一种混凝土拉模成型装置的制作方法

本实用新型涉及建筑工程技术领域，更具体地，涉及一种混凝土拉模成型装置。

背景技术：

目前的混凝土构件成型工艺基本都是采用模板浇筑的形式，尤其是对于复杂形态的混凝土构件，需要专门制作定制模板。

钢筋混凝土构件的施工工艺为：根据复杂形态的混凝土构件的三维模型制作定制模具，浇筑混凝土之前需要将定制模板支固到位，即用紧固件将定制模板定位并锁紧间隙，以防浇筑时混凝土液体渗出。然后将搅拌均匀的混凝土注入定制模板之中，并振捣去除气泡。将混凝土静止放置一段时间，待其强度达到能够自持时，拆除定制模板，完成钢筋混凝土作业。

上述混凝土构件的施工方式需要耗费大量的定制模板和人工，并且对于更为复杂的混凝土构件，其定制模板的制作难度也大大提高。

技术实现要素：

本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的混凝土拉模成型装置。

本实用新型提供一种混凝土拉模成型装置，包括模具和关节型机械装置，所述模具的中心开有竖直方向的通槽，所述关节型机械装置包括基座、旋转台、大臂、小臂和自由柱，所述旋转台装设在所述基座上并以竖直方向为轴心作回转运动，所述大臂的一端通过肩关节结构与所述旋转台连接，所述大臂绕所述肩关节结构作俯仰摆动，所述大臂的另一端通过肘关节结构与所述小臂的一端连接，所述小臂绕所述肘关节结构作俯仰摆动并自身回转，所述小臂的另一端通过腕关节结构与所述自由柱连接，所述自由柱绕所述腕关节结构作俯仰摆动，所述自由柱与所述模具的侧壁固定连接。

进一步地，所述关节型机械装置还包括控制单元，所述通槽中置有混凝土构件，所述控制单元控制所述混凝土构件成型。

优选地，所述自由柱与所述模具的侧壁固定连接通过夹具夹持连接。

优选地，所述夹具为快速夹持夹具。

优选地，所述关节型机械装置为工业机器臂。

优选地，所述工业机器臂的自由度为6个或6个以上。

优选地，所述混凝土构件使用纤维增强混凝土，所述纤维增强混凝土内置钢筋，并添加混凝土添加剂。

优选地，所述通槽的形状为根据所述混凝土构件的截面形状定制。

优选地，所述混凝土拉模成型装置还包括底座，所述混凝土构件置于所述底座上。

本实用新型提供的一种混凝土拉模成型装置，通过关节型机械装置带动模具沿一定方向移动并旋转，生成具备连续曲率的复杂混凝土构件，实现定制化成型，节约了大量的定制模具和人工成本，且操作简单，易于实现。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的一种混凝土拉模成型装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的一种混凝土拉模成型装置的局部放大图；

附图标记：

101-关节型机械装置； 102-控制单元； 103-通槽；

104-模具； 105-法兰； 106-夹具；

107-自由柱； 108-混凝土构件； 109-底座；

110-大臂； 111-肩关节结构； 112-基座；

113-旋转台； 114-肘关节结构； 115-小臂；

116-腕关节结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

图1为根据本实用新型实施例的一种混凝土拉模成型装置的结构示意图，如图1所示，包括模具104和关节型机械装置101，所述模具104的中心开有竖直方向的通槽103，所述关节型机械装置101包括基座112、旋转台113、大臂110、小臂115和自由柱116，所述旋转台113装设在所述基座112上并以竖直方向为轴心作回转运动，所述大臂110的一端通过肩关节结构111与所述旋转台113连接，所述大臂110绕所述肩关节结构111作俯仰摆动，所述大臂110的另一端通过肘关节结构114与所述小臂115的一端连接，所述小臂115绕所述肘关节结构114作俯仰摆动并自身回转，所述小臂115的另一端通过腕关节结构116与所述自由柱107连接，所述自由柱107绕所述腕关节结构作俯仰摆动，所述自由柱107与所述模具104的侧壁固定连接。

具体地，为了制作复杂曲面的混凝土结构，除了定制模具外，主要是通过关节型机械装置101带动模具104沿一定方向的制作轨迹运动，其运动方式是在平动的基础上增加旋转。因此需要机械装置101具有多个自由度，实现自由柱107在空间的自由运动。在实施例中，包括旋转台113的回转运动，大臂110绕肩关节的俯仰摆动，小臂115俯仰摆动和自身回转运动，自由柱107的俯仰摆动，总共2个回转自由度和3个摆动自由度，通过这5个自由度的联动，自由柱107带动模具104在空间内可自由移动的同时绕自身轴线旋转，从而为实现复杂曲面的混凝土结构提供基础。另外，所述模具104正常置于水平面上时，其中心的竖直方向开有通槽103，同时为了便于混凝土在通槽103内的浇灌，选择将自由柱107从模具104的侧面进行固定连接，便于混凝土在通槽内的浇灌。

上述实施例提出的一种混凝土拉模成型装置，通过关节型机械装置带动模具沿一定方向移动并旋转，生成具备连续曲率的复杂混凝土结构，实现定制化成型，节约了大量的定制模具和人工成本，且操作简单，易于实现。

基于上述实施例，如图1所示，所述关节型机械装置101包括控制单元102，所述通槽103中置有混凝土构件108，所述控制单元102控制所述混凝土构件108成型。

具体地，控制单元102包括PLC控制器和嵌入式控制器，通过控制单元102实现模具的运动。在复杂曲面的混凝土结构制作过程中，需要向通槽103中灌入混凝土，混凝土凝结后形成混凝土构件108，由于模具104的运动以混凝土构件108具有自持能力为前提。因此，需要通过控制单元102控制关节型机械装置101带动模具104运动的时机，当然，使用不同的混凝土，其具有自持能力所需的时间也有所不同，需要区别设置。并且根据复杂曲面混凝土构件的设计模型，将模型的三维参数转化为关节型机械装置101的运动参数，将该运动参数存储在控制单元102中，控制关节型机械装置101带动模具104沿通槽103的轴线沿一定方向移动并绕所述轴线旋转，达到控制混凝土构件108成型的目的。

上述实施例提出的一种混凝土拉模成型装置，通过控制单元控制关节型机械装置带动模具沿一定方向移动并旋转，达到控制混凝土构件成型的目的，整个制作过程自动完成且成型精准，同时节约了大量的定制模具和人工成本。

基于上述各实施例，如图1所示，自由柱107与模具104的侧壁固定连接通过夹具106夹持连接。通过夹具106夹持的连接方式对于更换模具104更加方便快捷，同时为了是夹具106夹持模具104更加紧固，夹具106也需要定制，在制作模具104的同时，配套的夹具106也同时制作，避免了夹具106在夹持不同外形的模具时产生过大的间隙，从而导致夹持不紧固的问题。

基于上述各实施例，图2为根据本实用新型实施例的一种混凝土拉模成型装置的局部放大图，结合图1和图2所示，夹具106通过法兰105与自由柱107固定连接。

具体地，自由柱107是相对固定端而言的，关节型机械装置101中能够活动的一端。通过控制单元102控制自由柱107运动，由于自由柱107与法兰105固定连接，夹具106与法兰105固定连接，则控制单元102能够控制夹具106沿通槽103的轴线沿一定方向移动并绕所述轴线旋转，当夹具106夹持模具104时，控制单元102就能够控制模具104沿通槽103的轴线沿一定方向移动并绕所述轴线旋转。并且针对不同的夹具106，只需在定制时将与法兰105连接的部分的螺纹孔与法兰盘上一一对应即可，这样对于夹具106的更换也很方便。

上述实施例提出的一种混凝土拉模成型装置，通过法兰将夹具与关节型机械装置的自由柱通过螺母连接，具有拆卸方便，连接强度高，严密性好等优点。

基于上述各实施例，结合图1和图2所示，夹具106为快速夹持夹具。快速夹持夹具106优选气动夹具，但并不限于此。气动夹具是以压缩空气为动力源的一种夹具，通过气缸把气体压力转换为机械能，可以快速完成夹具定位、夹紧等多种动作。当需要夹持模具104时，夹具106的气缸工作，两侧的夹持部分同时向内收紧，将模具104夹持住，并继续收紧以增大摩擦力，防止模具104脱落。当需要更换模具104时，关节型机械装置101将模具置于地面上，夹具106的气缸停止工作，两侧的夹持部分向外扩张，模具脱落。

上述实施例提出的一种混凝土拉模成型装置，通过使用能够快速夹持模具的夹具，方便模具的更换，大大减轻劳动强度，提高混凝土构件制作的效率。

基于上述各实施例，如图1所示，关节型机械装置101为工业机器臂。工业机器臂是模拟人的手臂、手腕和手功能的机械电子装置，能把物件或工具按空间位姿的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求，如夹持焊钳或焊枪，对汽车或摩托车车体进行了点焊或弧焊；搬运压铸或冲压成型的零件或构件；进行激光切割、喷涂或装配机械零部件等。通过采用工业机器臂，能够更加灵活的带动模具104沿通槽103的轴线沿一定方向移动并旋转，形成复杂曲面的混凝土构件。

上述实施例提出的一种混凝土拉模成型装置，通过使用工业机器臂等高精度CNC设备与模具连接，可以实现具备复杂曲面特征构件的连续非标生产流程，并且工业机器臂能够对其手臂运动灵活编程，操控方便。

基于上述各实施例，所述工业机器臂的自由度为6个或6个以上。工业机器臂的自由度，包括线性或旋转移动，最能反应其工作能力，也是分类的重要依据。工业机械臂通常有2至10个自由度，虽然上述各技术方案中，采用5自由度机械手臂已基本满足生产需要，但是为了实现更加复杂曲面的混凝土构件，对于曲面弧度较大混凝土构件，避免出现死角位置，优选6个或6个以上自由度的工业机器臂。

基于上述各实施例，所述混凝土构件使用纤维加强混凝土，所述纤维增强混凝土内置钢筋，并添加混凝土添加剂。纤维增强混凝土通常指以水泥净浆、砂浆或者混凝土为基体，以非连续的短纤维或者连续的长纤维作增强材料所组成的水泥基复合材料。通过使用纤维增强混凝土，并掺入一定配比的混凝土添加剂，可以实现复杂曲面构件的快速成型，并具备很好的整体性和刚度。在纤维增强混凝土中内置钢筋，可提高混凝土的抗压和抗弯能力；也可以在纤维增强混凝土中加入空心钢管，在保证刚度的前提下，降低混凝土用量和降低构件整体的自重。另外，添加剂的配比和用量的不同，混凝土构件的自持所需要的时间也不同，对应的关节型机械装置中控制单元的运动程序也需要相应调整。

基于上述各实施例，如图1所示，通槽103的形状为根据所述混凝土构件108的截面形状定制。基于不同的混凝土构件形状，需要制作不同的通槽形状，假定混凝土构件108的截面为等同大小的椭圆形，对应模具104的通槽103定制为截面与其等同的椭圆柱，如果混凝土构件108的截面为自下而上尺寸由大到小均匀变化的椭圆形，则对应的模具通槽103为锥形的椭圆柱，当然通槽103的形状并不局限于此，此处仅举例说明。另外，在模具104外形不变的情况下，仅改变模具104内部的通槽103的形状就能够达到制作要求。

上述实施例提出的一种混凝土拉模成型装置，通过使用根据混凝土构件截面形状定制的模具通槽，可以实现多种复杂曲线的混凝土构件生产。

基于上述各实施例，如图1所示，还包括底座109，所述混凝土构件108置于所述底座109上。为了使混凝土构件108在制作时处于平稳的状态，在初始添加混凝土时，首先将底座109水平放置，关节型机械装置101将模具置于底座上，当混凝土构件具有自持能力时，缓慢将模具104移动，从而脱离底座109，最终混凝土构件108置于底座109上，通过更换底座109可实现连续的生产模式。

本实用新型提供的一种混凝土拉模成型装置，通过控制单元控制关节型机械装置带动模具沿一定方向移动并旋转，生成具备连续曲率的复杂混凝土构件，实现定制化成型，并且节约了大量的定制模具和人工成本，操作简单，易于实现。

最后，本实用新型中的装置仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。