本發(fā)明涉及建筑機(jī)器人的，尤其涉及一種四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人。
背景技術(shù)：
1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式之一。鋼筋綁扎是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工的重要工序，對(duì)工程建造的效率、質(zhì)量和成本均存在較大影響。目前鋼筋綁扎高度依賴手工作業(yè)，鋼筋綁扎點(diǎn)數(shù)量眾多(每平方米可達(dá)上百個(gè))，工人長(zhǎng)期處于“危、繁、臟、重”的施工環(huán)境。
2、采用鋼筋綁扎機(jī)器人替代手工能夠有效應(yīng)對(duì)從業(yè)人員的流失、提高施工效率及安全性。目前基于龍門架的大型鋼筋綁扎機(jī)器人被成功應(yīng)用于工廠預(yù)制裝配式構(gòu)件的鋼筋綁扎，基于輪式和履帶式的中型鋼筋綁扎機(jī)器人適用于大型橋梁等平面結(jié)構(gòu)的鋼筋綁扎。以最為常見(jiàn)的混凝土底板的構(gòu)造鋼筋綁扎為代表，鋼筋綁扎間距通常為100mm，需要考慮電梯坑、集水坑等特殊結(jié)構(gòu)，基底需進(jìn)行直角與放坡設(shè)計(jì)(45°～90°)，鋼筋現(xiàn)場(chǎng)綁扎需要在多種坡度面上進(jìn)行。上述鋼筋綁扎機(jī)器人普遍不具備越障和攀爬能力，難以完全適應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述產(chǎn)生的鋼筋綁扎機(jī)器人普遍不具備越障和攀爬能力，難以完全適應(yīng)施工現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
3、一種四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其中，包括：一個(gè)連接板11、四個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足和四個(gè)功能集成型鉗位足，連接板11的前、后兩側(cè)分別安裝有兩個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足，每一個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足上安裝有一個(gè)功能集成型鉗位足；位于連接板11前側(cè)/后側(cè)的兩個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足左、右對(duì)稱設(shè)置；四個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的行走；四個(gè)功能集成型鉗位足用于抓握鋼筋并對(duì)鋼筋綁扎；
4、還包括：驅(qū)動(dòng)控制箱和動(dòng)力電源，所述驅(qū)動(dòng)控制箱用于驅(qū)動(dòng)四個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足和四個(gè)功能集成型鉗位足運(yùn)行，所述動(dòng)力電源用于對(duì)驅(qū)動(dòng)控制箱、模塊化運(yùn)動(dòng)足和功能集成型鉗位足供電。
5、上述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其中，每一個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足包括：一個(gè)第四驅(qū)動(dòng)裝置10、一個(gè)轉(zhuǎn)接板12和一個(gè)第三驅(qū)動(dòng)裝置9，第四驅(qū)動(dòng)裝置10安裝在連接板11前側(cè)或后側(cè)，轉(zhuǎn)接板12安裝在第四驅(qū)動(dòng)裝置10的驅(qū)動(dòng)端，所述第四驅(qū)動(dòng)裝置10用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)接板12沿垂直于連接板11的方向位移；第三驅(qū)動(dòng)裝置9安裝在轉(zhuǎn)接板12上，第三驅(qū)動(dòng)裝置9的驅(qū)動(dòng)端沿平行于連接板11的方向位移。
6、上述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其中，每一個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足還包括：一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)裝置8和一個(gè)伸縮組件，伸縮組件的上端和第三驅(qū)動(dòng)裝置9的驅(qū)動(dòng)端通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)裝置8連接，所述第二驅(qū)動(dòng)裝置8用于驅(qū)動(dòng)伸縮組件繞第三驅(qū)動(dòng)裝置9的驅(qū)動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮組件的下端和功能集成型鉗位足連接。
7、上述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其中，所述伸縮組件包括：第一驅(qū)動(dòng)裝置7和四連桿機(jī)構(gòu)6，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置7通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)裝置8轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在第三驅(qū)動(dòng)裝置9的驅(qū)動(dòng)端；四連桿機(jī)構(gòu)6包括：四個(gè)連桿，四個(gè)連桿長(zhǎng)度相同且合圍形成平行四邊形結(jié)構(gòu)，位于左側(cè)的兩個(gè)連桿相互鉸接，位于右側(cè)的兩個(gè)連桿相互鉸接，位于上側(cè)的兩個(gè)連桿的上端均與第一驅(qū)動(dòng)裝置7的輸出端連接，位于下側(cè)的兩個(gè)連桿的下端均與功能集成型鉗位足的上端鉸接；所述第一驅(qū)動(dòng)裝置7用于驅(qū)動(dòng)位于上側(cè)的兩個(gè)連桿實(shí)現(xiàn)同步張合動(dòng)作。
8、上述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其中，每一個(gè)功能集成型鉗位足包括：足部驅(qū)動(dòng)裝置、主動(dòng)鉗位足1和多連桿機(jī)構(gòu)4，足部驅(qū)動(dòng)裝置的上端與伸縮組件的下端連接，環(huán)繞足部驅(qū)動(dòng)裝置的外周等間距設(shè)置有四個(gè)多連桿機(jī)構(gòu)4，四個(gè)多連桿機(jī)構(gòu)4均與足部驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端相連接，每一個(gè)多連桿機(jī)構(gòu)4的下端安裝有一個(gè)主動(dòng)鉗位足1，所述足部驅(qū)動(dòng)裝置用于拉動(dòng)四個(gè)多連桿機(jī)構(gòu)4實(shí)現(xiàn)四個(gè)主動(dòng)鉗位足1的張合動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋的抓握動(dòng)作。
9、上述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其中，多連桿機(jī)構(gòu)4包括：頂部連桿、中間連桿、連接轉(zhuǎn)軸、第一底部連桿和第二底部連桿，頂部連桿的上端和足部驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端鉸接，中間連桿的中部和足部驅(qū)動(dòng)裝置的外壁通過(guò)連接轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，中間連桿的上端和頂部連桿的下端鉸接，第一底部連桿和第二底部連桿的上端均與中間連桿的下端鉸接，第一底部連桿和第二底部連桿的下端分別與主動(dòng)鉗位足1的頂部的內(nèi)、外兩側(cè)鉸接，所述足部驅(qū)動(dòng)裝置用于向下推動(dòng)頂部連桿進(jìn)而推動(dòng)中間連桿繞連接轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)鉗位足1的張合動(dòng)作。
10、上述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其中，每一個(gè)功能集成型鉗位足還包括：送斷絲機(jī)構(gòu)2和綁扎絲5，足部驅(qū)動(dòng)裝置的頂端側(cè)壁纏繞有所述綁扎絲5，足部驅(qū)動(dòng)裝置的底部安裝有所述送斷絲機(jī)構(gòu)2，綁扎絲5的端部穿入所述送斷絲機(jī)構(gòu)2，所述送斷絲機(jī)構(gòu)2用于纏繞并剪切所述綁扎絲5。
11、上述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其中，每一個(gè)功能集成型鉗位足還包括：旋絲機(jī)構(gòu)3，足部驅(qū)動(dòng)裝置的底部安裝有旋絲機(jī)構(gòu)3，所述旋絲機(jī)構(gòu)3用于夾持并旋轉(zhuǎn)綁扎絲5，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋的綁扎。本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的積極效果是：
12、(1)本發(fā)明中，機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)模式上融合了四足生物行走與尺蠖攀爬、蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)理，分別提出基于四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人的“抬升-步進(jìn)”運(yùn)動(dòng)模式實(shí)現(xiàn)越障與平面移動(dòng)，提出“鉗位-步進(jìn)-鉗位”運(yùn)動(dòng)模式實(shí)現(xiàn)垂直面鋼筋攀爬，提出“鉗位-步進(jìn)-綁扎”運(yùn)動(dòng)模式實(shí)現(xiàn)功能集成型鉗位足定位與鋼筋綁扎，具有障礙物翻越、平面鋼筋快速移動(dòng)、垂直面鋼筋攀爬等運(yùn)動(dòng)特性。
13、(2)本發(fā)明中，機(jī)器人在平面鋼筋快速移動(dòng)、障礙物翻越等運(yùn)動(dòng)任務(wù)中，采用四足協(xié)調(diào)“抬升-步進(jìn)”模式的四足生物行走仿生步態(tài)。
14、(3)本發(fā)明中，機(jī)器人在垂直面鋼筋攀爬運(yùn)動(dòng)任務(wù)中，采用“鉗位-步進(jìn)-鉗位”模式的尺蠖攀爬仿生步態(tài)。
15、(4)本發(fā)明中，機(jī)器人將運(yùn)動(dòng)足與綁扎器進(jìn)行融合設(shè)計(jì)，提出了一種功能集成型鉗位足的創(chuàng)新構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)足-綁扎器一體化，同時(shí)通過(guò)構(gòu)型創(chuàng)新合理分配了自由度，相同的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)兼顧機(jī)器人運(yùn)動(dòng)與鋼筋綁扎功能集成。
16、(5)本發(fā)明中，機(jī)器人基于提出的功能集成型鉗位足構(gòu)型，具有仿尺蠖蠕動(dòng)“鉗位-步進(jìn)-綁扎”模式以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人快速運(yùn)動(dòng)與鋼筋快速綁扎。
1.一種四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其特征在于，包括：一個(gè)連接板(11)、四個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足和四個(gè)功能集成型鉗位足，連接板(11)的前、后兩側(cè)分別安裝有兩個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足，每一個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足上安裝有一個(gè)功能集成型鉗位足；位于連接板(11)前側(cè)/后側(cè)的兩個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足左、右對(duì)稱設(shè)置；四個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的行走；四個(gè)功能集成型鉗位足用于抓握鋼筋并對(duì)鋼筋綁扎。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其特征在于，每一個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足包括：一個(gè)第四驅(qū)動(dòng)裝置(10)、一個(gè)轉(zhuǎn)接板(12)和一個(gè)第三驅(qū)動(dòng)裝置(9)，第四驅(qū)動(dòng)裝置(10)安裝在連接板(11)前側(cè)或后側(cè)，轉(zhuǎn)接板(12)安裝在第四驅(qū)動(dòng)裝置(10)的驅(qū)動(dòng)端，所述第四驅(qū)動(dòng)裝置(10)用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)接板(12)沿垂直于連接板(11)的方向位移；第三驅(qū)動(dòng)裝置(9)安裝在轉(zhuǎn)接板(12)上，第三驅(qū)動(dòng)裝置(9)的驅(qū)動(dòng)端沿平行于連接板(11)的方向位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其特征在于，每一個(gè)模塊化運(yùn)動(dòng)足還包括：一個(gè)第二驅(qū)動(dòng)裝置(8)和一個(gè)伸縮組件，伸縮組件的上端和第三驅(qū)動(dòng)裝置(9)的驅(qū)動(dòng)端通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)裝置(8)連接，所述第二驅(qū)動(dòng)裝置(8)用于驅(qū)動(dòng)伸縮組件繞第三驅(qū)動(dòng)裝置(9)的驅(qū)動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮組件的下端和功能集成型鉗位足連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其特征在于，所述伸縮組件包括：第一驅(qū)動(dòng)裝置(7)和四連桿機(jī)構(gòu)(6)，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置(7)通過(guò)第二驅(qū)動(dòng)裝置(8)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在第三驅(qū)動(dòng)裝置(9)的驅(qū)動(dòng)端；四連桿機(jī)構(gòu)(6)包括：四個(gè)連桿，四個(gè)連桿長(zhǎng)度相同且合圍形成平行四邊形結(jié)構(gòu)，位于左側(cè)的兩個(gè)連桿相互鉸接，位于右側(cè)的兩個(gè)連桿相互鉸接，位于上側(cè)的兩個(gè)連桿的上端均與第一驅(qū)動(dòng)裝置(7)的輸出端連接，位于下側(cè)的兩個(gè)連桿的下端均與功能集成型鉗位足的上端鉸接；所述第一驅(qū)動(dòng)裝置(7)用于驅(qū)動(dòng)位于上側(cè)的兩個(gè)連桿實(shí)現(xiàn)同步張合動(dòng)作。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其特征在于，每一個(gè)功能集成型鉗位足包括：足部驅(qū)動(dòng)裝置、主動(dòng)鉗位足(1)和多連桿機(jī)構(gòu)(4)，足部驅(qū)動(dòng)裝置的上端與伸縮組件的下端連接，環(huán)繞足部驅(qū)動(dòng)裝置的外周等間距設(shè)置有四個(gè)多連桿機(jī)構(gòu)(4)，四個(gè)多連桿機(jī)構(gòu)(4)均與足部驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端相連接，每一個(gè)多連桿機(jī)構(gòu)(4)的下端安裝有一個(gè)主動(dòng)鉗位足(1)，所述足部驅(qū)動(dòng)裝置用于拉動(dòng)四個(gè)多連桿機(jī)構(gòu)(4)實(shí)現(xiàn)四個(gè)主動(dòng)鉗位足(1)的張合動(dòng)作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋的抓握動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其特征在于，多連桿機(jī)構(gòu)(4)包括：頂部連桿、中間連桿、連接轉(zhuǎn)軸、第一底部連桿和第二底部連桿，頂部連桿的上端和足部驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端鉸接，中間連桿的中部和足部驅(qū)動(dòng)裝置的外壁通過(guò)連接轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，中間連桿的上端和頂部連桿的下端鉸接，第一底部連桿和第二底部連桿的上端均與中間連桿的下端鉸接，第一底部連桿和第二底部連桿的下端分別與主動(dòng)鉗位足(1)的頂部的內(nèi)、外兩側(cè)鉸接，所述足部驅(qū)動(dòng)裝置用于向下推動(dòng)頂部連桿進(jìn)而推動(dòng)中間連桿繞連接轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)鉗位足(1)的張合動(dòng)作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其特征在于，每一個(gè)功能集成型鉗位足還包括：送斷絲機(jī)構(gòu)(2)和綁扎絲(5)，足部驅(qū)動(dòng)裝置的頂端側(cè)壁纏繞有所述綁扎絲(5)，足部驅(qū)動(dòng)裝置的底部安裝有所述送斷絲機(jī)構(gòu)(2)，綁扎絲(5)的端部穿入所述送斷絲機(jī)構(gòu)(2)，所述送斷絲機(jī)構(gòu)(2)用于纏繞并剪切所述綁扎絲(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的四足類尺蠖式鋼筋綁扎機(jī)器人，其特征在于，每一個(gè)功能集成型鉗位足還包括：旋絲機(jī)構(gòu)(3)，足部驅(qū)動(dòng)裝置的底部安裝有旋絲機(jī)構(gòu)(3)，所述旋絲機(jī)構(gòu)(3)用于夾持并旋轉(zhuǎn)綁扎絲(5)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋的綁扎。