[发明专利]一种轮腿式凿岩机器人

摘要

本发明公开了一种轮腿式凿岩机器人，包括轮式底盘（1）、支承框架（2）、车身移动组件（3）、电驱动转体组件（4）、液压式抬腿组件（5）、车身（6）、视觉信息采集装置（7）以及机械臂组件（8）；所述的机械臂组件（8）有两组，分别安装在车身（6）两侧，机械臂组件（8）安装有液压劈裂机（8.1.3）。本发明是一种轮腿式凿岩机器人，其移动装置综合了轮式装置速度快和腿式装置越障能力强的优点，能够快速通过崎岖不平区域，将液压劈裂机安装在机械臂上，通过车身移动组件和双多自由度机械臂的协调运动，智能调节液压劈裂机的工作角度和工作距离，代替工作人员执行复杂任务，效率高，工作能力强。

主权项

1.一种轮腿式凿岩机器人，包括轮式底盘（1）、支承框架（2）、车身移动组件（3）、电驱动转体组件（4）、液压式抬腿组件（5）、车身（6）、视觉信息采集装置（7）以及机械臂组件（8）；两套轮式底盘（1）为凿岩机器人提供移动速度快的轮式移动方式，车身移动组件（3）调节机器人的重心位置，电驱动转体组件（4）和液压式抬腿组件（5）为凿岩机器人提供越障能力强的腿式移动方式；所述的视觉信息采集装置（7）共有四组，分别安装在车身（6）的前、后、左、右四个方位；所述的机械臂组件（8）有两组，分别安装在车身（6）两侧，包括轴一组件（8.1）、轴二组件（8.2）、轴三组件（8.3）、轴四组件（8.4）以及机械臂电气端（8.5）；轴一组件（8.1）、轴二组件（8.2）、轴三组件（8.3）、轴四组件（8.4）依次连接，组合成多自由度机械臂的机械部分，机械臂电气端（8.5）外接电源和信号收发装置，从而构成可以由工作人员远程操控执行复杂任务的多自由度机械凿岩；所述的轴一组件（8.1）包括螺母（8.1.1）、螺栓（8.1.2）、液压劈裂机（8.1.3）以及爪头座（8.1.4）；液压劈裂机（8.1.3）嵌入爪头座（8.1.4）的圆形孔并由螺母（8.1.1）、螺栓（8.1.2）实现其定位;所述的轴二组件（8.2）包括小臂座电机端盖（8.2.1）、小臂座旋转电机（8.2.2）以及大臂（8.2.3）；小臂座旋转电机（8.2.2）共有两组，每组有上下两个电机，控制轴一组件的旋转，实现工作距离的调节；小臂座电机端盖（8.2.1）将小臂座旋转电机（8.2.2）通过螺栓固定在大臂（8.2.3）的圆形孔中；所述的轴三组件（8.3）包括大臂电机端盖（8.3.1）、大臂旋转电机（8.3.2）、大臂旋转轴承（8.3.3）以及大臂座（8.3.4）；大臂旋转轴承（8.3.3）的内外圈分别与大臂（8.2.3）和大臂座（8.3.4）螺栓连接，大臂旋转电机（8.3.2）的输出轴与大臂（8.2.3）键连接；大臂电机端盖（8.3.1）经外围孔与大臂座（8.3.4）螺栓固定，再经内圈孔固定大臂旋转电机（8.3.2）；大臂旋转电机（8.3.2）输出轴的转动带动大臂（8.2.3）绕大臂旋转电机（8.3.2）轴线方向即轴三旋转，从而实现轴二组件（8.2）绕轴三的旋转；所述的轴四组件（8.4）包括大臂座旋转连接件（8.4.1）、大臂座旋转轴承（8.4.2）、机械臂基座（8.4.3）以及大臂座旋转减速电机（8.4.4）；机械臂基座（8.4.3）通过螺栓固定在车身（6）上，大臂座旋转轴承（8.4.2）的内外圈分别与机械臂基座（8.4.3）和大臂座旋转连接件（8.4.1）一端螺栓连接，大臂座旋转连接件（8.4.1）的另一端与大臂座（8.3.4）螺栓连接；大臂座旋转减速电机（8.4.4）经螺栓固定在机械臂基座（8.4.3）上，其输出轴与大臂座旋转连接件（8.4.1）键连接；大臂座旋转减速电机（8.4.4）输出轴的转动经大臂座旋转连接件（8.4.1）带动大臂座（8.3.4）绕大臂座旋转减速电机（8.4.4）轴线方向即轴四转动，从而实现轴三组件（8.3 ）绕轴四的旋转，进而实现劈裂机工作角度的调节；所述的车身移动组件（3）包括车身移动电机（3.1）、车身移动电机座（3.2）、车身移动联轴器（3.3）、车身移动驱动块（3.4）、车身移动连接件（3.5）、车身移动直线滑块（3.6）、车身移动滚珠丝杠（3.7）、车身移动直线滑轨（3.8）、车身移动基板（3.9）、车身移动丝杠轴承座（3.10）以及车身移动丝杠轴承（3.11）；车身移动电机座（3.2）、车身移动直线滑轨（3.8）以及车身移动丝杠轴承座（3.10）均通过螺栓固定在车身移动基板（3.9）上，车身移动电机（3.1）和车身移动丝杠轴承（3.11）分别通过螺栓固定在车身移动电机座（3.2）和车身移动丝杠轴承座（3.10）上；车身移动联轴器（3.3）两端分别连接车身移动滚珠丝杠（3.7）一端和车身移动电机（3.1）的输出轴，车身移动滚珠丝杠（3.7）的另一端与车身移动丝杠轴承（3.11）的内圈紧配合；车身（6）两侧通过螺栓与四个车身移动直线滑块（3.6）相连，中间通过螺栓与车身移动连接件（3.5）固定，车身移动连接件（3.5）又与车身移动驱动块（3.4）螺栓固定；车身移动驱动块（3.4）的内圈与车身移动滚珠丝杠（3.7）螺纹配合，车身移动电机（3.1）输出轴的转动，通过滚珠丝杠传动，转换为车身移动驱动块（3.4）沿车身移动滚珠丝杠（3.7）轴线方向的移动，从而实现车身（6）在车身移动基板（3.9）上的横向直线运动；车身移动组件（3）在机器人运动过程中调整机器人的重心位置；所述的液压式抬腿组件（5）包括可旋转基座（5.1）、车身支撑架（5.2）、液压缸缸筒（5.3）、液压缸活塞杆（5.4）、支撑架旋转小轴承（5.5）、支撑架旋转轴（5.6）、支撑架旋转大轴承（5.7）、支撑架旋转轴端盖（5.8）、液压缸旋转轴定位片（5.9）以及液压缸旋转轴（5.10）；车身支撑架（5.2）与车身移动基板（3.9）螺栓连接，其两侧孔与支撑架旋转轴（5.6）经花键连接且通过轴肩和套筒轴向定位；支撑架旋转轴（5.6）两端分别与支撑架旋转小轴承（5.5）和支撑架旋转大轴承（5.7）的内圈紧配合，支撑架旋转小轴承（5.5）和支撑架旋转大轴承（5.7）的外圈分别与可旋转基座（5.1）的两沉孔紧配合，支撑架旋转轴端盖（5.8）与支撑架旋转轴（5.6）的外端面贴紧并通过螺栓固定在可旋转基座（5.1）上，从而实现支撑架旋转轴（5.6）的轴向定位；液压缸旋转轴（5.10）的中间段外表面与液压缸缸筒（5.3）或液压缸活塞杆（5.4）的连接端内表面间隙配合，两侧段外表面与可旋转基座（5.1）或车身支撑架（5.2）的对应孔位内表面间隙配合并经液压缸旋转轴定位片（5.9）定位，从而将液压缸缸筒（5.3）和液压缸活塞杆（5.4）的连接端分别连接在可旋转基座（5.1）或车身支撑架（5.2）的指定位置；单侧液压缸活塞杆（5.4）沿其轴线方向的直线运动通过连杆滑块机构转换为车身支撑架（5.2）绕支撑架旋转轴（5.6）的转动，从而将另一侧的可旋转基座（5.1）抬起来；所述的电驱动转体组件（4）包括转体驱动电机（4.1）、转体减速器（4.2）、转台轴承（4.3）、转体套轴（4.4）以及套轴定位片（4.5）；转台轴承（4.3）的两端分别与可旋转基座（5.1）和支承框架（2）螺栓连接，转体减速器（4.2）通过螺栓固定在可旋转基座（5.1）上，其动力源来自于转体驱动电机（4.1）；转体套轴（4.4）一端与转体减速器（4.2）的输出轴键连接，另一端与支承框架（2）经花键连接并通过套轴定位片（4.5）轴向定位；转体驱动电机（4.1）的输出转矩经转体减速器（4.2）放大，再经转体套轴（4.4）传递到支承框架（2）上，在支承框架（2）固定不动的前提下，转换为转体减速器（4.2）的反向转动，从而带动可旋转基座（5.1）旋转，结合液压式抬腿组件（5）的运动，实现凿岩机器人的腿式移动和越障。