本发明涉及钢筋捆扎技术领域，特别涉及一种钢筋捆扎机及其可更换式枪头和工作方法。
背景技术：
随着近年来国内人力成本的不断提高，同时，人们对工作环境及劳动强度的诉求也越来越多，特别是建筑行业的高强度劳动及艰苦的工作环境尤为突出。同样，在欧美发达国家，企业不仅为了应对较高的劳动力成本以及较低的工作效率和工作质量，还要应对个人对工作强度不满等诸多诉求。因而，如何实现工业自动化已经是整个社会发展的重要课题，于是，高效率低强度的生产工具慢慢被人们所接受，其中也包括钢筋捆扎机，钢筋捆扎机能够有效解决人工手动捆扎方式效率低以及成本昂贵的问题。
然而，由于现有钢筋捆扎机存在以下缺点：
(1)现有的钢筋捆扎机，在制造完成后，其枪头部件是固定的，即枪头部件能对应使用的钢筋节点尺寸是有限的，经钢筋捆扎机枪头部件形成的铁丝圈能缠绕的钢筋节点尺寸也是有限的。且钢筋捆扎机一种枪头部件只合适绑扎一定尺寸范围内的钢筋节点，即对绑扎的钢筋交叉点其叠加的尺寸范围存在要求。
(2)当钢筋捆扎机绑扎钢筋交叉点的叠加尺寸超出枪头部件的使用范围时，钢筋捆扎机将无法正常使用。而当钢筋捆扎机绑扎钢筋交叉点的叠加尺寸远小于枪头部件的最大能使用的范围，将会造成钢筋绑扎不良，铁丝浪费，机器扭紧不稳定等问题。特别是当钢筋捆扎机绑扎钢筋交叉点的叠加尺寸远小于枪头部件的最大能使用的范围时，钢筋捆扎机在扭紧铁丝圈绑扎钢筋的过程十分复杂，即使钢筋捆扎机设置有扭力调节功能，也容易导致机器控制板做出错误判断，使铁丝过松不能绑紧钢筋或者铁丝扭断。
对此，单台钢筋捆扎机的使用存在局限性，需要多种型号的钢筋捆扎机，才能满足建筑工地复杂的钢筋绑扎作业。一般工人仅能携带单台钢筋捆扎机进行作业，钢筋绑扎不能全面覆盖。如使用多种型号钢筋捆扎机，会增加了工人的负担，不利于工具的管理。
由于上述原因，导致钢筋捆扎机并没有得到推广和普及。因此，现有钢筋捆扎机还有待进一步的改进与革新。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种钢筋的可更换式枪头，本发明通过可更换式枪头能够满足建筑工地上各种各样大小的钢筋组合方式的应用。
本发明的第二目的在于提供一种钢筋捆扎机。
本发明的第三目的在于提供一种钢筋捆扎机的工作方法。
本发明的第一目的通过以下技术方案实现：一种钢筋捆扎机的可更换式枪头，其特征在于，包括设置在枪头上的枪头信息鉴别部件，所述枪头安装在钢筋捆扎机上后，枪头信息鉴别部件连接到钢筋捆扎机的主控单元，主控单元通过枪头信息鉴别部件获取到枪头信息。
优选的，所述设置在枪头上的枪头信息鉴别部件为电阻，所述枪头安装在钢筋捆扎机上后，电阻的一端连接钢筋捆扎机的主控单元，另一端接地或电源，主控单元通过检测电阻的阻值大小获取到枪头信息。
更进一步的，所述设置在枪头上的电阻大小根据枪头口径进行选择，所述枪头上的电阻大小为1～40kω、50～80kω、100～400kω、560～820kω、1～2mω、3～5mω、8～10mω或20～30mω；
其中枪头安装在钢筋捆扎机上后，电阻的一端连接钢筋捆扎机的主控单元的adc采样端，通过adc采样端采集电阻上的电压大小。
优选的，所述设置在枪头上的枪头信息鉴别部件为存储枪头信息的电子标签，设置在枪头上的电子标签通过电子标签读写器连接到钢筋捆扎机的主控单元，主控单元通过电子标签获取到枪头信息。
优选的，所述设置在枪头上的枪头信息鉴别部件为存储有枪头信息的无线通信从机模块，无线通信从机模块通过无线通信模块连接到钢筋捆扎机的主控单元，主控单元通过无线通信模块从无线通信从机模块获取到枪头信息。
本发明的第二目的通过以下技术方案实现：一种钢筋捆扎机，包括枪壳、设置在枪壳内的主控单元、设置在枪壳内的送丝电机和扭丝电机以及安装在枪壳前端的枪头，所述主控单元通过电机驱动器连接送丝电机和扭丝电机，用于控制送丝电机和扭丝电机的转动；其特征在于，所述枪头为权利要求1至5中任一项所述的可更换式枪头。
优选的，还包括检测送丝电机转动圈数的霍尔元件以及采集扭丝电机电流值的电流采样装置；
所述霍尔元件连接主控单元；
所述主控单元通过电流采样装置连接扭丝电机，用于根据电流采样装置采集的扭丝电机电流值判断扭丝电机的扭力值。
优选的，还包括检测送丝电机转动圈数的光感检测器件以及采集扭丝电机电流值的电流采样装置；
所述光感检测器件包括光圈和光电耦合器，所述光圈边缘设置有多个等距离的透光槽，各相邻透光槽之间为光圈遮光部分，光圈安装在送丝电机轴心或送丝电机变速箱轴心上，所述光圈边缘伸入至光电耦合器的光源和受光器之间，所述光电耦合器连接主控单元；送丝电机转动时带动光圈转动，光圈转动时其透光槽和遮光部分依次经过光电耦合器的光源和受光器之间。
所述主控单元通过电流采样装置连接扭丝电机，用于根据电流采样装置采集的扭丝电机电流值判断扭丝电机的扭力值。
本发明的第三目的通过以下技术方案实现：一种上述钢筋捆扎机的工作方法，步骤如下：
主控单元针对不同枪头信息的枪头设定送丝电机对应的转动圈数阈值；同时，主控单元针对不同枪头信息的枪头设定扭丝电机对应的扭力阈值；
主控单元通过枪头信息鉴别部件获取到枪头信息，然后获取到针对该枪头信息所设定的送丝电机的转动圈数阈值以及扭丝电机的扭力阈值；
当钢筋捆扎机在送丝过程中时，主控单元实时获取送丝电机当前转动圈数，当电机当前转动圈数达到上述获取到的送丝电机的转动圈数阈值时，主控单元控制送丝电机停止转动，钢筋捆扎机枪头输出对应长度的铁丝；
当钢筋捆扎机在扭丝过程中时，主控单元实时采集扭丝电机的电流值，通过电流值判断扭丝电机当前扭力值，当扭丝电机当前扭力值达到上述所获取到的扭丝电机的扭力阈值时，主控单元控制扭丝电机停止转动，通过扭丝电机输出对应扭力。
优选的，当设置在枪头上的枪头信息鉴别部件为电阻时，当枪头安装在枪壳前端后，主控单元通过检测枪头上电阻的阻值大小获取到枪头信息；
当设置在枪头上的枪头信息鉴别部件为存储枪头信息的电子标签，主控单元通过电子标签读写器读取枪头上的电子标签，从而读取到其中的枪头信息；
当设置在枪头上的枪头信息鉴别部件为存储有枪头信息的无线通信从机模块，主控单元通过无线通信模块与枪头上的无线通信从机模块进行通信，从而获取到枪头信息；
当钢筋捆扎机在送丝过程中时，由与主控单元连接的霍尔元件实时检测出送丝电机当前转动圈数，当主控单元通过霍尔元件检测到电机当前转动圈数达到上述所获取到的送丝电机的转动圈数阈值时，通过电机驱动器控制送丝电机停止转动；或者，当钢筋捆扎机在送丝过程中时，主控单元通过光感检测器件实时检测出送丝电机当前转动圈数，当主控单元通过光感检测器件检测到电机当前转动圈数达到上述所获取到的送丝电机的转动圈数阈值时，通过电机驱动器控制送丝电机停止转动；
当钢筋捆扎机在扭丝过程中时，通过与主控单元连接的电流采集装置实时采集扭丝电机的电流值，然后通过电流采集装置采集的扭丝电机的电流值判断扭丝电机当前扭力值，当扭丝电机当前扭力值达到上述所获取到的扭丝电机的扭力阈值时，主控单元控制扭丝电机停止转动，通过扭丝电机输出对应扭力。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明一种钢筋捆扎机的可更换式枪头，包括设置在枪头上的枪头信息鉴别部件，枪头安装在钢筋捆扎机上后，枪头信息鉴别部件连接到钢筋捆扎机的主控单元，主控单元通过枪头信息鉴别部件获取到枪头信息。在本发明中，针对于不同口径的枪头可以设置不同枪头信息，主控单元可以根据获取到的枪头信息来识别出枪头的口径，从而去控制钢筋捆扎机枪头输出的铁丝长度和扭力；通过本发明这种可更换式枪头，可以满足建筑工地上各种各样大小的钢筋组合方式的应用，有效降低了工人携带和管理钢筋捆扎机的负担，也大大降低了建筑工地采购机器的成本。
(2)本发明钢筋捆扎机的可更换式的枪头中，枪头上设置的枪头信息鉴别部件可以为电阻，主控单元通过检测电阻的大小即可得到对应枪头信息，因此，本发明枪头信息鉴别部件结构非常简单，仅仅需要在现有的枪头上设置电阻即可实现枪头信息的识别。
(3)本发明钢筋捆扎机的可更换式的枪头中，枪头上设置在枪头上的枪头信息鉴别部件可以为存储枪头信息的电子标签，枪头上设置的电子标签通过电子标签读写器连接到钢筋捆扎机的主控单元，主控单元通过电子标签获取到枪头信息，其中本发明上述枪头信息鉴别部件无需要通过有线的方式连接到主控单元，直接通过无线方式进行枪头信息的获取，因此本发明上述可更换式的枪头结构可以使得钢筋捆扎机的结构更加简单。
(4)本发明钢筋捆扎机的可更换式的枪头中，设置在枪头上的枪头信息鉴别部件可以为存储有枪头信息的无线通信从机模块，无线通信从机模块通过无线通信模块连接到钢筋捆扎机的主控单元，主控单元通过无线通信模块和无线通信从机模块之间的通信获取到枪头信息。同样的，本发明上述枪头信息鉴别部件无需要通过有线的方式连接到主控单元，直接通过无线方式进行枪头信息的获取，可以使得钢筋捆扎机的结构更加简单。
(5)本发明的钢筋捆扎机包括本发明可更换式的枪头，其中在钢筋捆扎机中，通过主控单元为不同的枪头信息设定送丝电机对应的转动圈数阈值以及扭丝电机对应的扭力阈值；主控单元检测出枪头信息后，获取针对该枪头信息所设定的送丝电机的转动圈数阈值以及扭丝电机的扭力阈值；当钢筋捆扎机在送丝时，若送丝电机的转动圈数达到上述设定的转动圈数阈值，则控制送丝电机停止转动，此时钢筋捆扎机送出相应长度的铁丝。当钢筋捆扎机在扭丝时，若扭丝电机的扭力值达到扭力阈值，则控制扭丝电机停止转动；本发明钢筋捆扎机通过更换不同枪头信息的枪头能够实现各种直径大小的钢筋捆扎，在实际钢筋捆扎时只需要携带具备一台可更换式枪头的钢筋捆扎机和几种不同口径枪头即可，有效降低了工人携带和管理钢筋捆扎机的负担，也大大降低了建筑工地采购机器的成本。
(6)本发明的钢筋捆扎机中，主控单元可以通过连接的霍尔元件精确检测出送丝电机的转动圈数。另外本发明主控单元所连接的电流采集装置可以为连接在主控单元和电机之间的电阻，采集装置非常简单并且容易实现。
(7)本发明的钢筋捆扎机中，主控单元可以通过连接的光感检测器件精确检测出送丝电机的转动圈数，其中相比霍尔元件，本发明中采用光感检测器件能够更加精确检测出送丝电机的转动圈数，本发明采用光感检测器件检测送丝电机转动圈数的精确率能够提高7.5倍以上。
(8)本发明的钢筋捆扎机中，主控单元连接有语音播放装置，当枪头安装后，主控单元在获取到枪头信息后，可以通过语音播放装置播放出枪头信息，以提醒使用人员钢筋捆扎机当前所使用的枪头型号口径等信息。
附图说明
图1是本发明实施例1中钢筋捆扎机枪头结构示意图。
图2是本发明实施例1中钢筋捆扎机电路原理框图。
图3是本发明实施例1钢筋捆扎机枪壳结构示意图。
图4a是本发明实施例1钢筋捆扎机光感检测器件中光圈结构示意图。
图4b本发明实施例1钢筋捆扎机光感检测器件中光圈安装在送丝电机轴心的结构示意图。
图4c本发明实施例1钢筋捆扎机光感检测器件中光圈安装在送丝电机变速箱轴心的结构示意图。
图5是本发明实施例1中钢筋捆扎机枪头安装后的结构示意图。
图6是本发明实施例2中钢筋捆扎机电路原理框图。
图7是本发明实施例3中钢筋捆扎机电路原理框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例公开一种钢筋捆扎机的可更换式枪头，包括设置在枪头上的枪头信息鉴别部件，枪头安装在钢筋捆扎机上后，枪头信息鉴别部件连接到钢筋捆扎机的主控单元，主控单元通过枪头信息鉴别部件获取到枪头信息。
如1所示，本实施例中设置在枪头上的枪头信息鉴别部件为电阻1，枪头安装在钢筋捆扎机上后，电阻的一端连接钢筋捆扎机的主控单元，另一端接地或电源，主控单元通过检测电阻的阻值大小获取到枪头信息。其中枪头信息可以为枪头口径和/或枪头型号，在本实施例中枪头信息为枪头口径。
在本实施例中，设置在枪头上的电阻大小根据枪头口径进行选择，枪头上的电阻大小为1～40kω、50～80kω、100～400kω、560～820kω、1～2mω、3～5mω、8～10mω或20～30mω；在本实施例中，口径为20mm的枪头使用1～40kω的电阻，口径为25mm的枪头使用50～80kω的电阻，口径为30mm的枪头使用100～400kω的电阻，口径为35mm的枪头使用560～820kω的电阻，口径为40mm的枪头使用1～2mω的电阻，口径为45mm的枪头使用3～5mω的电阻，口径为50mm的枪头使用8～10mω的电阻，口径为60mm的枪头使用20～30mω的电阻。其中主控单元中记录了上述枪头口径和电阻之间的关系，当主控单元检测到枪头上电阻的阻值大小后，既可获取到对应枪头信息，即枪头口径大小信息。
当枪头安装在钢筋捆扎机上后，电阻的一端连接钢筋捆扎机的主控单元的adc采样端，通过adc采样端采集电阻上的电压大小。主控单元可以根据枪头上电阻的阻值大小来识别出枪头信息，即获取到枪头口径，从而去控制钢筋捆扎机枪头输出的铁丝长度和扭力。
本实施例还公开了一种钢筋捆扎机，包括枪壳、设置在枪壳内的主控单元以及安装在枪壳前端的上述可更换式枪头，如图2中所示，枪头安装在钢筋捆扎机枪壳前端后，电阻的一端连接主控单元，另一端连接电源或地；枪头安装在钢筋捆扎机枪壳前端后，电阻的一端连接主控单元，另一端连接电源或地。如图3所示为本实施例钢筋捆扎机的枪壳，其中主控单元3设置在枪壳手持部的一块主控板上，在本实施例中，主控单元可以使用单片机。本实施例枪头可以通过螺丝固定安装在枪壳前端。
在本实施例中，钢筋捆扎机枪壳内还设置有送丝电机、扭丝电机、感应送丝电机转动圈数的霍尔元件以及采集扭丝电机电流值的电流采样装置；其中，如图2中所示，霍尔元件连接主控单元，主控单元通过霍尔元件检测出送丝电机转动圈数。
在本实施例中，也可以通过光感检测器件检测送丝电机的转动圈数，其中光感检测器件包括光圈和光电耦合器，如图4a所示，光圈边缘设置有多个等距离的透光槽，各相邻透光槽之间为光圈遮光部分，在本实施例中，光圈边缘透光槽的个数为30个或30个以上。如图4b和4c和所示，光圈22安装在送丝电机21轴心或送丝电机变速箱轴心上，光圈22边缘伸入至光电耦合器23的光源和受光器之间，光电耦合器连接主控单元；送丝电机转动时带动光圈转动，光圈转动时其透光槽和遮光部分依次经过光电耦合器的光源和受光器之间。其中当光圈的透光槽和遮光部分分别经过光电耦合器的光源和受光器之间时，光电耦合器将输出高低电平信号到主控单元，主控芯片通过读取光电耦合器高低电平变化点准确判断电机转动圈数。本实施例中，如图4b和4c，光电耦合器23为u形状开口的，其中光源设置在u形状开口的一边，受光器设置在u形状开口的另一边。
主控单元通过电机驱动器连接送丝电机和扭丝电机，用于控制送丝电机和扭丝电机的转动；在本实施例中，钢筋捆扎机的送丝电机和扭丝电机为同一部电机或不同的两部电机，当送丝电机和扭丝电机为同一部电机时，该电机在不同的时间段分别进行送丝和扭丝工作。
主控单元通过电流采样装置连接扭丝电机，用于根据电流采样装置采集的扭丝电机电流值判断扭丝电机的扭力值。
在本实施例中，电流采集装置为一个大功率的第二电阻，主控单元通过第二电阻连接电机的电流输出端。
如图3所示，在本实施例中，枪壳前端设置有两个接触点2，其中一个接触点连接主控单元的adc采样端，另一个接触点接地或电源，枪头安装在枪壳前端后，其上的电阻两端分别对应连接到两个接触点，如图5所示为枪头安装到枪壳前端后的钢筋捆扎机。
在本实施例中，主控单元连接有用于播放枪头信息的语音播放装置，主控单元在获取到枪头信息后，可以通过语音播放装置播放出枪头信息，以提醒使用人员钢筋捆扎机当前所使用的枪头型号口径等信息。
本实施例还公开了一种上述钢筋捆扎机的工作方法，步骤如下：
步骤s1、主控单元针对不同枪头信息设定送丝电机对应的转动圈数阈值；同时，主控单元针对不同枪头信息设定扭丝电机对应的扭力阈值；即在本实施例中，主控单元能够针对不同口径的枪头设定送丝电机对应的转动圈数阈值和扭丝电机对应的扭力阈值。
步骤s2、在枪头安装到枪壳前端后，主控单元采集枪头上电阻的电压大小，根据枪头上电阻的电压大小判定枪头上电阻的阻值，根据电阻的阻值大小获取到对应枪头信息，然后获取到针对该枪头信息所设定的送丝电机的转动圈数阈值以及扭丝电机的扭力阈值。
步骤s3、当钢筋捆扎机在送丝过程中时，主控单元实时获取送丝电机当前转动圈数，当电机当前转动圈数达到上述获取到的送丝电机的转动圈数阈值时，主控单元控制送丝电机停止转动，钢筋捆扎机枪头输出对应长度的铁丝。
当钢筋捆扎机在扭丝过程中时，主控单元实时采集扭丝电机的电流值，通过电流值判断扭丝电机当前扭力值，当扭丝电机当前扭力值达到上述所获取到的扭丝电机的扭力阈值时，主控单元控制扭丝电机停止转动，通过扭丝电机输出对应扭力。
在本实施例中，当钢筋捆扎机在送丝过程中时，由与主控单元连接的霍尔元件实时检测出送丝电机当前转动圈数，当主控单元通过霍尔元件检测到电机当前转动圈数达到上述所获取到的送丝电机的转动圈数阈值时，通过电机驱动器控制送丝电机停止转动。或者，当钢筋捆扎机在送丝过程中时，主控单元通过光感检测器件实时检测出送丝电机当前转动圈数，当主控单元通过光感检测器件检测到电机当前转动圈数达到上述所获取到的送丝电机的转动圈数阈值时，通过电机驱动器控制送丝电机停止转动。
在本实施例中，当钢筋捆扎机在扭丝过程中时，通过与主控单元连接的电流采集装置实时采集扭丝电机的电流值，然后通过电流采集装置采集的扭丝电机的电流值判断扭丝电机当前扭力值，当扭丝电机当前扭力值达到上述所获取到的扭丝电机的扭力阈值时，主控单元控制扭丝电机停止转动，通过扭丝电机输出对应扭力。
实施例2
本实施例公开一种钢筋捆扎机的可更换式枪头，其与实施例1的区别仅在于，如图6所示，本实施例中设置在枪头上的枪头信息鉴别部件为存储枪头信息的电子标签，电子标签通过电子标签读写器连接到钢筋捆扎机的主控单元，主控单元通过电子标签获取到枪头信息。其中电子标签可以是rfid电子标签。
本实施例还公开了一种钢筋捆扎机，其与实施例1中钢筋捆扎机的区别仅在于，本实施例中钢筋捆扎机的枪头为本实施例上述的可更换式枪头。本实施例钢筋捆扎机的主控单元连接有电子标签读写器。当枪头安装在钢筋捆扎机上后，主控单元通过电子标签读写器读取到枪头电子标签上的枪头信息。
本实施例还公开了一种钢筋捆扎机的工作方法，其与实施例1中一种钢筋捆扎机的工作方法的区别仅在于，本实施例中，步骤s2中主控单元直接通过电子标签读写器读取枪头上的电子标签，从而读取到要安装到钢筋捆扎机上的枪头对应的枪头信息。
实施例3
本实施例公开一种钢筋捆扎机的可更换式枪头，其与实施例1的区别仅在于，如图7所示，本实施例中设置在枪头上的枪头信息鉴别部件为存储有枪头信息的无线通信从机模块，无线通信从机模块通过无线通信模块连接到钢筋捆扎机；其中，在本实施例中，主控单元通过无线通信模块与枪头上的无线通信从机模块进行通信，从而获取到无线通信从机模块中存储的枪头信息。
本实施例还公开了一种钢筋捆扎机，其与实施例1中钢筋捆扎机的区别仅在于，本实施例中钢筋捆扎机的枪头为本实施例上述的可更换式枪头。本实施例钢筋捆扎机的主控单元连接有无线通信模块，主控单元通过无线通信模块与枪头上的无线通信从机模块进行通信，从而读取到枪头上无线通信从机模块中存储的枪头信息。其中主控单元连接的无线通信模块可以为蓝牙，wifi或2.4g等通信模块。
本实施例还公开了一种钢筋捆扎机的工作方法，其与实施例1中一种钢筋捆扎机的工作方法的区别仅在于，本实施例中，步骤s2中主控单元通过无线通信模块与枪头上的无线通信从机模块进行通信，从而获取到枪头信息。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。