一種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人，包括行走裝置、可調(diào)支架、旋轉(zhuǎn)裝置、混聯(lián)機(jī)構(gòu)和夾持裝置；所述的可調(diào)支架位于行走裝置后上方，旋轉(zhuǎn)裝置位于可調(diào)支架前端位置處，且旋轉(zhuǎn)裝置與可調(diào)支架固連，混聯(lián)機(jī)構(gòu)位于旋轉(zhuǎn)裝置與夾持裝置之間，且混聯(lián)機(jī)構(gòu)上端與旋轉(zhuǎn)裝置相連接，混聯(lián)機(jī)構(gòu)下端與夾持裝置相連接。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)水利水電管道的抓取、搬運(yùn)和堆放等一系列作業(yè)，且自動(dòng)化程度高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)靈活、作業(yè)效率高，解決了人工搬運(yùn)作業(yè)成本高、效率低和危險(xiǎn)性大等問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水利水電工程機(jī)械領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]水電屬于水利科技名詞，意思是指水和電，水力發(fā)電等;水電是清潔能源，可再生、無(wú)污染、運(yùn)行費(fèi)用低，便于進(jìn)行電力調(diào)峰，有利于提高資源利用率和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的綜合效益。在地球傳統(tǒng)能源日益緊張的情況下，世界各國(guó)普遍優(yōu)先開(kāi)發(fā)水電，大力利用水能資源；中國(guó)不論是已探明的水能資源蘊(yùn)藏量，還是可能開(kāi)發(fā)的水能資源，都居世界第一位。水電資源是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)資源，開(kāi)發(fā)水電是能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展與結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，是國(guó)土資源利用與區(qū)域經(jīng)濟(jì)振興的要求，是國(guó)家環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的要求。經(jīng)過(guò)幾十年的建設(shè)與實(shí)踐，我國(guó)水電技術(shù)已居世界前列，足以支撐水電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。國(guó)家電力體制的改革與水電投資主體的多元化，將給水電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入新的活力。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，環(huán)保要求的日益提高，電力結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，以及西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的全面實(shí)施，我國(guó)水電產(chǎn)業(yè)迎來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)增加。
[0003]在水利水電工程中涉及到最多的也是最常見(jiàn)的工程就是管道鋪設(shè)，而且水利水電工程中用到的管道都是重型大直徑管道，水利水電工程中施工場(chǎng)地都是崎嶇坑洼地帶，一般輪式車輛難以進(jìn)入，而且現(xiàn)在對(duì)于水利水電中用到的管道多采用人工抬運(yùn)或者滾運(yùn)，這樣不僅占用了大量的勞動(dòng)力，搬運(yùn)成本高，而且搬運(yùn)堆放效率低，同時(shí)其過(guò)程間容易造成一定的危險(xiǎn)安全事故。鑒于此，本發(fā)明提供了一種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人。
[0005]本發(fā)明所要解決其技術(shù)問(wèn)題所采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0006]—種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人，包括行走裝置、可調(diào)支架、旋轉(zhuǎn)裝置、混聯(lián)機(jī)構(gòu)和夾持裝置;所述的可調(diào)支架位于行走裝置后上方，旋轉(zhuǎn)裝置位于可調(diào)支架前端位置處，且旋轉(zhuǎn)裝置與可調(diào)支架固連，混聯(lián)機(jī)構(gòu)位于旋轉(zhuǎn)裝置與夾持裝置之間，且混聯(lián)機(jī)構(gòu)上端與旋轉(zhuǎn)裝置相連接，混聯(lián)機(jī)構(gòu)下端與夾持裝置相連接。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的行走裝置包括底盤、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸、行走帶輪、鎖緊扣和行走履帶，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)、鎖緊扣和行走履帶的數(shù)量均為二，驅(qū)動(dòng)軸和行走帶輪數(shù)量為四；所述的底盤呈矩形結(jié)構(gòu)，底盤前后兩端分別開(kāi)設(shè)有安裝槽，驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別固定在底盤前后兩側(cè)的安裝槽內(nèi)，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用雙軸同步輸出電機(jī)，驅(qū)動(dòng)軸一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸相連接，驅(qū)動(dòng)軸另一端與行走帶輪相連接，且驅(qū)動(dòng)軸與行走帶輪之間通過(guò)鎖緊扣進(jìn)行固定，行走履帶兩端分別繞套在行走帶輪上，且行走履帶外側(cè)均勻設(shè)置有半圓形防滑條;通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)行走帶輪的旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)行走履帶的運(yùn)動(dòng)，行走裝置主要用于本發(fā)明的行走、移動(dòng)和轉(zhuǎn)向，且行走裝置通過(guò)采用履帶式結(jié)構(gòu)更加便于不同地勢(shì)地況的行走，使得本發(fā)明的適用性更強(qiáng)。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的可調(diào)支架包括轉(zhuǎn)盤座、升降桿、伸縮橫梁、第一轉(zhuǎn)軸、調(diào)節(jié)連桿、第二轉(zhuǎn)軸和第三轉(zhuǎn)軸;所述的升降桿底端通過(guò)轉(zhuǎn)盤座固定在底盤上端面，伸縮橫梁后端通過(guò)第一轉(zhuǎn)軸與升降桿頂端相連接，伸縮橫梁采用雙層可伸縮式結(jié)構(gòu)，且伸縮橫梁上層和下層之間采用支撐柱進(jìn)行連接，伸縮橫梁后端設(shè)置有第一耳座，伸縮橫梁中部下端位置處設(shè)置有第二耳座，伸縮橫梁前端設(shè)置有安裝環(huán)，調(diào)節(jié)連桿一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)軸與伸縮橫梁中部下端位置處的第二耳座相連接，調(diào)節(jié)連桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)軸安裝在升降桿中部位置處，且調(diào)節(jié)連桿呈工字型結(jié)構(gòu);升降桿可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)支架的整體旋轉(zhuǎn)和整體高度調(diào)節(jié)的功能，伸縮橫梁可進(jìn)行水平橫向長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)連桿的伸縮運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)伸縮橫梁以第一轉(zhuǎn)軸為旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行局部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了可調(diào)支架在垂直面上的整體角度的調(diào)節(jié)，可調(diào)支架在空間內(nèi)可進(jìn)行兩平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)支架可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明整體方位和角度的調(diào)整，且調(diào)節(jié)快速方便，便于本發(fā)明對(duì)水利水電管道搬運(yùn)作業(yè)的進(jìn)行。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電機(jī)座、旋轉(zhuǎn)柱和旋轉(zhuǎn)盤;所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用低速大扭矩電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)垂直倒立位于伸縮橫梁前端的安裝環(huán)內(nèi)部，且旋轉(zhuǎn)電機(jī)與伸縮橫梁之間通過(guò)電機(jī)座進(jìn)行固定，旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸與旋轉(zhuǎn)柱上端之間通過(guò)鍵進(jìn)行連接，旋轉(zhuǎn)柱下端與旋轉(zhuǎn)盤相連接，旋轉(zhuǎn)盤上端呈圓盤狀結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤下端沿其中心軸線呈周向方向均勻設(shè)置有連接柱，且連接柱呈階梯狀柱體結(jié)構(gòu);通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置可帶動(dòng)混聯(lián)機(jī)構(gòu)和夾持裝置的整體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的混聯(lián)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)底架和四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)底架位于四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)上方，且移動(dòng)底架與四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)固連;所述的移動(dòng)底架包括底板、移動(dòng)滑軌、滑塊、限位彈簧和鎖緊柱，且移動(dòng)滑軌和滑塊的數(shù)量均為四，限位彈簧數(shù)量為十六，鎖緊柱的數(shù)量為三十二;所述的底板固定在四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)上，移動(dòng)滑軌沿底板的縱向中心軸線分別對(duì)稱布置，移動(dòng)滑軌兩端分別設(shè)置有擋板，滑塊安裝在移動(dòng)滑軌上，限位彈簧位于滑塊與移動(dòng)滑軌的擋板之間，且限位彈簧一端通過(guò)鎖緊柱與移動(dòng)滑軌的擋板相連接，限位彈簧另一端通過(guò)鎖緊柱與滑塊相連接，且移動(dòng)滑軌的擋板內(nèi)側(cè)面和滑塊的前后端面上均開(kāi)設(shè)有安裝螺紋孔，鎖緊柱一端設(shè)置有用于固定限位彈簧的鎖緊扣，鎖緊柱另一端設(shè)置有與安裝螺紋孔相配合的外螺紋;移動(dòng)底架采用一平移的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，移動(dòng)底架可進(jìn)行前后移動(dòng)，通過(guò)移動(dòng)底架可帶動(dòng)四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的上下移動(dòng);所述的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括定平臺(tái)、虎克鉸、伸縮桿、球鉸鏈和動(dòng)平臺(tái)，且虎克鉸、伸縮桿和球鉸鏈的數(shù)量均為四；所述的定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)均為圓盤狀結(jié)構(gòu)，且動(dòng)平臺(tái)位于定平臺(tái)正下方，定平臺(tái)上端部分和動(dòng)平臺(tái)下端部分均分別設(shè)置有安裝螺紋，伸縮桿底端通過(guò)虎克鉸與滑塊相連接，伸縮桿頂端通過(guò)球鉸鏈與動(dòng)平臺(tái)相連接；四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)采用4-UPS形式的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)一平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)效果好，運(yùn)動(dòng)自由度多，結(jié)構(gòu)緊湊且承載能力強(qiáng);在本發(fā)明中，通過(guò)混聯(lián)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)夾持裝置在空間內(nèi)可進(jìn)行兩平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共五個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，混聯(lián)機(jī)構(gòu)主要用于本發(fā)明進(jìn)行水利水電管道搬運(yùn)堆放作業(yè)時(shí)的局部微小尺寸的調(diào)整。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的夾持裝置包括固定板和夾持機(jī)構(gòu)，且?jiàn)A持機(jī)構(gòu)數(shù)量為三;所述的夾持機(jī)構(gòu)位于固定板正下方，且?jiàn)A持機(jī)構(gòu)沿固定板的橫向中心軸線呈直線等間距布置;所述的夾持機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向滑軌、第一滑塊、上夾持爪、下夾持爪、拉伸彈簧、連接螺柱、第二滑塊、液壓缸、移動(dòng)耳座、移動(dòng)轉(zhuǎn)銷、氣動(dòng)推桿、固定耳座和固定轉(zhuǎn)銷;所述的導(dǎo)向滑軌呈條形狀結(jié)構(gòu)，且導(dǎo)向滑軌左右兩側(cè)分別設(shè)置有擋板，導(dǎo)向滑軌垂直斷面呈工字型結(jié)構(gòu)，第一滑塊安裝在導(dǎo)向滑軌上，且第一滑塊沿導(dǎo)向滑軌的中心軸線分別對(duì)稱布置，上夾持爪上端固定在第一滑塊正下方，且上夾持爪呈四分之一圓形柱體結(jié)構(gòu)，下夾持爪位于上夾持爪正下方，下夾持爪也為四分之一圓形柱體結(jié)構(gòu)，拉伸彈簧位于上夾持爪和下夾持爪之間，且拉伸彈簧在上夾持爪和下夾持爪之間并排布置，拉伸彈簧上端通過(guò)連接螺柱與上夾持爪下端面相連接，拉伸彈簧下端通過(guò)連接螺柱與下夾持爪上端面相連接，第二滑塊位于第一滑塊外側(cè)，且第二滑塊安裝在導(dǎo)向滑軌上，液壓缸上端固定在第二滑塊上，且液壓缸采用單作用單級(jí)伸縮式液壓缸，液壓缸下端固定有移動(dòng)耳座，氣動(dòng)推桿一端與移動(dòng)耳座之間采用移動(dòng)轉(zhuǎn)銷進(jìn)行連接，氣動(dòng)推桿另一端通過(guò)固定轉(zhuǎn)銷與固定耳座相連接，固定耳座固定在下夾持爪外側(cè)壁上，且移動(dòng)耳座和固定耳座均呈U型結(jié)構(gòu);具體工作時(shí)，首先通過(guò)導(dǎo)向滑軌、第一滑塊和第二滑塊調(diào)整夾持裝置夾持時(shí)的夾持直徑;然后將上夾持爪和下夾持爪放置到待搬運(yùn)的水利水電管道的外側(cè)，其中拉伸彈簧一方面起到了本發(fā)明夾持水利水電管道時(shí)夾持直徑尺寸調(diào)整變化的作用，另一方面起到了夾持水利水電管道后復(fù)位的作用；再通過(guò)氣動(dòng)推桿的伸展運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)下夾持爪向內(nèi)側(cè)的擠壓運(yùn)動(dòng)，更進(jìn)一步將水利水電管道夾緊，防止水利水電管道在搬運(yùn)過(guò)程中的滑脫;最后當(dāng)水利水電管道搬運(yùn)到目的地后，通過(guò)氣動(dòng)推桿的收縮運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)下夾持爪向外側(cè)的擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)，使得下夾持爪張開(kāi)，將水利水電管道進(jìn)行釋放。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013](I)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)水利水電管道的抓取、搬運(yùn)和堆放等一系列作業(yè)，且自動(dòng)化程度高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)靈活、作業(yè)效率高，解決了人工搬運(yùn)作業(yè)成本高、效率低和危險(xiǎn)性大等問(wèn)題。
[0014](2)本發(fā)明的行走裝置主要用于行走、移動(dòng)和轉(zhuǎn)向，且行走裝置通過(guò)采用履帶式結(jié)構(gòu)更加便于不同地勢(shì)地況的行走，使得本發(fā)明的適用性更強(qiáng)。
[0015](3)本發(fā)明的可調(diào)支架在空間內(nèi)可進(jìn)行兩平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)支架可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明整體方位和角度的調(diào)整，且調(diào)節(jié)快速方便，便于本發(fā)明對(duì)水利水電管道搬運(yùn)作業(yè)的進(jìn)行。
[0016](4)本發(fā)明的移動(dòng)底架采用一平移的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)采用4-UPS形式的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)一平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)效果好，運(yùn)動(dòng)自由度多，結(jié)構(gòu)緊湊且承載能力強(qiáng)，通過(guò)混聯(lián)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)夾持裝置在空間內(nèi)可進(jìn)行兩平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共五個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，混聯(lián)機(jī)構(gòu)主要用于本發(fā)明進(jìn)行水利水電管道搬運(yùn)堆放作業(yè)時(shí)的局部微小尺寸的調(diào)整。
[0017](5)本發(fā)明的夾持裝置水平間距和垂直間距均可調(diào)，便于對(duì)不同直徑大小的水利水電管道進(jìn)行抓取，且抓取和堆放方便快速，搬運(yùn)過(guò)程中夾持穩(wěn)定牢固，不易滑脫，安全性好。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明行走裝置、可調(diào)支架和旋轉(zhuǎn)裝置配合時(shí)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明混聯(lián)機(jī)構(gòu)和夾持裝置配合時(shí)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明混聯(lián)機(jī)構(gòu)的主視圖；
[0023]圖5是本發(fā)明夾持裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是本發(fā)明夾持機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0026]如圖1至圖6所示，一種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人，包括行走裝置1、可調(diào)支架2、旋轉(zhuǎn)裝置3、混聯(lián)機(jī)構(gòu)4和夾持裝置5;所述的可調(diào)支架2位于行走裝置I后上方，旋轉(zhuǎn)裝置3位于可調(diào)支架2前端位置處，且旋轉(zhuǎn)裝置3與可調(diào)支架2固連，混聯(lián)機(jī)構(gòu)4位于旋轉(zhuǎn)裝置3與夾持裝置5之間，且混聯(lián)機(jī)構(gòu)4上端與旋轉(zhuǎn)裝置3相連接，混聯(lián)機(jī)構(gòu)4下端與夾持裝置5相連接。
[0027]如圖2所示，所述的行走裝置I包括底盤11、驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、驅(qū)動(dòng)軸13、行走帶輪14、鎖緊扣15和行走履帶16，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)12、鎖緊扣15和行走履帶16的數(shù)量均為二，驅(qū)動(dòng)軸13和行走帶輪14數(shù)量為四；所述的底盤11呈矩形結(jié)構(gòu)，底盤11前后兩端分別開(kāi)設(shè)有安裝槽，驅(qū)動(dòng)電機(jī)12分別固定在底盤11前后兩側(cè)的安裝槽內(nèi)，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)12采用雙軸同步輸出電機(jī)，驅(qū)動(dòng)軸13—端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)12輸出軸相連接，驅(qū)動(dòng)軸13另一端與行走帶輪14相連接，且驅(qū)動(dòng)軸13與行走帶輪14之間通過(guò)鎖緊扣15進(jìn)行固定，行走履帶16兩端分別繞套在行走帶輪14上，且行走履帶16外側(cè)均勻設(shè)置有半圓形防滑條;通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)行走帶輪14的旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)行走履帶16的運(yùn)動(dòng)，行走裝置I主要用于本發(fā)明的行走、移動(dòng)和轉(zhuǎn)向，且行走裝置I通過(guò)采用履帶式結(jié)構(gòu)更加便于不同地勢(shì)地況的行走，使得本發(fā)明的適用性更強(qiáng)。
[0028]如圖2所示，所述的可調(diào)支架2包括轉(zhuǎn)盤座21、升降桿22、伸縮橫梁23、第一轉(zhuǎn)軸24、調(diào)節(jié)連桿25、第二轉(zhuǎn)軸26和第三轉(zhuǎn)軸27;所述的升降桿22底端通過(guò)轉(zhuǎn)盤座21固定在底盤11上端面，伸縮橫梁23后端通過(guò)第一轉(zhuǎn)軸24與升降桿22頂端相連接，伸縮橫梁23采用雙層可伸縮式結(jié)構(gòu)，且伸縮橫梁23上層和下層之間采用支撐柱進(jìn)行連接，伸縮橫梁23后端設(shè)置有第一耳座，伸縮橫梁23中部下端位置處設(shè)置有第二耳座，伸縮橫梁23前端設(shè)置有安裝環(huán)，調(diào)節(jié)連桿25—端通過(guò)第二轉(zhuǎn)軸26與伸縮橫梁23中部下端位置處的第二耳座相連接，調(diào)節(jié)連桿25另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)軸27安裝在升降桿22中部位置處，且調(diào)節(jié)連桿25呈工字型結(jié)構(gòu)；升降桿22可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)支架2的整體旋轉(zhuǎn)和整體高度調(diào)節(jié)的功能，伸縮橫梁23可進(jìn)行水平橫向長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)連桿25的伸縮運(yùn)動(dòng)可帶動(dòng)伸縮橫梁23以第一轉(zhuǎn)軸24為旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行局部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了可調(diào)支架2在垂直面上的整體角度的調(diào)節(jié)，可調(diào)支架2在空間內(nèi)可進(jìn)行兩平移兩轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)支架2可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明整體方位和角度的調(diào)整，且調(diào)節(jié)快速方便，便于本發(fā)明對(duì)水利水電管道搬運(yùn)作業(yè)的進(jìn)行。
[0029]如圖2所示，所述的旋轉(zhuǎn)裝置3包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)31、電機(jī)座32、旋轉(zhuǎn)柱33和旋轉(zhuǎn)盤34;所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)31采用低速大扭矩電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)31垂直倒立位于伸縮橫梁23前端的安裝環(huán)內(nèi)部，且旋轉(zhuǎn)電機(jī)31與伸縮橫梁23之間通過(guò)電機(jī)座32進(jìn)行固定，旋轉(zhuǎn)電機(jī)31主軸與旋轉(zhuǎn)柱33上端之間通過(guò)鍵進(jìn)行連接，旋轉(zhuǎn)柱33下端與旋轉(zhuǎn)盤34相連接，旋轉(zhuǎn)盤34上端呈圓盤狀結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤34下端沿其中心軸線呈周向方向均勻設(shè)置有連接柱，且連接柱呈階梯狀柱體結(jié)構(gòu);通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置3可帶動(dòng)混聯(lián)機(jī)構(gòu)4和夾持裝置5的整體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0030]如圖3和圖4所示，所述的混聯(lián)機(jī)構(gòu)4包括移動(dòng)底架41和四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)42，移動(dòng)底架41位于四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)42上方，且移動(dòng)底架41與四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)42固連;所述的移動(dòng)底架41包括底板411、移動(dòng)滑軌412、滑塊413、限位彈簧414和鎖緊柱415，且移動(dòng)滑軌412和滑塊413的數(shù)量均為四，限位彈簧414數(shù)量為十六，鎖緊柱415的數(shù)量為三十二;所述的底板411固定在四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)42上，移動(dòng)滑軌412沿底板411的縱向中心軸線分別對(duì)稱布置，移動(dòng)滑軌412兩端分別設(shè)置有擋板，滑塊413安裝在移動(dòng)滑軌412上，限位彈簧414位于滑塊413與移動(dòng)滑軌412的擋板之間，且限位彈簧414一端通過(guò)鎖緊柱415與移動(dòng)滑軌412的擋板相連接，限位彈簧414另一端通過(guò)鎖緊柱415與滑塊413相連接，且移動(dòng)滑軌412的擋板內(nèi)側(cè)面和滑塊413的前后端面上均開(kāi)設(shè)有安裝螺紋孔，鎖緊柱415—端設(shè)置有用于固定限位彈簧414的鎖緊扣，鎖緊柱415另一端設(shè)置有與安裝螺紋孔相配合的外螺紋;移動(dòng)底架41采用一平移的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，移動(dòng)底架41可進(jìn)行前后移動(dòng)，通過(guò)移動(dòng)底架41可帶動(dòng)四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)4的上下移動(dòng);所述的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)42包括定平臺(tái)421、虎克鉸422、伸縮桿423、球鉸鏈424和動(dòng)平臺(tái)425，且虎克鉸422、伸縮桿423和球鉸鏈424的數(shù)量均為四；所述的定平臺(tái)421和動(dòng)平臺(tái)425均為圓盤狀結(jié)構(gòu)，且動(dòng)平臺(tái)425位于定平臺(tái)421正下方，定平臺(tái)421上端部分和動(dòng)平臺(tái)425下端部分均分別設(shè)置有安裝螺紋，伸縮桿423底端通過(guò)虎克鉸422與滑塊413相連接，伸縮桿423頂端通過(guò)球鉸鏈422與動(dòng)平臺(tái)425相連接；四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)42采用4-UPS形式的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)一平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共四個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)效果好，運(yùn)動(dòng)自由度多，結(jié)構(gòu)緊湊且承載能力強(qiáng);在本發(fā)明中，通過(guò)混聯(lián)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)整個(gè)夾持裝置5在空間內(nèi)可進(jìn)行兩平移三轉(zhuǎn)動(dòng)共五個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，混聯(lián)機(jī)構(gòu)4主要用于本發(fā)明進(jìn)行水利水電管道搬運(yùn)堆放作業(yè)時(shí)的局部微小尺寸的調(diào)整。
[0031]如圖5和圖6所示，所述的夾持裝置5包括固定板51和夾持機(jī)構(gòu)52，且?jiàn)A持機(jī)構(gòu)52數(shù)量為三;所述的夾持機(jī)構(gòu)52位于固定板51正下方，且?jiàn)A持機(jī)構(gòu)52沿固定板51的橫向中心軸線呈直線等間距布置;所述的夾持機(jī)構(gòu)52包括導(dǎo)向滑軌521、第一滑塊522、上夾持爪523、下夾持爪524、拉伸彈簧525、連接螺柱526、第二滑塊527、液壓缸528、移動(dòng)耳座529、移動(dòng)轉(zhuǎn)銷5210、氣動(dòng)推桿5211、固定耳座5212和固定轉(zhuǎn)銷5213;所述的導(dǎo)向滑軌521呈條形狀結(jié)構(gòu)，且導(dǎo)向滑軌521左右兩側(cè)分別設(shè)置有擋板，導(dǎo)向滑軌521垂直斷面呈工字型結(jié)構(gòu)，第一滑塊522安裝在導(dǎo)向滑軌521上，且第一滑塊522沿導(dǎo)向滑軌521的中心軸線分別對(duì)稱布置，上夾持爪523上端固定在第一滑塊522正下方，且上夾持爪523呈四分之一圓形柱體結(jié)構(gòu)，下夾持爪524位于上夾持爪523正下方，下夾持爪524也為四分之一圓形柱體結(jié)構(gòu)，拉伸彈簧525位于上夾持爪523和下夾持爪524之間，且拉伸彈簧525在上夾持爪523和下夾持爪524之間并排布置，拉伸彈簧525上端通過(guò)連接螺柱526與上夾持爪523下端面相連接，拉伸彈簧525下端通過(guò)連接螺柱526與下夾持爪524上端面相連接，第二滑塊527位于第一滑塊522外側(cè)，且第二滑塊527安裝在導(dǎo)向滑軌521上，液壓缸528上端固定在第二滑塊527上，且液壓缸528采用單作用單級(jí)伸縮式液壓缸，液壓缸528下端固定有移動(dòng)耳座529，氣動(dòng)推桿5211—端與移動(dòng)耳座529之間采用移動(dòng)轉(zhuǎn)銷5210進(jìn)行連接，氣動(dòng)推桿5211另一端通過(guò)固定轉(zhuǎn)銷5213與固定耳座5212相連接，固定耳座5212固定在下夾持爪5247外側(cè)壁上，且移動(dòng)耳座529和固定耳座5212均呈U型結(jié)構(gòu);具體工作時(shí)，首先通過(guò)導(dǎo)向滑軌521、第一滑塊522和第二滑塊527調(diào)整夾持裝置夾持時(shí)的夾持直徑;然后將上夾持爪523和下夾持爪524放置到待搬運(yùn)的水利水電管道的外側(cè)，其中拉伸彈簧525—方面起到了本發(fā)明夾持水利水電管道時(shí)夾持直徑尺寸調(diào)整變化的作用，另一方面起到了夾持水利水電管道后復(fù)位的作用;再通過(guò)氣動(dòng)推桿5211的伸展運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)下夾持爪524向內(nèi)側(cè)的擠壓運(yùn)動(dòng)，更進(jìn)一步將水利水電管道夾緊，防止水利水電管道在搬運(yùn)過(guò)程中的滑脫;最后當(dāng)水利水電管道搬運(yùn)到目的地后，通過(guò)氣動(dòng)推桿5211的收縮運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)下夾持524爪向外側(cè)的擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)，使得下夾持爪524張開(kāi)，將水利水電管道進(jìn)行釋放。
[0032]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中的描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人，其特征在于:包括行走裝置、可調(diào)支架、旋轉(zhuǎn)裝置、混聯(lián)機(jī)構(gòu)和夾持裝置;所述的可調(diào)支架位于行走裝置后上方，旋轉(zhuǎn)裝置位于可調(diào)支架前端位置處，且旋轉(zhuǎn)裝置與可調(diào)支架固連，混聯(lián)機(jī)構(gòu)位于旋轉(zhuǎn)裝置與夾持裝置之間，且混聯(lián)機(jī)構(gòu)上端與旋轉(zhuǎn)裝置相連接，混聯(lián)機(jī)構(gòu)下端與夾持裝置相連接;其中: 所述的行走裝置包括底盤、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸、行走帶輪、鎖緊扣和行走履帶，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)、鎖緊扣和行走履帶的數(shù)量均為二，驅(qū)動(dòng)軸和行走帶輪數(shù)量為四；所述的底盤呈矩形結(jié)構(gòu)，底盤前后兩端分別開(kāi)設(shè)有安裝槽，驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別固定在底盤前后兩側(cè)的安裝槽內(nèi)，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用雙軸同步輸出電機(jī)，驅(qū)動(dòng)軸一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸相連接，驅(qū)動(dòng)軸另一端與行走帶輪相連接，且驅(qū)動(dòng)軸與行走帶輪之間通過(guò)鎖緊扣進(jìn)行固定，行走履帶兩端分別繞套在行走帶輪上，且行走履帶外側(cè)均勻設(shè)置有半圓形防滑條； 所述的混聯(lián)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)底架和四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)底架位于四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)上方，且移動(dòng)底架與四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)固連； 所述的移動(dòng)底架包括底板、移動(dòng)滑軌、滑塊、限位彈簧和鎖緊柱，且移動(dòng)滑軌和滑塊的數(shù)量均為四，限位彈簧數(shù)量為十六，鎖緊柱的數(shù)量為三十二;所述的底板固定在四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)上，移動(dòng)滑軌沿底板的縱向中心軸線分別對(duì)稱布置，移動(dòng)滑軌兩端分別設(shè)置有擋板，滑塊安裝在移動(dòng)滑軌上，限位彈簧位于滑塊與移動(dòng)滑軌的擋板之間，且限位彈簧一端通過(guò)鎖緊柱與移動(dòng)滑軌的擋板相連接，限位彈簧另一端通過(guò)鎖緊柱與滑塊相連接，且移動(dòng)滑軌的擋板內(nèi)側(cè)面和滑塊的前后端面上均開(kāi)設(shè)有安裝螺紋孔，鎖緊柱一端設(shè)置有用于固定限位彈簧的鎖緊扣，鎖緊柱另一端設(shè)置有與安裝螺紋孔相配合的外螺紋； 所述的四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括定平臺(tái)、虎克鉸、伸縮桿、球鉸鏈和動(dòng)平臺(tái)，且虎克鉸、伸縮桿和球鉸鏈的數(shù)量均為四；所述的定平臺(tái)和動(dòng)平臺(tái)均為圓盤狀結(jié)構(gòu)，且動(dòng)平臺(tái)位于定平臺(tái)正下方，定平臺(tái)上端部分和動(dòng)平臺(tái)下端部分均分別設(shè)置有安裝螺紋，伸縮桿底端通過(guò)虎克鉸與滑塊相連接，伸縮桿頂端通過(guò)球鉸鏈與動(dòng)平臺(tái)相連接； 所述的夾持裝置包括固定板和夾持機(jī)構(gòu)，且?jiàn)A持機(jī)構(gòu)數(shù)量為三;所述的夾持機(jī)構(gòu)位于固定板正下方，且?jiàn)A持機(jī)構(gòu)沿固定板的橫向中心軸線呈直線等間距布置;所述的夾持機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向滑軌、第一滑塊、上夾持爪、下夾持爪、拉伸彈簧、連接螺柱、第二滑塊、液壓缸、移動(dòng)耳座、移動(dòng)轉(zhuǎn)銷、氣動(dòng)推桿、固定耳座和固定轉(zhuǎn)銷;所述的導(dǎo)向滑軌呈條形狀結(jié)構(gòu)，且導(dǎo)向滑軌左右兩側(cè)分別設(shè)置有擋板，導(dǎo)向滑軌垂直斷面呈工字型結(jié)構(gòu)，第一滑塊安裝在導(dǎo)向滑軌上，且第一滑塊沿導(dǎo)向滑軌的中心軸線分別對(duì)稱布置，上夾持爪上端固定在第一滑塊正下方，且上夾持爪呈四分之一圓形柱體結(jié)構(gòu)，下夾持爪位于上夾持爪正下方，下夾持爪也為四分之一圓形柱體結(jié)構(gòu)，拉伸彈簧位于上夾持爪和下夾持爪之間，且拉伸彈簧在上夾持爪和下夾持爪之間并排布置，拉伸彈簧上端通過(guò)連接螺柱與上夾持爪下端面相連接，拉伸彈簧下端通過(guò)連接螺柱與下夾持爪上端面相連接，第二滑塊位于第一滑塊外側(cè)，且第二滑塊安裝在導(dǎo)向滑軌上，液壓缸上端固定在第二滑塊上，且液壓缸采用單作用單級(jí)伸縮式液壓缸，液壓缸下端固定有移動(dòng)耳座，氣動(dòng)推桿一端與移動(dòng)耳座之間采用移動(dòng)轉(zhuǎn)銷進(jìn)行連接，氣動(dòng)推桿另一端通過(guò)固定轉(zhuǎn)銷與固定耳座相連接，固定耳座固定在下夾持爪外側(cè)壁上，且移動(dòng)耳座和固定耳座均呈U型結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電機(jī)座、旋轉(zhuǎn)柱和旋轉(zhuǎn)盤;所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)米用低速大扭矩電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)垂直倒立位于伸縮橫梁前端的安裝環(huán)內(nèi)部，且旋轉(zhuǎn)電機(jī)與伸縮橫梁之間通過(guò)電機(jī)座進(jìn)行固定，旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸與旋轉(zhuǎn)柱上端之間通過(guò)鍵進(jìn)行連接，旋轉(zhuǎn)柱下端與旋轉(zhuǎn)盤相連接，旋轉(zhuǎn)盤上端呈圓盤狀結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤下端沿其中心軸線呈周向方向均勻設(shè)置有連接柱，且連接柱呈階梯狀柱體結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全方位水利鋼管安裝機(jī)器人，其特征在于:所述的可調(diào)支架包括轉(zhuǎn)盤座、升降桿、伸縮橫梁、第一轉(zhuǎn)軸、調(diào)節(jié)連桿、第二轉(zhuǎn)軸和第三轉(zhuǎn)軸;所述的升降桿底端通過(guò)轉(zhuǎn)盤座固定在底盤上端面，伸縮橫梁后端通過(guò)第一轉(zhuǎn)軸與升降桿頂端相連接，伸縮橫梁采用雙層可伸縮式結(jié)構(gòu)，且伸縮橫梁上層和下層之間采用支撐柱進(jìn)行連接，伸縮橫梁后端設(shè)置有第一耳座，伸縮橫梁中部下端位置處設(shè)置有第二耳座，伸縮橫梁前端設(shè)置有安裝環(huán)，調(diào)節(jié)連桿一端通過(guò)第二轉(zhuǎn)軸與伸縮橫梁中部下端位置處的第二耳座相連接，調(diào)節(jié)連桿另一端通過(guò)第三轉(zhuǎn)軸安裝在升降桿中部位置處，且調(diào)節(jié)連桿呈工字型結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B25J9/00GK105881490SQ201610350123
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】陳薇
【申請(qǐng)人】陳薇