[實用新型]單自由度換刀機器人運輸機構(gòu)、換刀機器人及盾構(gòu)機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020103901.4
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN211474120U
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜禮杰;錢豪;文勇亮;楊航;原曉偉;趙夢媛
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 高園

本實用新型公開了一種盾構(gòu)機用單自由度換刀機器人運輸機構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中輸送機構(gòu)運動占用空間，操作不靈活的問題。本實用新型包括運動調(diào)節(jié)機構(gòu)、伸縮臂和末端執(zhí)行器，所述運動調(diào)節(jié)機構(gòu)通過伸縮件與伸縮臂的一端連接，末端執(zhí)行器設(shè)置在伸縮臂的另一端；伸縮臂帶動末端執(zhí)行器對刀盤上的刀具進(jìn)行更換。本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)集成度高，運動靈活，提高換刀效率和操作安全系數(shù)，具有較高的推廣價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是指單自由度換刀機器人運輸機構(gòu)、換刀機器人及盾構(gòu)機。

背景技術(shù)

全斷面掘進(jìn)機施工過程中刀具消耗大、更換頻繁，現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)常是人工換刀，而人工換刀作業(yè)難度大，效率低，而且極易發(fā)生安全事故。為保證施工人員的人身安全，避免繁瑣的人工換刀，提高換刀效率，節(jié)省物力和財力，用換刀機器人代替人工進(jìn)行盾構(gòu)機換刀成為目前的一項研究課題。

但是現(xiàn)階段對換刀機器人的研究較少，尤其是換刀機器人用末端執(zhí)行器的輸送機構(gòu)。現(xiàn)有的末端執(zhí)行器的輸送機構(gòu)，占用空間大，對不同位置的滾刀夾取不方便，操作不靈活，影響更換效率。綜上，需要對換刀機器人用末端執(zhí)行器的輸送機構(gòu)做進(jìn)一步改進(jìn)和合理設(shè)計，以提高其對刀具的更換效率。

實用新型內(nèi)容

針對上述背景技術(shù)中的不足，本實用新型提出單自由度換刀機器人運輸機構(gòu)、換刀機器人及盾構(gòu)機，解決了現(xiàn)有技術(shù)中輸送機構(gòu)運動占用空間，操作不靈活的問題。

本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種單自由度換刀機器人運輸機構(gòu)，包括運動調(diào)節(jié)機構(gòu)、伸縮臂和末端執(zhí)行器，所述運動調(diào)節(jié)機構(gòu)通過伸縮件與伸縮臂的一端連接，末端執(zhí)行器設(shè)置在伸縮臂的另一端；伸縮臂帶動末端執(zhí)行器對刀盤上的刀具進(jìn)行更換。

所述伸縮臂包括首端臂板和末端臂板，首端臂板的一端與運動調(diào)節(jié)機構(gòu)的伸縮件相連接、另一端通過折疊機構(gòu)與末端臂板相連接，末端執(zhí)行器設(shè)置在末端臂板上。

所述折疊機構(gòu)包括至少一個連接板，連接板的兩端分別通過齒輪驅(qū)動構(gòu)件與首端臂板和末端臂板相連接，位于同一連接板兩端的齒輪驅(qū)動構(gòu)件通過連桿相連接。

所述齒輪驅(qū)動構(gòu)件包括驅(qū)動電機，驅(qū)動電機固定在首端臂板和/或末端臂板上，驅(qū)動電機的輸出軸上設(shè)有主動齒輪，首端臂板和/或末端臂板上設(shè)有第一齒輪軸，第一齒輪軸上設(shè)有齒形鉸接件，齒形鉸接件的中部鉸接在連接板上，齒形鉸接件的一端與主動齒輪嚙合、另一端與連桿鉸接。

所述齒形鉸接件的中部通過第二齒輪軸與連接板相連接，第二齒輪軸上設(shè)有第二圓柱齒輪，第一齒輪軸上設(shè)有第一圓柱齒輪，第二圓柱齒輪與第一圓柱齒輪嚙合。

所述位于同一連接板兩端的兩個齒形鉸接件與連桿、連接板組成四連桿機構(gòu)，四連桿機構(gòu)對稱設(shè)置在連接板的兩側(cè)。

所述運動調(diào)節(jié)機構(gòu)包括設(shè)置在盾體內(nèi)的底座，底座上橫向滑動設(shè)有溜板，溜板通過推進(jìn)油缸與底座相連接，溜板上縱向滑動設(shè)有油缸座，油缸座通過調(diào)節(jié)油缸與溜板相連接，油缸座上豎直設(shè)有提升油缸，伸縮件固定在提升油缸上。

所述伸縮件為連接油缸，連接油缸橫向水平設(shè)置。

所述底座上設(shè)有橫向設(shè)置的柱形軌道，溜板的底部設(shè)有柱形塊，柱形塊位于柱形軌道內(nèi)且能沿柱形軌道前后運動。

所述末端執(zhí)行器包括多自由度調(diào)節(jié)平臺、連接箱體和夾持機構(gòu)，連接箱體與多自由度調(diào)節(jié)平臺相連接，夾持機構(gòu)安裝在連接箱體上，連接箱體上還設(shè)有高壓清洗機構(gòu)、螺栓松緊機構(gòu)和圖像采集機構(gòu)。

一種盾構(gòu)機用換刀機器人，包括上述的單自由度換刀機器人運輸機構(gòu)。

一種盾構(gòu)機，包括上述的盾構(gòu)用換刀機器人。