端的驱动螺母座（1202）与第一螺杆（1102）螺纹连接；钩筋送料平台（12）上设有送料卡爪（14）和固定卡爪（15），送料卡爪（14）和固定卡爪（15）设置在升降座（18）上；钩筋送料平台（12）上的支撑架（1203）上设有横向支撑架（1204），横向取料滑动架（1205）与横向支撑架（1204）滑动连接，横向支撑架（1204）上的第四螺杆（21）与横向取料滑动架（1205）螺纹连接，支撑架（1203）上的第五电机（22）与第四螺杆（21）连接；升降座（18）与横向取料滑动架（1205）竖直滑动连接，横向取料滑动架（1205）上的第三螺杆（19）与升降座（18）螺纹连接，横向取料滑动架（1205）上的第四电机（20）与第三螺杆（19）连接；升降座（18）下端设有滑动槽（13），送料卡爪（14）与滑动槽（13）滑动连接，滑动槽（13）一端的第三电机（17）上设有第二螺杆（16），第二螺杆（16）与滑动槽（13）平行设置，送料卡爪（14）与第二螺杆（16）螺纹连接；固定卡爪（15）设置在滑动槽（13）另一端，固定卡爪（15）的两个卡爪端部设有对夹的滚轴，滚轴中部凹陷且两端凸起；固定卡爪（15）和送料卡爪（14）夹起拉钩筋（3），送料卡爪（14）推动拉钩筋（3）穿过钢筋
部品（5）。4.根据权利要求3所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：固定卡爪（15）和送料卡爪（14）通过夹紧气缸（1401）驱动，夹紧气缸（1401）伸缩杆端部与对夹爪（1402）的拐角短边铰接，对夹爪（1402）的拐角位置与夹紧气缸（1401）铰接。5.根据权利要求1所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：焊接折弯装置设置在焊接滑动座（23）上，焊接滑动座（23）与第二横向驱动架（1104）滑动连接，第二横向驱动架（1104）设置在第二升降架（1001）上；焊接滑动座（23）下方与第二横向驱动架（1104）上的螺杆螺纹连接，螺杆通过电机驱动；焊接折弯装置的结构为：焊枪控制装置（26）设置在折弯装置（24）上，折弯装置（24）与焊接滑动座（23）滑动连接，焊接滑动座（23）上的第六电机（2301）输出端设有第五螺杆（2302），第五螺杆（2302）与焊接滑动座（23）螺纹连接；第六电机（2301）带动第五螺杆（2302）转动，驱动整个焊接折弯装置靠近钢筋部品（5）。6.根据权利要求5所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：焊枪（28）设置在焊枪控制装置（26）上，且焊枪控制装置（26）控制焊枪（28）多位置移动焊接；折弯装置（24）包括固定框架，固定框架与焊接滑动座（23）连接，固定框架一侧设置有钩筋夹紧座（27），钩筋夹紧座（27）用于夹紧钩筋平直段；固定框架一侧设置有折弯电动推杆（25），折弯电动推杆（25）上设有固定支臂（2407），折弯电动推杆（25）伸缩杆端部与折弯拐臂（2404）端部铰接，固定支臂（2407）端部通过折弯铰接臂（2406）与折弯拐臂（2404）中部铰接，折弯拐臂（2404）活动端设有V形的折弯定位槽（2405）；钩筋夹紧座（27）夹紧钩筋平直段后，折弯电动推杆（25）推动折弯拐臂（2404）折弯钩筋平直端。7.根据权利要求6所述一种塔柱拉钩筋简易安装机器人系统，其特征是：钩筋夹紧座（27）夹紧钩筋平直段...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸿，张永涛，杨秀礼，田唯，游新鹏，吴中正，陈斌，程茂林，刘宁波，余昌文，严双桥，董奇峰，刘航，周舒，黄建，徐亮，肖浩，夏昊，刘修成，朱明清，黄剑，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：