一种大型预制件张拉气动机器人手臂的制作方法

1.本发明涉及机械臂技术领域，具体为一种大型预制件张拉气动机器人手臂。


背景技术：

2.在普通钢筋混凝土的结构中，由于混凝土构件的极限拉应变较低，在使用荷载的作用下，构件中钢筋的应变大大超过了混凝土的极限拉应变，致使钢筋混凝土构件中的钢筋强度得不到充分的利用；故而，为了弥补混凝土与钢筋拉应变之间的差距，在混凝土构件浇筑前先将钢筋笼内成束设置的若干条预应力钢筋分别用锚具固定，并分别用两个张拉千斤顶在预应力钢筋的两端进行拉伸，然后浇筑混凝土待其达到要求后再松开，使预应力钢筋回缩，并利用其自身的回缩力，使混凝土构件的受拉区预先受压力；当该混凝土构件承受外荷载而产生拉力时，首先抵消受拉区混凝土构件中预应力钢筋的预压力，然后随着荷载的增加才使该混凝土构件受力，进而有效限制了该混凝土构件的伸长量，并延缓或避免了其上裂缝的产生。
3.但由于张拉千斤顶的重量较大且工地的施工环境较为复杂，在对预应力钢筋安装布置张拉千斤顶时的操作难度较大，而在利用起重设备安装布置张拉千斤顶时，因距离较远、晃动较大，进而难以精准将其悬吊在特定的位置上，不但效率较为低下且存在较大的安全隐患。
4.故亟需一种用于大型预制件张拉千斤顶安装布置的机械臂结构，以解决在上述现有施工过程中对于张拉千斤顶安装布置时所存在的缺陷。


技术实现要素：

5.（一）解决的技术问题本发明提供了一种大型预制件张拉气动机器人手臂，具备可精准地将该张拉千斤顶安装布置在特定位置上、效率较高且操作难度较低、同时，可有效适用于各种复杂的施工环境，解决了由于张拉千斤顶的重量较大且工地的施工环境较为复杂，在对预应力钢筋安装布置张拉千斤顶时的操作难度较大，而在利用起重设备安装布置张拉千斤顶时，因距离较远、晃动较大，进而难以精准将其悬吊在特定的位置上，不但效率较为低下且存在较大安全隐患的问题。
6.（二）技术方案本发明提供如下技术方案：一种大型预制件张拉气动机器人手臂，包括履带底盘、通讯模块、固定安装在履带底盘活动臂上的助力机械臂、控制系统以及固定安装在助力机械臂上的张拉千斤顶，所述履带底盘用以带动助力机械臂及其上的张拉千斤顶任意移动至特定的位置上；所述通讯模块包括5g通信模组和蓝牙通信模组，其中，5g通信模组用于与生产控制平台之间进行交互，而蓝牙通信模组用于对应两组该设备之间的信息交互；
所述控制系统用以调整控制助力机械臂的具体位置，并使得其上的张拉千斤顶可精准地悬停在特定的高度上；所述助力机械臂内腔底端的一侧设有第一活动支架，并在第一活动支架的顶端设有导向轮组与助力机械臂内腔的顶部滚动摩擦连接，所述助力机械臂内腔的另一侧固定安装有第一液压缸组，并通过第一液压缸组在助力机械臂与第一活动支架之间形成传动连接，所述第一活动支架内腔的中部活动套接有第二活动支架，所述第一活动支架内腔的底端设有压力弹簧，并通过压力弹簧与第二活动支架的底端传动连接，所述第一活动支架内腔的顶部固定安装有第二液压缸组，所述第二液压缸组的底端与第二活动支架的顶端固定连接，且第二活动支架一侧的顶部通过螺栓固定安装有张拉千斤顶，所述第一活动支架另一侧的底部销接有平衡液压缸，而平衡液压缸的另一端与助力机械臂底端的另一侧销接。
7.优选的，所述第一活动支架顶端的两侧分别设有一组压力轮组，且在压力轮组的外表面设有一组环形结构的压电磁环。
8.优选的，两组所述压力轮组之间设有对比电路，用以检测反馈两组压力轮组之间所受到的压力差，且两组压力轮组之间与生产控制平台之间形成电反馈连接。
9.优选的，所述平衡液压缸在初始的状态下不受液压力的影响，并在助力机械臂上所有结构的位置确定时，当两组压力轮组之间的压力差相差越大时，平衡液压缸的长度在液压力的作用下随之发生相应的变化，直至两组压力轮组之间的压电差为“零”。
10.优选的，包括以下操作步骤：s1、根据该混凝土构件上预应力钢筋的相对位置，通过第一液压缸组和第二液压缸组而在横向和纵向调整助力机械臂上第二活动支架的相对位置，之后锁死第一液压缸组和第二液压缸组并确定第二活动支架的相对位置关系，之后通过螺栓将张拉千斤顶固定安装在第二活动支架一侧的顶部；s2、当张拉千斤顶固定安装在第二活动支架一侧的顶部时，因第一活动支架的重心发生变化，使其具有向右侧倾斜的趋势，以对第一活动支架顶端上的两组压力轮组产生不同的压力并产生压电差，进而在对比电路的作用下，检测并将两组压力轮组之间的压力差反馈给生产控制平台，迫使平衡液压缸的长度在液压力的作用下随之发生相应的变化，直至两组压力轮组之间的压电差为“零”；s3、之后通过5g通讯模组将需要实施张拉的预应力钢筋编号及位置坐标发送至控制系统上，并由相关操作人员通过指纹及人脸验证启动该设备，并激光测距仪的作用下将该设备移动至预定的地点；s4、而后相关操作人员在助力机械臂的协助下，将两组张拉千斤顶分别固定安装在预应力钢筋的两端，并利用蓝牙通信模组分别对两组张拉千斤顶上的设备自检信息、预应力钢筋编号、位置、预应力预设值、伸长量及孔位进行比对，并确保两组张拉千斤顶之间的信息无误；s5、最后，通过蓝牙通信模组同步触发两组张拉千斤顶，并实时采集相关的张拉数据通过5g通讯模组与生产控制平台进行交互，并由生产控制平台中的计算分析模块进行分析对比。
11.（三）有益效果本发明具备以下有益效果：
1、该大型预制件张拉气动机器人手臂，对于履带底盘及其上结构、系统的设置，可利用助力机械臂而精准地将张拉千斤顶悬停在特定位置上，并将其固定安装在预应力钢筋的两端，与现有的技术相比，对于张拉千斤顶的安装布置操作难度较小，且在其悬吊的过程中不会发生晃动的现象，效率较高且安全性较好，使其可有效地适用于各种复杂的施工环境。
12.2、该大型预制件张拉气动机器人手臂，对于助力机械臂及其上结构的设置，通过对比第一活动支架顶端两组压力轮组之间的压电差，检测反馈第一活动支架顶端两侧之间的压力差，并在平衡液压缸的作用下而对第一活动支架底端的一侧施加一组相反的压力，使其处于一个相对平衡的状态，进而有效防止第一活动支架的顶端因压力不平衡而造成的不规则磨损现象，稳定性及可靠性较高，并延长了其在复杂工况下的使用寿命。
附图说明
13.图1为本发明结构的系统图；图2为本发明助力机械臂及其上的结构示意图；图3为本发明结构助力机械臂的正视图；图4为本发明助力机械臂的动作系统简图。
14.图中：1、助力机械臂；2、第一活动支架；3、第一液压缸组；4、导向轮组；5、压力轮组；6、第二活动支架；7、张拉千斤顶；8、压力弹簧；9、第二液压缸组；10、平衡液压缸。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.请参阅图1，一种大型预制件张拉气动机器人手臂，包括履带底盘、通讯模块、固定安装在履带底盘活动臂上的助力机械臂1、控制系统以及固定安装在助力机械臂1上的张拉千斤顶7，履带底盘由电力驱动，并通过锂电池供电，用以带动助力机械臂1及其上的张拉千斤顶7任意移动至特定的位置上；通讯模块包括5g通信模组和蓝牙通信模组，其中，5g通信模组用于与生产控制平台之间进行交互，而蓝牙通信模组用于对应两组该设备之间的信息交互；控制系统用以调整控制助力机械臂1的具体位置，并使得其上的张拉千斤顶7可精准地悬停在特定的高度上；如图2所示，助力机械臂1内腔底端的一侧设有第一活动支架2，并在第一活动支架2的顶端设有导向轮组4与助力机械臂1内腔的顶部滚动摩擦连接，助力机械臂1内腔的另一侧固定安装有第一液压缸组3，并通过第一液压缸组3在助力机械臂1与第一活动支架2之间形成传动连接，第一液压缸组3用以带动第一活动支架2沿着助力机械臂1的轴向轨迹左右移动，第一活动支架2内腔的中部活动套接有第二活动支架6，第一活动支架2内腔的底端设有压力弹簧8，并通过压力弹簧8与第二活动支架6的底端传动连接，第一活动支架2内腔的顶部固定安装有第二液压缸组9，第二液压缸组9的底端与第二活动支架6的顶端固定连接，
第二液压缸组9用以带动第二活动支架6及其上的张拉千斤顶7沿着第一活动支架2的轴向轨迹上下移动，进而配合第一液压缸组3而精准的控制张拉千斤顶7的悬吊位置，且第二活动支架6一侧的顶部通过螺栓固定安装有张拉千斤顶7，第一活动支架2另一侧的底部销接有平衡液压缸10，而平衡液压缸10的另一端与助力机械臂1底端的另一侧销接。
17.该设备上设有激光测距仪和指纹及人脸识别系统，进而有效提高该设备在运行过程中的精准度及安全性，可有效防止他人的误触发所引起的安全事故。
18.如图3所示，本技术方案中，第一活动支架2顶端的两侧分别设有一组压力轮组5，且在压力轮组5的外表面设有一组环形结构的压电磁环，进而在两组压力轮组5受到不同的压力时可产生不同大小的压电效应。
19.如图4所示，本技术方案中，两组压力轮组5之间设有对比电路，用以检测反馈两组压力轮组5之间所受到的压力差，且两组压力轮组5之间与生产控制平台之间形成电反馈连接。
20.如图4所示，本技术方案中，平衡液压缸10在初始的状态下不受液压力的影响，进而在第一活动支架2沿着助力机械臂1的轴向轨迹左右移动时其长度可自由伸缩，并在助力机械臂1上所有结构的位置确定时，当两组压力轮组5之间的压力差相差越大时，平衡液压缸10的长度在液压力的作用下随之发生相应的变化，直至两组压力轮组5之间的压电差为“零”。
21.本技术方案中，包括以下操作步骤：s1、根据该混凝土构件上预应力钢筋的相对位置，通过第一液压缸组3和第二液压缸组9而在横向和纵向调整助力机械臂1上第二活动支架6的相对位置，之后锁死第一液压缸组3和第二液压缸组9并确定第二活动支架6的相对位置关系，之后通过螺栓将张拉千斤顶7固定安装在第二活动支架6一侧的顶部；s2、当张拉千斤顶7固定安装在第二活动支架6一侧的顶部时，因第一活动支架2的重心发生变化，使其具有向右侧倾斜的趋势，以对第一活动支架2顶端上的两组压力轮组5产生不同的压力并产生压电差，进而在对比电路的作用下，检测并将两组压力轮组5之间的压力差反馈给生产控制平台，迫使平衡液压缸10的长度在液压力的作用下随之发生相应的变化，直至两组压力轮组5之间的压电差为“零”；s3、之后通过5g通讯模组将需要实施张拉的预应力钢筋编号及位置坐标发送至控制系统上，并由相关操作人员包括张拉操作人员，试验室人员、安全管理人员通过指纹及人脸验证启动该设备，并激光测距仪的作用下将该设备移动至预定的地点；s4、而后相关操作人员在助力机械臂1的协助下，将两组张拉千斤顶7分别固定安装在预应力钢筋的两端，并利用蓝牙通信模组分别对两组张拉千斤顶7上的设备自检信息、预应力钢筋编号、位置、预应力预设值、伸长量及孔位进行比对，并确保两组张拉千斤顶7之间的信息无误；s5、最后，通过蓝牙通信模组同步触发两组张拉千斤顶7，并实时采集相关的张拉数据预应力值、伸长量等，通过5g通讯模组与生产控制平台进行交互，并由生产控制平台中的计算分析模块进行分析对比。
22.同时，在该设备上设有机载高清摄像头，进而可对其整个过程进行可视化监控，以有效确保该设备在运行过程中的安全性及可靠性。
23.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
24.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。