本发明涉及建筑施工设备领域,具体为一种独轮钢筋捆扎机器人。
背景技术:
1、在建筑施工场景下,由于施工需要,经常要在紧密排列的钢筋网格中执行精密操作,这些钢筋间距通常维持在5厘米到20厘米的范围内,且各间距并非绝对均匀,给作业带来了复杂性。尽管市场上已有专为此类环境设计的机器人,采用了诸如履带式或四轮宽幅的设计方案,但它们在实际应用中仍面临显著局限。
2、履带式及四轮宽幅机器人虽旨在应对狭窄钢筋间隙,却难以实现在钢筋表面的精确定位、导向移动和横向移动。钢筋间自然存在的微小变位或结构形变,都可能导致机器人偏离既定路径,控制精度受损,这不仅降低了作业效率,还可能危及施工安全。而且采用四轮驱动的机器人驱动结构较为庞大,占据了较大的作业空间,由此产生了所谓的“工作盲区”,即机器人无法自主触及和作业的区域,进而增加了对人工辅助的依赖,整体工作效率大打折扣。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种独轮钢筋捆扎机器人,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种独轮钢筋捆扎机器人,包括:
4、主体模块;
5、驱动模块,所述驱动模块设置于主体模块下端,其包括单个由电机驱动的槽轮在钢筋上行走,槽轮的环形槽扣在钢筋上;
6、左右平衡飞轮,所述左右平衡飞轮设置于主体模块上,其实现机器人左右方向的平衡;
7、前后平衡飞轮,所述前后平衡飞轮设置于主体模块上,其实现机器人前后方向的平衡;
8、视觉导航模块,所述视觉导航模块实时拍摄钢筋网格相关情况;以及
9、机械臂模块,所述机械臂模块设置于主体模块上,其完成钢筋的捆扎工作。
10、进一步地,所述主体模块包括机器人壳体、机器人主控模块、电源模块、陀螺仪和加速计。
11、进一步地,所述槽轮为槽轮轮毂电机。
12、进一步地,所述视觉导航模块包括第一导航相机和第二导航相机,所述第一导航相机和第二导航相机分设于主体模块的前后两侧。
13、进一步地,所述主体模块的左右两侧分别设置机械臂模块。
14、进一步地,所述机械臂模块包括关节组件和夹爪机械手,所述关节组件一端与主体模块连接,另一端与夹爪机械手连接,所述夹爪机械手抓取钢筋。
15、进一步地,所述机械臂模块还包括设置于夹爪机械手上的捆扎摄像头,捆扎摄像头拍摄钢筋的捆扎情况。
16、进一步地,所述关节组件包括依次转动连接的第一肩部关节、第二肩部关节、大臂关节、肘关节、小臂关节、腕关节、末端关节,所述第一肩部关节与主体模块连接,所述末端关节与夹爪机械手连接。
17、进一步地,所述机器人横向跨越钢筋的方法包括:
18、步骤1,左右两侧的机械臂模块抓住对应的钢筋,通过两侧的机械臂模块的动作使主体模块抬升,驱动模块脱离原先的钢筋;
19、步骤2,通过两侧机械臂模块的动作带动主体模块横移,使驱动模块移动至另一根钢筋上方;
20、步骤3,通过两侧机械臂模块的动作带动主体模块下移,使驱动模块与下方的钢筋相配合,从而实现机器人在不同钢筋间的横向跨越。
21、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
22、1)采用单个槽轮轮毂电机进行驱动,槽轮具有定心定位作用,通过单槽轮与钢筋直接接触,使独轮机器人能在钢筋上适应钢筋笔直或弯曲的状态,在不同状态钢筋上均可正常行走,通过性好,不会脱离钢筋;
23、2)采用独轮,机器人整体占用工作空间体积小,操作机械臂末端可到达槽轮局部,有效减小了工作盲区,左右两个机械臂同时进行捆扎,提高了机器人捆扎钢筋效率;同时采用多自由度机械臂,使得机械手臂能够到达更广泛的作业区域,工作空间大,进一步减小了工作盲区;
24、3)采用多自由度灵活机械手臂,通过控制协调机械臂各个关节,可以完成钢筋捆扎任务,以及独轮钢筋捆扎机器人在钢筋网格之间进行横移;
25、4)采用前后、左右自平衡飞轮,通过动量飞轮产生恢复力矩,独轮机器人可以平稳地在钢筋网格上进行作业,不会发生倾倒。
1.一种独轮钢筋捆扎机器人,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种独轮钢筋捆扎机器人,其特征在于,所述主体模块(1)包括机器人壳体、机器人主控模块、电源模块、陀螺仪和加速计。
3.根据权利要求1所述的一种独轮钢筋捆扎机器人,其特征在于,所述槽轮为槽轮轮毂电机。
4.根据权利要求1所述的一种独轮钢筋捆扎机器人,其特征在于,所述视觉导航模块包括第一导航相机(5)和第二导航相机(6),所述第一导航相机(5)和第二导航相机(6)分设于主体模块(1)的前后两侧。
5.根据权利要求1所述的一种独轮钢筋捆扎机器人,其特征在于,所述主体模块(1)的左右两侧分别设置机械臂模块(7)。
6.根据权利要求1所述的一种独轮钢筋捆扎机器人,其特征在于,所述机械臂模块(7)包括关节组件和夹爪机械手(8),所述关节组件一端与主体模块(1)连接,另一端与夹爪机械手(8)连接,所述夹爪机械手(8)抓取钢筋。
7.根据权利要求6所述的一种独轮钢筋捆扎机器人,其特征在于,所述机械臂模块(7)还包括设置于夹爪机械手(8)上的捆扎摄像头(9),捆扎摄像头(9)拍摄钢筋的捆扎情况。
8.根据权利要求6所述的一种独轮钢筋捆扎机器人,其特征在于,所述关节组件包括依次转动连接的第一肩部关节(10)、第二肩部关节(11)、大臂关节(12)、肘关节(13)、小臂关节(14)、腕关节(15)、末端关节(16),所述第一肩部关节(10)与主体模块(1)连接,所述末端关节(16)与夹爪机械手(8)连接。
9.根据权利要求5所述的一种独轮钢筋捆扎机器人,其特征在于,所述机器人横向跨越钢筋的方法包括: