一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的制作方法

1.本发明涉及轨道技术领域，尤其涉及一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人。


背景技术：

2.轨道是指使用车辆在固定导轨上运行并主要用于城市客运的交通系统。
3.现有的轨道隧道在建造时，需要在隧道的道床板上铺设横向和竖向的钢筋，便于后期的混凝土的浇灌，现有的钢筋铺设通过人工将钢筋铺设在隧道的道床板上，通过钢丝进行横向和竖向钢筋之间的固定，此操作耗时长，需要投入大量的劳动力，延长了建设工期，增加了建设成本。


技术实现要素：

4.基于现有的隧道钢筋铺设通过人工进行铺设此操作耗时长，需要投入大量的劳动力，延长了建设工期，增加了建设成本的技术问题，本发明提出了一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人。
5.本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人，包括驱动车，还包括竖铺装置、送料装置、夹取机械手和焊接装置，所述竖铺装置位于所述驱动车的车厢外表面并对轨道隧道道床板上进行铺设竖向钢筋；所述送料装置位于所述驱动车的车厢上表面并将横向铺设使用的钢筋向上进行输送；所述夹取机械手位于所述驱动车的车厢外侧面并对所述送料装置输送的横向铺设使用的钢筋进行固定后输送；所述焊接装置位于所述夹取机械手的一端并对所述竖向铺设的钢筋与横向铺设的钢筋进行焊接固定。
6.优选地，所述竖铺装置包括支架、钢筋卷和输送机构，所述支架的下表面与所述驱动车的车厢上表面固定安装，多个所述钢筋卷的内壁转动套接在所述支架的外表面，所述钢筋卷成矩形阵列分布在所述支架的外表面；优选地，所述输送机构包括调节液压缸，多个所述调节液压缸的外表面与所述驱动车的车厢下表面固定安装，所述调节液压缸的活塞杆固定安装有调节板，所述调节板的下表面固定安装有呈矩形阵列分布的压直箱体，所述压直箱体的内侧壁通过轴承固定安装有呈矩形阵列分布的压辊轮，所述钢筋卷的钢筋一端贯穿所述驱动车的车厢下表面后与所述压辊轮的外表面滑动连接；通过上述技术方案，钢筋卷是由架体和缠绕在架体上的钢筋构成，调节液压缸能调节钢筋一端的位置，便于钢筋进行焊接，钢筋的一端穿过两组压辊轮之间，两组压辊轮呈对称分布，通过对称的压辊轮相对转动，能够对弯曲的钢筋进行压直，便于后期与横向放置的钢筋进行焊接，在隧道道床板的外表面沿着需要铺设的钢筋插接钢筋条，便于使得竖向钢筋与横向铺设的钢筋的一端与其进行焊接铺设在隧道道床板上，通过焊接装置，将多个
钢筋的一端焊接在隧道道床板一端上表面的钢筋条外侧面进行固定。
7.优选地，所述压直箱体的外侧面固定安装有输送电机，所述压直箱体的内侧壁两侧均固定安装有输送辊，所述输送电机的输出轴与一个所述输送辊的一端固定安装，一个所述输送辊的另一端通过齿轮组驱动另一个所述输送辊转动；通过上述技术方案，通过输送电机驱动一个输送辊的转动，齿轮组为两个啮合的齿轮构成，两个齿轮分别固定安装在两个输送辊的一端，使得两个输送辊进行相反转动，使得两个输送辊中间的钢筋能够进行向压直箱体外部移动，压直箱体是由箱体和呈锥形的槽体构成，锥形的槽体固定安装在箱体的外侧面，便于多个钢筋保持在同一水平面同时进行最后的压直。
8.优选地，所述送料装置包括送料槽体，所述送料槽体的下表面固定安装在所述驱动车的上表面，所述送料槽体的内侧壁滑动插接有送料架，所述驱动车的下表面固定安装有送料液压缸，两个所述送料液压缸的一端分别贯穿所述驱动车的车厢上表面后其活塞杆一端均固定安装有插板，所述插板的外表面与位于下方所述送料架的下表面滑动插接；通过上述技术方案，其中送料架的两端固定安装有多个凹槽，位于一侧的凹槽之间通过连杆进行连接，便于夹取机械手进行夹取，将没有钢筋的送料架进行夹取，放置其他位置，便于下一层的放置有钢筋的送料架通过送料液压缸向上推动，夹取机械手能够进行夹取横向铺设使用的钢筋，相邻的送料架上的凹槽呈交错分布，便于两头弯曲的钢筋进行放置，之间互不干扰。
9.优选地，所述夹取机械手包括机械臂和夹持机构，两个所述机械臂的一端分别固定安装在所述驱动车的车厢外表面两侧，所述夹持机构对所述送料架上横向铺设使用的钢筋进行夹取；优选地，所述夹持机构包括连接板，所述连接板的上表面固定安装在所述机械臂的一端，所述连接板的下表面固定安装有夹持机壳，所述夹持机壳的内顶壁固定安装有夹持气缸，所述夹持机壳的下表面固定安装有夹持槽体，所述夹持气缸的活塞杆一端贯穿所述夹持槽体的上表面后两侧均铰接有铰接连杆，所述铰接连杆的一端固定安装有半齿轮，两个所述半齿轮的外侧面通过销轴分别铰接在所述夹持槽体的内侧壁，所述夹持槽体的内底壁两侧均固定安装有限位槽体，两个所述限位槽体的内壁均滑动插接有齿条，两个所述齿条的上表面分别与两个所述半齿轮的外表面啮合，两个所述齿条的下表面均固定安装有机爪；通过上述技术方案，通过夹持气缸伸缩杆的伸缩，能够带动铰接连杆拉动半齿轮进行转动，带动两侧的齿条进行在限位槽体内进行相对或者相对的移动，使得机爪能够进行相对或者相反，实现夹持动作，机爪相对面呈锯齿状，便于夹持钢筋进行移动，夹持机壳的外表面固定安装有摄像头，便于进行控制夹持机构进行精准定位夹持。
10.优选地，所述焊接装置包括二轴移动平台、升降液压缸和焊接机构，所述二轴移动平台的上表面固定安装在所述连接板的下表面，所述二轴移动平台的滑块下表面与所述升降液压缸的一端固定安装；通过上述技术方案，其中二轴移动平台是由两组移动平台构成，移动平台是由外壳、电机、螺纹杆和滑块构成，通过电机驱动螺纹杆转动带动螺纹杆外表面的滑动插接在外壳内壁的滑块进行滑动，另一个移动平台的外壳尚上表面固定安装在第一个移动平台的滑
块下表面，使得焊接机构具有x轴方向与y轴方向两个方向的调节，升降液压缸能够带动焊接机构进行升降，使得焊接机构具有z轴方向的调节。
11.优选地，所述焊接机构包括固定架，所述固定架的外侧面与所述升降液压缸的活塞杆一端固定安装，所述固定架的上表面固定安装有支撑架，所述支撑架的两端转动连接有焊条卷，所述固定架的上表面一侧固定安装有传送架，所述传送架的两侧外表面均通过轴承固定安装有传送辊，所述传送架的外侧面固定安装有传送电机，所述传送电机的输出轴与一个所述传送辊的一端固定安装，一个所述传送辊通过齿轮组驱动另一个所述传送辊转动；通过上述技术方案，通过传送电机的驱动，两个对称分布的传送辊能够进行相反方向的转动，使得焊条能够被拉动，能够自动进行输送焊条，便于焊枪进行焊接工作。
12.优选地，所述固定架的外侧面固定安装有焊枪，所述焊条卷的焊条一端绕过所述传送辊的外表面延伸至所述焊枪的内部；通过上述技术方案，其中固定架的下表面固定安装有摄像机，能够捕捉需要焊接的地方，控制焊接机构中的焊枪进行焊接。
13.本发明中的有益效果为：1、通过设置竖铺装置，能够在隧道的道床板上进行铺设竖向的钢筋，通过输送电机带动输送辊进行转动，能够使得输送辊之间的钢筋向外进行延伸，多组压辊轮进行转动，对钢筋进行压直工作，便于钢筋在后期进行焊接，调节液压缸带动调节板的升降，能够调节多根竖向钢筋的距离地面的高度，便于根据需要的高度进行焊接，从而能够自动进行竖向钢筋的焊接工作，不需要人工进行搬运钢筋进行固定，解决了现有的隧道钢筋铺设通过人工进行铺设此操作耗时长，需要投入大量的劳动力，延长了建设工期，增加了建设成本的技术问题。
14.2、通过设置夹取机械手，两个夹取机械手能够夹取送料架上的横向铺设使用的钢筋，放置在竖向钢筋的上表面定位固定，便于焊接机构进行焊接，夹取机械手同时能够将取完钢筋的送料架搬运，下一层的送料架变为最上层，夹取机械手能够对其上的钢筋进行夹取使用，从而能够减少人工的投入，能够自动进行取料，同时能够带动焊接机构进行移动进行焊接，解决了现有的隧道钢筋铺设通过人工进行铺设此操作耗时长，需要投入大量的劳动力，延长了建设工期，增加了建设成本的技术问题。
15.3、通过设置焊接装置，能够对钢筋之间进行焊接工作，通过夹取机械手的大致定位后，通过二轴移动平台与升降液压缸的调节能够精准进行定位，使得焊枪的枪口位于焊接处，焊丝通过传送电机驱动传送辊的转动，能够进行传送，便于焊枪保持工作，将两个钢筋进行焊接固定，从而不需要人工使用钢丝绳进行固定钢筋，解决了现有的隧道钢筋铺设通过人工进行铺设此操作耗时长，需要投入大量的劳动力，延长了建设工期，增加了建设成本的技术问题。
附图说明
16.图1为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的示意图；图2为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的支撑板结构的立体图；
图3为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的压辊轮结构的立体图；图4为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的输送辊结构的立体图；图5为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的送料槽体结构的立体图；图6为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的送料架结构的立体图；图7为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的送料液压缸结构的立体图；图8为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的机械臂结构的立体图；图9为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的夹持气缸结构的立体图；图10为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的机爪结构的立体图；图11为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的二轴移动平台结构的立体图；图12为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的固定架结构的立体图；图13为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的焊条卷结构的立体图；图14为本发明提出的一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人的焊枪结构的立体图。
17.图中：1、驱动车；2、支架；21、钢筋卷；22、调节液压缸；23、调节板；24、压直箱体；25、压辊轮；26、输送电机；27、输送辊；3、送料槽体；31、送料架；32、送料液压缸；33、插板；4、夹取机械手；41、机械臂；42、连接板；43、夹持机壳；44、夹持气缸；5、夹持槽体；51、铰接连杆；52、半齿轮；53、限位槽体；54、齿条；55、机爪；6、二轴移动平台；61、升降液压缸；62、固定架；63、支撑架；64、焊条卷；65、传送架；66、传送辊；67、传送电机；68、焊枪。
具体实施方式
18.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。
19.参照图1
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14，一种轨道隧道道床板钢筋铺设机器人，包括驱动车1，还包括竖铺装置、送料装置、夹取机械手4和焊接装置。
20.如图2
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4所示，竖铺装置位于驱动车1的车厢外表面并对轨道隧道道床板上进行铺设竖向钢筋；竖铺装置包括支架2、钢筋卷21和输送机构，支架2的下表面与驱动车1的车厢上表面固定安装，多个钢筋卷21的内壁转动套接在支架2的外表面，钢筋卷21成矩形阵列分布在支架2的外表面；输送机构，安装在驱动车1的车厢下表面，为了调节竖向钢筋距离道床板的高度，
在驱动车1的车厢下表面固定安装调节液压缸22，为了固定输送机构，在调节液压缸22的活塞杆一端固定安装调节板23，为了便于对成卷的钢筋进行压直，在调节板23的下表面固定安装呈矩形阵列分布的压直箱体24，为了对钢筋进行压直工作，在压直箱体24的内侧壁两侧均通过轴承固定安装呈矩形阵列分布的压辊轮25，然后钢筋卷21的钢筋一端贯穿驱动车1的车厢下表面后与压辊轮25的外表面滑动连接，钢筋卷21的钢筋一端位于两个对称压辊轮25的之间；进一步地，为了对竖向钢筋进行自动输送，在压直箱体24的外侧面固定安装输送电机26，为了对竖向钢筋进行输送工作，在压直箱体24的内侧壁两侧均固定安装输送辊27，两个输送辊27呈对称分布，然后输送电机26的输出轴与一个输送辊27的一端固定安装，为了保持两个输送辊27进行相反方向的转动，一个输送辊27的另一端通过齿轮组驱动另一个输送辊27转动，齿轮组为两个啮合的齿轮构成，两个齿轮分别固定安装在两个输送辊27的一端，实现两个输送辊27进行相反转动。
21.如图5
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7所示，送料装置位于驱动车1的车厢上表面并将横向铺设使用的钢筋向上进行输送；送料装置，安装在驱动车1的车厢上表面的位置上，为了自动进行输送横向钢筋，在驱动车1的车厢上表面固定安装送料槽体3，为了减少人工放置横向钢筋的次数，在送料槽体3的内侧壁滑动插接送料架31，为了送料架31自动进行升降，在驱动车1的车厢下表面固定安装送料液压缸32，为了便于送料架31进行升降，在送料液压缸32的活塞杆一端固定安装插板33，然后插板33的外表面与位于下方送料架31的下表面滑动插接。
22.如图8
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10所示，夹取机械手4位于驱动车1的车厢外侧面并对送料装置输送的横向铺设使用的钢筋进行固定后输送；夹取机械手4包括机械臂41和夹持机构，两个机械臂41的一端分别固定安装在驱动车1的车厢外表面两侧，夹持机构对送料架31上横向铺设使用的钢筋进行夹取；夹持机构，安装在机械臂41的一端位置上，为了进行固定作用，在机械臂41的一端固定安装连接板42，为了进行自动夹持钢筋，在连接板42的下表面固定安装夹持机壳43，然后夹持机壳43的内顶壁固定安装夹持气缸44，为了固定住横向铺设使用的钢筋，在夹持机壳43的下表面固定安装夹持槽体5，在夹持气缸44的活塞杆一端贯穿夹持槽体5的上表面后两侧均铰接铰接连杆51，为了进行限位，在夹持槽体5的内底壁两侧均固定安装有限位槽体53，为了根据钢筋的直径进行调节，在限位槽体53的内壁滑动插接齿条54，为了控制齿条54的移动，在两个铰接连杆51的一端均固定安装有半齿轮52，然后两个半齿轮52的外表面分别与两个齿条54的上表面啮合，为了进行夹持钢筋，在两个齿条54的下表面均固定安装机爪55。
23.如图11
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14所示，焊接装置位于夹取机械手4的一端并对竖向铺设的钢筋与横向铺设的钢筋进行焊接固定；焊接装置包括二轴移动平台6、升降液压缸61和焊接机构，二轴移动平台6的上表面固定安装在连接板42的下表面，二轴移动平台6是由两组移动平台构成，移动平台是由外壳、电机、螺纹杆和滑块构成，二轴移动平台6的滑块下表面与升降液压缸61的一端固定安装；焊接机构，安装在升降液压缸61的活塞杆一端，为了起到支撑焊接机构的作用，在
升降液压缸61的活塞杆一端固定安装固定架62，为了进行自动输送焊条，在固定架62的上表面固定安装支撑架63，然后支架2的两端转动连接焊条卷64，为了保持焊接工作，在固定架62的上表面一侧固定安装传送架65，然后传送架65的两侧外表面均通过轴承固定安装传送辊66，焊条卷64的焊条位于两个相对传送辊66之间并与其外表面滑动连接，为了控制传送辊66转动，在传送架65的外侧面固定安装传送电机67，然后传送电机67的输出轴与一个传送辊66的一端固定安装，为了保持两个传送辊66为相反方向转动，一个传送辊66通过齿轮组驱动另一个传送辊66转动；进一步地，为了进行焊接工作，在固定架62的外侧面固定安装焊枪68，然后焊条卷64的焊条一端绕过传送辊66的外表面延伸至焊枪68的内部。
24.工作原理：在需要对隧道的道床板进行铺设钢筋时，先将多段钢筋条固定插接在需要铺设钢筋的道床板上表面四周，便于竖向钢筋与横向钢筋的焊接固定，通过控制压直箱体24外侧面的输送电机26带动输送辊27进行转动使得钢筋压直箱体24的外部进行延伸，钢筋卷21在支架2上进行转动，延长钢筋的长度，通过调节液压缸22的伸缩杆伸缩，调节板23进行升降，调节钢筋一端距离道床板的高度，高度调节完成后；驱动车1的移动，使得竖向钢筋与道床板一端的钢筋条外侧面进行接触，控制机械臂41带动焊接机构进行移动，二轴移动平台6与升降液压缸61的调节使得焊接机构中的焊枪68能够带动焊条接触竖向钢筋与钢筋条接触地方，焊枪68启动，同时传送电机67带动传送架65上的传送辊66进行转动，通过齿轮组，两个传送辊66能够进行相反方向的移动，带动支撑架63上的焊条向焊枪68内进行输送，保持焊枪68能够一直进行焊接工作，通过机械臂41的移动，能够将多个竖向钢筋的一端与插接在道床板上的钢筋条进行焊接，保持竖向钢筋的一端进行固定；通过驱动车1的移动，机械臂41的一端调节位于送料槽体3的上方，夹持机壳43中的夹持气缸44活塞杆向下移动，控制铰接连杆51带动半齿轮52进行转动，与两个半齿轮52啮合的两个齿条54能够进行相反移动，带动机爪55进行相反移动，机械臂41将两个机爪55位于送料架31上的横向钢筋的两侧，通过夹持气缸44的活塞杆回缩后，带动铰接连杆51拉动半齿轮52进行转动，使得限位槽体53内的两个齿条54能够进行相对移动，两个机爪55同时进行相对移动，将两者之间的钢筋进行夹持，控制两个机械臂41的同步移动，带动夹持的横向钢筋放置在竖向钢筋的上表面，通过固定架62上的焊枪68，通过二轴移动平台6与升降液压缸61的调节，将横向钢筋的两端焊接在道床板两侧插接的钢筋条外侧面进行固定，再通过焊枪68的移动，将竖向钢筋与横向钢筋接触点进行焊接；在一侧的送料架31上的钢筋用完后，通过送料液压缸32的推动，使得送料架31上升，通过机械臂41控制夹持机壳43进行转动，使得机爪55能够将送料架31上的连杆进行夹持，带动连接架离开送料槽体3，将送料架31放置空闲地方后，夹持机械手能够夹取下一层的横向钢筋。
25.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。