[发明专利]一种钢筋绑扎方法及绑扎夹具

说明书

一种钢筋绑扎方法，包括以下步骤：获取待绑扎钢筋的工艺参数信息；使用形状记忆材料制造具有包络钢筋交叉节点形状的绑扎夹具，此时绑扎夹具为绑扎形状；通过物理场施加装置和赋形装置施加外力使绑扎形状的绑扎夹具包络部分变形展开，形成临时形状；将临时形状的绑扎夹具存入夹具库；拾取临时形状的绑扎夹具并将其定位到钢筋交叉节点，将物理场施加装置移动到钢筋交叉节点处；通过物理场施加装置使临时形状的绑扎夹具刚度变形为绑扎形状，对待绑扎钢筋进行包络；判定钢筋交叉节点是否已经全部被绑扎，若未全部完成绑扎，则继续重复上述步骤；若已完成全部绑扎，则结束绑扎作业。本设计不仅结构简单，而且工作效率高。

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，尤其涉及一种钢筋绑扎方法及绑扎夹具。

背景技术

钢筋绑扎是建筑施工中一项必不可少的基础工作，具有绑扎点数量多、绑扎动作重复性高的特点。目前的绑扎方法主要有两种，一是利用简单工具手动绑扎，二是由自动化钢筋绑扎装置绑扎。无论是手工绑扎还是自动化装置绑扎，绑扎流程都是先用绑扎丝缠绕钢筋交叉点，再将绑扎丝拧结。

传统的钢筋绑扎作业都是由工人双手协作完成，手工绑扎需要在钢筋交叉点手动完成穿丝和拧丝动作，劳动强度高，操作便利性差，且存在人身安全隐患。因此，为了减少钢筋绑扎作业对工人的人身安全危害，国内外研究人员研发了众多钢筋自动化绑扎装置。例如，发明专利CN111877768A公开了一种钢筋自动绑扎设备及钢筋绑扎方法，能够减少绑扎过程中扎丝的浪费；发明专利CN111927104A公开了一种智能钢筋绑扎机器人，能够降低劳动强度、提高绑扎质量和效率；发明专利CN112639233A公开了一种捆扎机，以提高钢筋绑扎作业效率。

然而，尽管上述自动化装置能够在替代人工以及提高绑扎效率和质量方面带来益处，但这类自动化装置由电机驱动，需要复杂的传动机构驱动绑扎头实现绕丝和拧丝的动作，造成装置结构复杂、使用成本高等系列问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的钢筋自动化绑扎装置结构复杂、使用成本高的缺陷与问题，提供一种结构简单、使用成本较低的钢筋绑扎方法及绑扎夹具。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种钢筋绑扎方法，该绑扎方法包括以下步骤：

S1、获取待绑扎钢筋的工艺参数信息；

S2、使用形状记忆材料制造具有包络钢筋交叉节点形状的绑扎夹具，此时绑扎夹具为绑扎形状；

S3、先通过物理场施加装置改变绑扎夹具的刚度，使绑扎形状的绑扎夹具成为可变形状态，再通过赋形装置施加外力作用使处于可变形状态的绑扎夹具包络部分变形展开，形成临时形状，然后撤去物理场施加装置，解除赋形装置的外力作用，绑扎夹具保持临时形状；

S4、将临时形状的绑扎夹具存入夹具库；

S5、拾取临时形状的绑扎夹具并将其定位到钢筋交叉节点，同时将物理场施加装置移动到钢筋交叉节点处；

S6、通过物理场施加装置使临时形状的绑扎夹具刚度降低，临时形状的绑扎夹具变形恢复到绑扎形状，以完成对待绑扎钢筋的包络动作，然后关闭物理场施加装置，绑扎夹具的刚度增加，绑扎夹具固定为绑扎形状；

S7、判定钢筋交叉节点是否已经全部被绑扎，若未全部完成绑扎，则继续重复步骤S5和步骤S6；若已完成全部绑扎，则结束绑扎作业。

所述步骤S1中，待绑扎钢筋的工艺参数信息包括钢筋直径、交叉节点数量、节点间距；钢筋直径包括上钢筋直径和下钢筋直径，交叉节点数量是指所有上钢筋和下钢筋相交部分的个数，节点间距是指上钢筋之间最小间距和下钢筋之间的最小间距。

所述步骤S2中，形状记忆材料采用热致形状记忆聚合物，绑扎夹具的具体制造过程为：先安装注塑模具，再向注塑模具内侧形成的注塑空间内注入热致形状记忆聚合物，等待热致形状记忆聚合物固化后形成初模，然后拆模取出初模，对初模的中部进行铣槽，铣槽后，在槽壁的两侧钻孔，形成绑扎夹具中间体，再对绑扎夹具中间体包络下钢筋处的结构进行切口，最终形成具有包络钢筋交叉节点形状的绑扎夹具。