一种桁架式钢筋网布置机器人的制作方法

本发明涉及一种可水平、竖直移动和转动的机械设备，具体地说是一种基于直角坐标系对钢筋网进行搬运的桁架机器人，属于自动化设备领域。

背景技术：

随着绿色建筑技术的不断发展，我国的装配式建筑整个产业链并不完善，而就我国现有企业生产状况而言，还存在着混凝土预制构件生产效率低、质量差、设备简单、自动化专业化程度低等问题。我国现有企业生产混凝土预制构件的技术较为落后，而其中钢网布置系统又作为混凝土预制构件生产线中一个重要生产环节，该生产环节目前还难以实现自动化和智能化，人工干预生产过程普遍存在甚至全部人工布置钢筋网。导致钢网布置系统环节是混凝土预制构件生产的重要短板。现在还没有出现一种直接搬运钢筋网对钢筋网进行布置的设备，桁架机器人技术在企业生产领域有广泛的应用，但在混凝土预制构件生产领域应用很少，更缺少在布置钢筋网这一环节应用。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明提供了一种桁架式钢筋网布置机器人。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种桁架式钢筋网布置机器人，是由横向水平移动部件、纵向水平移动部件、竖直移动部件、转动部件、末端执行装置和支柱组成的，末端执行装置连接在转动部件上，转动部件连接在竖直移动部件上，竖直移动部件固定在纵向水平移动部件上，纵向水平移动部件在水平移动部件上移动。

进一步，所述的末端执行装置是由矩形钢管制成的支架和并列排列的条形磁盘组成的，条形磁盘固定在支架上。

进一步，所述的转动部件是有中控蜗轮蜗杆式的分度盘、固定分度盘的支架和连接分度盘、驱动伺服电机和支架的的连接件组成的，连接架穿过固定分度盘支架固定在中空蜗轮蜗杆式分度盘上。

进一步，所述竖直移动部件是由固定导轨横梁、导轨、滑块、滚珠丝杠模组、联轴器、抱闸伺服电机和转动部件连接件组成的，导轨固定在纵向移动部件的横梁上，滑块在导轨上滑动，滚珠丝杠固定在导轨上，丝杠螺母与滑块连接，滚珠丝杠通过联轴器与抱闸伺服电机连接，电机固定在导轨上，转动部件连接件固定在滑块上可以与转动部件连接。

进一步，所述的纵向移动部件是由纵向横梁、蜗轮蜗杆减速器、伺服电机、纵向传动轴、纵向移动托板、齿轮齿条传动副和直线导轨滑块组成。纵向横梁固定在横向移动的托盘上，齿条安装在纵向横梁上，齿轮与齿条啮合，纵向传动轴通过蜗轮蜗杆减速器与齿轮连接，减速器固定在纵向移动托盘上，伺服电机与蜗轮蜗杆减速器连接，纵向移动的托盘固定在滑块上，滑块在直线导轨上移动，直线导轨安装在纵向横梁上。

进一步，所述的横向移动部件是由横向横梁、蜗轮蜗杆减速器、伺服电机、横向传动轴、横向移动托板、齿轮齿条传动副和直线导轨滑块组成。横向横梁固定在支柱上，齿条安装在横向横梁上，齿轮与齿条啮合，横向传动轴通过蜗轮蜗杆减速器与齿轮连接，减速器固定在纵向移动托盘上，伺服电机与蜗轮蜗杆减速器连接，横向移动的托盘固定在滑块上，滑块在直线导轨上移动，直线导轨安装在横向横梁上。

该发明的有益之处是：

1.桁架式钢筋网布置机器人能够准确将钢筋网从钢筋网输送带上般运起来布置在模台上。

2.基于直角坐标系，桁架式钢筋网布置机器人有四个自由度能够适应不同规格的钢筋网并准确布置。

3.多排条形电磁吸盘组成整个较大的末端执行装置，能够适应不同规格钢筋网的同时，最大限度的减轻了末端执行装置的重量。

4.采用齿轮齿条传动和滚珠丝杠传动保证了精度和运动的平稳性，适应长距离的移动和较重载荷的提升。

5.动力装置采用伺服电机和减速器，保证满足各部件运动所需力矩的同时又保证了高精度，高平稳性，往复运动的要求。

附图说明

附图1为本发明的整体结构示意图；

附图2为本发明的水平纵向运行状态示意图；

附图3为本发明的竖直移动运行状态示意图；

图中：1、末端执行装置，2、竖直移动部件，201、抱闸伺服电机，202、固定导轨横梁，203、滚珠丝杠模组，204、固定导轨，205、移动滑块，206、转动部件连接件，3、纵向水平移动部件，301、纵向横梁，302、左纵向移动托盘，303、直线导轨，304、齿条，305、蜗轮蜗杆减速器，306、齿轮，307、滑块，308、右纵向移动滑块，309、固定导轨横梁，310、伺服电机，4、转动部件，5、支柱，6、横向水平移动部件。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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。

请参阅图1-3所示，一种桁架式钢筋网布置机器人，是由末端执行装置1、竖直移动部件2、纵向水平移动部件3、转动部件4、支柱5和横向水平移动部件6组成的，末端执行装置1连接在转动部件4上，转动部件4连接在竖直移动部件2上，竖直移动部件2固定在纵向水平移动部件3上，纵向水平移动部件3在横向水平移动部件6上移动，横向水平移动部件6与支柱5连接，支柱5固定在地面上。

进一步，所述竖直移动部件2是由抱闸伺服电机201、固定导轨横梁202、滚珠丝杠模组203、固定导轨204、移动滑块205、转动部件连接件206连接组成的，固定导轨204固定在固定导轨横梁202上，移动滑块205在固定导轨204上滑动，滚珠丝杠模组203固定在固定导轨204上，丝杠螺母与移动滑块205连接，滚珠丝杠模组203通过联轴器与抱闸伺服电机201连接，抱闸伺服电机201固定在固定导轨204上，转动部件连接件206固定在移动滑块205上可以与转动部件连接。

进一步，所述的纵向水平移动部件3是由纵向横梁301、左纵向移动托盘302、直线导轨303、齿条304、蜗轮蜗杆减速器305、齿轮306、滑块307、右纵向移动滑块308、固定导轨横梁309和伺服电机310组成。纵向横梁301固定在横向移动的托盘上，齿条304安装在纵向横梁301上，齿轮306与齿条304啮合，纵向传动轴通过蜗轮蜗杆减速器305与齿轮306连接，蜗轮蜗杆减速器305固定在左纵向移动托盘302和右纵向移动滑块308上，伺服电机310与蜗轮蜗杆减速器305连接，左纵向移动托盘302和右纵向移动滑块308固定在滑块307上，滑块307在直线导轨303上移动，直线导轨303安装在纵向横梁301上。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种桁架式钢筋网布置机器人，是由横向水平移动部件、纵向水平移动部件、竖直移动部件、转动部件、末端执行装置和支柱组成的，其特征在于：末端执行装置连接在转动部件上，转动部件连接在上下移动部件上，上下移动部件固定在纵向水平移动部件上，纵向水平移动部件在水平移动部件上移动。

2.如权利要求1所述的一种桁架式钢筋网布置机器人，其特征在于：所述的末端执行装置是由矩形钢管制成的支架和并列排列的条形磁盘组成的，条形磁盘固定在支架上。

3.如权利要求1所述的一种桁架式钢筋网布置机器人，其特征在于：所述的转动部件是由中空蜗轮蜗杆式的分度盘、固定分度盘的支架和连接分度盘、驱动伺服电机和支架的的连接件组成的，连接架穿过固定分度盘支架固定在中空蜗轮蜗杆式分度盘上。

4.如权利要求1所述的一种桁架式钢筋网布置机器人，其特征在于：所述上下移动部件是由固定导轨横梁、导轨、滑块、滚珠丝杠模组、联轴器、抱闸伺服电机和转动部件连接件组成的，导轨固定在纵向移动部件的横梁上，滑块在导轨上滑动，滚珠丝杠固定在导轨上，丝杠螺母与滑块连接，滚珠丝杠通过联轴器与抱闸伺服电机连接，电机固定在导轨上，转动部件连接件固定在滑块上可以与转动部件连接。

5.如权利要求1所述的一种桁架式钢筋网布置机器人，其特征在于：所述的纵向移动部件是由纵向横梁、蜗轮蜗杆减速器、伺服电机、纵向传动轴、纵向移动托板、齿轮齿条传动副和直线导轨滑块组成。纵向横梁固定在横向移动的托盘上，齿条安装在纵向横梁上，齿轮与齿条啮合，纵向传动轴通过蜗轮蜗杆减速器与齿轮连接，减速器固定在纵向移动托盘上，伺服电机与蜗轮蜗杆减速器连接，纵向移动的托盘固定在滑块上，滑块在直线导轨上移动，直线导轨安装在纵向横梁上。

6.如权利要求1所述的一种桁架式钢筋网布置机器人，其特征在于：所述的横向移动部件是由横向横梁、蜗轮蜗杆减速器、伺服电机、横向传动轴、横向移动托板、齿轮齿条传动副和直线导轨滑块组成。横向横梁固定在支柱上，齿条安装在横向横梁上，齿轮与齿条啮合，横向传动轴通过蜗轮蜗杆减速器与齿轮连接，减速器固定在纵向移动托盘上，伺服电机与蜗轮蜗杆减速器连接，横向移动的托盘固定在滑块上，滑块在直线导轨上移动，直线导轨安装在横向横梁上。

技术总结
一种桁架式钢筋网布置机器人，是由横向水平移动部件、纵向水平移动部件、竖直移动部件、转动部件、末端执行装置和支柱组成的；属于自动化设备领域；该发明的有益之处是：基于直角坐标系，桁架式钢筋网布置机器人有四个自由度能够适应不同规格的钢筋网并准确布置，多排条形电磁吸盘组成整个较大的末端执行装置，能够适应不同规格钢筋网，同时最大限度的减轻了末端执行装置的重量，采用齿轮齿条传动和滚珠丝杠传动保证了精度和运动的平稳性，适应长距离的移动和较重载荷的提升，动力装置采用伺服电机和减速器，保证满足各部件运动所需力矩的同时又保证了高精度，高平稳性，往复运动的要求。

技术研发人员：姬帅;马克见;刘洪彬;杨红娟;陈继文;于永鹏
受保护的技术使用者：山东建筑大学
技术研发日：2020.02.28
技术公布日：2020.05.29