[發(fā)明專利]一種自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110410506.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102518395A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 簡(jiǎn)小剛;楊鵬春;王葉鋒;李曉華;黃江昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B7/00
• 分類號(hào): E21B7/00;E21B4/04;E21B17/22
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

1.一種自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人，其特征在于：包括實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的切削和輸送的鉆入系統(tǒng)，提供運(yùn)動(dòng)能力的動(dòng)力系統(tǒng)，對(duì)鉆入系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)；動(dòng)力系統(tǒng)通過(guò)傳動(dòng)裝置與鉆入系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)與動(dòng)力系統(tǒng)及鉆入系統(tǒng)之間設(shè)置通信連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人，其特征在于：所述鉆入系統(tǒng)包括圓錐形鉆頭(1)、電機(jī)(2)和螺旋桿(12)，所述電機(jī)(2)具有雙輸出軸，通過(guò)聯(lián)接銷分別連接圓錐形鉆頭(1)和螺旋桿(12)；所述電機(jī)(2)帶有輻板(25)，所述輻板(25)通過(guò)螺栓與機(jī)器人軀體(4)的前擋板(34)連接；所述螺旋桿(12)通過(guò)一對(duì)吊軸承(5)固定在機(jī)器人軀體(4)中心軸線上，所述吊軸承(5)通過(guò)螺栓聯(lián)接固定于機(jī)器人內(nèi)殼體(24)的平臺(tái)(27)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人，其特征在于：所述動(dòng)力系統(tǒng)包括：機(jī)器人軀體(4)、支撐足(8)和滑塊(22)，三者之間通過(guò)伸縮機(jī)構(gòu)相連；所述機(jī)器人軀體(4)由內(nèi)殼體(24)、外殼體(28)通過(guò)前、后擋板(34、31)焊接在一起，所述前擋板(34)設(shè)有螺紋孔(35)，所述后擋板(31)設(shè)有通孔(30)；所述內(nèi)殼體(24)兩端設(shè)有平臺(tái)(27)，所述平臺(tái)(27)上設(shè)有螺紋孔(32)，所述內(nèi)殼體(24)外部周向均布導(dǎo)軌(29)；所述滑塊(22)周向均布凹槽(36)，所述凹槽(36)與內(nèi)殼體(24)的導(dǎo)軌(29)相配合，所述滑塊(22)端面設(shè)有螺紋孔(37)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人，其特征在于：所述控制系統(tǒng)包括探測(cè)裝置(3)、陀螺儀(21)和控制電路板(20)，所述探測(cè)裝置(3)安裝在機(jī)器人軀體(4)的前擋板(34)內(nèi)側(cè)；所述陀螺儀(21)和控制電路板(20)安裝于機(jī)器人軀體(4)的后擋板(31)內(nèi)側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人，其特征在于：所述圓錐形鉆頭(1)采用中空的結(jié)構(gòu)以使切削得到的土屑能夠進(jìn)入鉆頭內(nèi)部；優(yōu)選的，圓錐形鉆頭(1)和機(jī)器人軀體(4)之間可添加破碎機(jī)構(gòu)，限制土顆粒直徑，防止螺旋桿(12)輸土“卡死”。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人，其特征在于：所述支撐足(8)由徑向伸縮機(jī)構(gòu)和軸向伸縮機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)；徑向伸縮機(jī)構(gòu)由徑向電機(jī)(11)、徑向絲桿(10)和支撐足(8)組成，所述電機(jī)(11)和絲桿(10)通過(guò)銷連接在一起，電機(jī)(11)通過(guò)螺釘固定于滑塊(22)上，絲桿(10)通過(guò)軸套(23)和滑塊(22)連接，所述支撐足(8)與絲桿(10)通過(guò)螺紋孔(39)連接，兩者構(gòu)成絲杠螺母機(jī)構(gòu)；軸向伸縮機(jī)構(gòu)由軸向電機(jī)(7)、軸向絲桿(9)和滑塊(22)組成，所述電機(jī)(7)和絲桿(9)通過(guò)銷連接在一起，電機(jī)(7)通過(guò)螺釘固定于機(jī)器內(nèi)殼體(24)上，所述滑塊(22)與絲桿(9)通過(guò)螺紋孔(37)連接，兩者構(gòu)成絲杠螺母機(jī)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人，其特征在于：所述外殼體(28)周向均布三個(gè)窗口(33)以利于支撐足(8)的軸向和徑向運(yùn)動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人，其特征在于：在滿足結(jié)構(gòu)尺寸要求等條件下，所述徑向伸縮機(jī)構(gòu)和軸向伸縮機(jī)構(gòu)由伸縮氣缸或伸縮液壓缸代替。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人，其特征在于：所述支撐足(8)兩端設(shè)置有凸塊(38)以利于嵌入孔壁周圍土壤中為機(jī)器人提供足夠的支撐反作用力；優(yōu)選的，所述支撐足(8)周圍附有彈性防塵罩(6)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自推進(jìn)式鉆地機(jī)器人，其特征在于：所述機(jī)器人尾部拖有組合纜(14)，所述組合纜(14)繞于卷筒(13)上，所述卷筒(13)焊接于機(jī)器人內(nèi)殼體(24)上；優(yōu)選的，所述組合纜(14)包含電源線(18)、信號(hào)線(16)和引繩(19)；優(yōu)選的，所述組合纜(14)通過(guò)機(jī)器人軀體(4)的后擋板(31)上通孔(30)連接地上直流電源(17)、地上計(jì)算機(jī)控制中心(15)，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的持續(xù)鉆進(jìn)和對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制。