一种适用于大直径盾构机的多自由度换刀机器人

专利主权项内容

详见官网： 1.一种适用于大直径盾构机的多自由度换刀机器人，其特征在于：包括机器人底座(1)、机身以及末端执行器(7)；所述机器人底座(1)用于设置在盾构机的人舱(10)内，机器人底座(1)从盾构机的人舱(10)入口向盾构机的刀头方向延伸设置；所述机身设置在机器人底座(1)上，机身包括平移机构(2)、升降机构(3)、微调机构(4)、双向转动机构(5)和手腕机构(6)；所述平移机构(2)可带动机身沿机器人底座(1)长度方向移动，平移机构(2)通过升降机构(3)、微调机构(4)、双向转动机构(5)以及手腕机构(6)与末端执行器(7)连接，所述升降机构(3)、微调机构(4)、双向转动机构(5)、手腕机构(6)以及末端执行器(7)沿机器人底座(1)的长度方向依次设置；所述升降机构(3)用于驱动机身高度调整；所述微调机构(4)用于驱动末端执行器(7)沿机器人底座(1)宽度方向移动；所述双向转动机构(5)用于驱动末端执行器(7)沿机器人底座(1)宽度方向摆动以及沿高度方向摆动；所述手腕机构(6)的一端与末端执行器(7)连接，手腕机构(6)用于带动末端执行器(7)沿机器人底座(1)长度方向移动以及带动末端执行器(7)转动；所述的末端执行器(7)包括夹爪(7-1)以及套筒扳手(7-6)，夹爪(7-1)通过夹爪驱动机构驱动其开合，套筒扳手(7-6)通过套筒驱动机构带动其转动；所述的平移机构(2)包括移动导轨(2-1)，在移动导轨(2-1)上设置有滚轮(2-3)；在所述的机器人底座(1)上设置有固定导轨(1-2)，所述的滚轮(2-3)设置在所述的固定导轨(1-2)上；在所述的移动导轨(2-1)上还设置有驱动齿轮，在所述的机器人底座(1)上设置有与所述驱动齿轮啮合的齿条(1-1)，所述的驱动齿轮通过马达带动其转动；所述升降机构(3)包括起升油缸(3-1)、连接架(3-3)、机头架(3-4)以及两个连杆架(3-2)；所述两个连杆架(3-2)分别与连接架(3-3)以及机头架(3-4)铰接，所述机头架(3-4)、两个连杆架(3-2)以及连接架(3-3)构成平行四边形结构；所述的起升油缸(3-1)一端与平移机构(2)连接，另一端与所述的机头架(3-4)连接；所述微调机构(4)包括微调滑板(4-1)、微调伸缩油缸(4-2)；微调滑板(4-1)与机头架(3-4)连接，并可在所述机头架(3-4)上滑动，所述的微调伸缩油缸(4-2)设置在所述机头架(3-4)上，所述微调伸缩油缸(4-2)与所述的微调滑板(4-1)连接，驱动所述微调滑板(4-1)沿机器人底座(1)的宽度方向滑动；所述双向转动机构(5)包括第一螺旋液压旋转油缸(5-1)、旋转马达固定座(5-2)、螺旋液压摆动油缸托板(5-3)、摆动油缸固定座(5-4)和第二螺旋液压摆动油缸(5-5)；第一螺旋液压旋转油缸(5-1)一端固定在微调滑板(4-1)上，且通过两个旋转马达固定座(5-2)与螺旋液压摆动油缸托板(5-3)连接；第二螺旋液压摆动油缸(5-5)与所述摆动油缸固定座(5-4)连接；所述第一螺旋液压旋转油缸(5-1)与第二螺旋液压摆动油缸(5-5)为垂直方向设置；所述手腕机构(6)包括换刀直角臂(6-7)、多个伸缩臂、伸缩臂液压缸(6-10)、执行器旋转油缸(6-9)、执行器连接板(6-2)以及执行器摆动油缸(6-1)；所述的换刀直角臂(6-7)与所述的第二螺旋液压摆动油缸(5-5)的两端连接；所述的伸缩臂液压缸(6-10)用于驱动所述伸缩臂展开或缩回，在最靠近末端执行器(7)一端的伸缩臂上连接有执行器旋转油缸(6-9)，所述的执行器旋转油缸(6-9)与执行器连接板(6-2)连接，在执行器连接板(6-2)上还设置有执行器摆动油缸(6-1)，所述的执行器摆动油缸(6-1)用于与末端执行器(7)连接，驱动末端执行器(7)旋转。