[发明专利]一种外置全断面岩石掘进机换刀机器人机身结构

摘要

本发明提出了一种外置全断面岩石掘进机换刀机器人机身结构，属于机器人机身结构设计技术领域。该机身结构由三个移动副与一个转动副组成，通过液压进行驱动。机身结构大体上分为四个姿态，以适应TBM内部狭小的空间结构，其基座位于TBM外部，腰部、大臂、肘部以及小臂等通过TBM主梁下方的运刀孔进入TBM刀盘内部，完成滚刀的安装。机器人腰部的控制采用活塞缸控制，大臂与小臂的伸缩通过对相应油孔的抽油与吸油实现，肘部的转动通过液压马达实现。本发明的机器人机身结构替代工人进行换刀作业，能极大提高工人工作安全程度，提升滚刀更换效率。

主权项

1.一种外置全断面岩石掘进机换刀机器人机身结构，其特征在于，所述的外置全断面岩石掘进机换刀机器人机身结构包括机器人基座(1)、机器人腰部(2)、机器人大臂(6)和机器人小臂(9)四部分；机器人机身均采用液压控制，用于调整机器人机身的伸缩；其中，机器人大臂(6)由大臂一级缸(6‑0)、大臂二级缸(6‑1)、大臂三级缸(6‑2)和大臂四级缸(6‑3)依次嵌套组成；机器人小臂(9)由小臂一级缸(9‑0)、小臂二级缸(9‑1)、小臂三级缸(9‑2)和小臂四级缸(9‑3)依次嵌套组成；机器人基座(1)与机器人腰部(2)构成机器人机身结构的第一个移动关节，机器人基座(1)上开有基座上油孔(1‑1)和基座下油孔(1‑2)，两个油孔用于调节机器人腰部(2)的高度，当基座上油孔(1‑1)进油，基座下油孔(1‑2)出油时，机器人腰部(2)将下降，当基座上油孔(1‑1)出油而基座下油孔(1‑2)进油时，机器人腰部(2)将上升；机器人基座(1)周边布置有筋板，以保持机器人基座(1)的稳定；机器人腰部(2)通过螺栓(4)、螺母(3)与大臂基座(5)固定连接，机器人大臂基座(5)用于固定大臂一级缸(6‑0)；大臂一级缸(6‑0)的固定端设有大臂油孔(6‑0‑1)，通过输油与抽油来控制机器人大臂(6)的伸缩；当往大臂油孔(6‑0‑1)内输油时，油压将推动大臂二级缸(6‑1)、大臂三级缸(6‑2)和大臂四级缸(6‑3)向外运动，实现机器人大臂(6)的伸展；当大臂油孔抽油时，大臂内部油减少，大气压力将推动大臂二级缸(6‑1)、大臂三级缸(6‑2)和大臂四级缸(6‑3)向内收缩，实现机器人大臂(6)的收缩；在机器人大臂(6)的各级油缸两端均设有凸台，用于限制各级油缸的行程；大臂四级缸(6‑3)的端部与机器人肘部(7)的一端连接，机器人肘部(7)的另一端通过转动副与小臂基座(8)连接，转动副驱动源为电机或液压马达，以实现机器人小臂(9)绕机器人大臂(6)的旋转；小臂一级缸(9‑0)与小臂基座(8)焊接，在小臂一级缸(9‑0)背部设有小臂油孔(9‑0‑1)，机器人小臂(9)的结构形式与伸缩原理与机器人大臂(6)相同；小臂四级缸(9‑3)的末端根据末端执行器设置相应的末端结构。