液压振动冲击机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人工程技术的技术领域，尤其涉及一种液压振动冲击机器人。

背景技术：

目前，国内隧道施工中还依靠大量的人力，如挖掘隧道中的连通通道、安全洞等，如在软土质层采用台阶法施工等，如拆除临时支撑等。条件和环境极为苛刻，几乎没有机械设备能够满足施工要求。人力施工，施工效率较低，而且安全性非常差。

2014年9月19日，国家安全监管总局、交通运输部、国务院国资委、国家铁路局四部门联合印发了《隧道施工安全九条规定》，其中第六条规定“必须严格控制现场作业人数，掘进作业面应实施机械化作业，严禁超员组织施工作业”。

因此，隧道施工实行全面机械化必然成为不可逆的趋势。提出一种体积小、人机分离的液压振动冲击机器人，在地下工程施工中取代人工的各种辅助作业，实现地下工程施工机械化。

为此，本实用新型的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种液压振动冲击机器人，以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种液压振动冲击机器人，其结构简单，操作方便，用于小隧道断面开挖拆除或其他危险性较高的替代人工作业。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种液压振动冲击机器人，包括履带底盘、回转装置、机架、臂架系统、动力工具头和动力驱动系统，其特征在于：

所述履带底盘上设有回转装置，所述回转装置上设置所述机架从而实现机架相对履带底盘的回转，所述机架上设有臂架系统和动力驱动系统，所述动力工具头设置于臂架系统的自由端从而通过动力驱动系统实现臂架系统的自由度后通过动力工具头进行振动冲击操作。

其中：所述臂架系统包括铰接于机架上的一级臂和铰接于机架和一级臂之间用于驱动一级臂动作的带位移传感器的一级臂驱动油缸，铰接于一级臂末端的二级臂和铰接于一级臂和二级臂之间用于驱动二级臂动作的带位移传感器的二级臂驱动油缸，铰接于二级臂末端的三级臂和铰接于二级臂和三级臂之间用于驱动三级臂动作的带位移传感器的三级臂驱动油缸，铰接于三级臂末端的动力头连杆和铰接于三级臂和动力头连杆之间用于驱动动力头摆动的带位移传感器的动力头油缸。

其中：所述动力头连杆的末端有两个铰点，两个铰点通过销轴安装一个液压快速连接器，通过液压快速连接器安装动力工具头。

其中：所述动力工具头为液压振动破碎锤或液压铣挖机。

其中：所述履带底盘的四个角分别设置辅助支撑，每个辅助支撑包含一个通过独立液压油缸驱动的支腿。

其中：所述动力驱动系统包含位于机架上的动力系统、提供履带以及驱动回转、臂架动作、动力工具头动作的液压驱动系统和电气系统。

其中：还包含便携式遥控器，所述便携式遥控器通过无线模块与动力驱动系统进行控制信号和检测信号的数据传输，所述便携式遥控器设有动作切换按钮、左手柄和右手柄。

其中：还设置有远程控制系统，所述远程控制系统包括操控装置、视频监控系和虚拟样机系统。

通过上述结构可知，本实用新型的液压振动冲击机器人具有如下效果：

1、结构设计紧凑，通过合理的三级臂架结构设计和辅助支撑装置，实现了大范围，稳定性强，工作动力强的目的。

2、采用遥控和远程控制的控制方法，保证了操作人员在狭小、危险工作面的安全性，工作效率高。

本实用新型的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本实用新型的液压振动冲击机器人的结构示意图。

图2显示了本实用新型的便携式遥控器的结构示意图。

图3显示了本实用新型的远程操控平台的结构示意图。

附图标记：

1-履带底盘、2-机架、3-回转装置、4-辅助支撑、5-电气系统、6-动力工具头、7-动力系统、8-液压系统、9-一级臂驱动油缸、10-一级臂、11-二级臂驱动油缸、12-二级臂、13-三级臂驱动油缸、14-三级臂、15-动力头油缸、16-动力头连杆、17-便携式遥控器、171-切换按钮、172-左手柄、173-右手柄、18-远程操作平台、181-操控装置、182-视频监控系统、183-虚拟样机系统。

具体实施方式

参见图1，显示了本实用新型的液压振动冲击机器人。

所述液压振动冲击机器人包括履带底盘1、回转装置2、机架3、臂架系统、动力工具头6和动力驱动系统，所述履带底盘1上设有回转装置2，所述回转装置2上设置所述机架3从而实现机架相对履带底盘1的回转，所述机架3上设有臂架系统和动力驱动系统，所述动力工具头6设置于臂架系统的自由端，从而通过动力驱动系统实现臂架系统的自由度，最后通过动力工具头6进行振动冲击操作。

其中，所述臂架系统包括铰接于机架上的一级臂10和铰接于机架和一级臂之间用于驱动一级臂动作的带位移传感器的一级臂驱动油缸9，铰接于一级臂末端的二级臂12和铰接于一级臂和二级臂之间用于驱动二级臂动作的带位移传感器的二级臂驱动油缸11，铰接于二级臂末端的三级臂14和铰接于二级臂和三级臂之间用于驱动三级臂动作的带位移传感器的三级臂驱动油缸13，铰接于三级臂末端的动力头连杆16和铰接于三级臂和动力头连杆之间用于驱动动力头摆动的带位移传感器的动力头油缸15。

其中，所述回转装置3为采用液压马达减速机驱动的回转支撑式结构，其内设置液压回转接头以使机架能够360度无限回转。

其中，所述动力头连杆16的末端有两个自由的铰点，各铰点通过销轴安装一个液压快速连接器，通过液压快速连接器安装动力工具头6，所述动力工具头6包含但不限于使用液压振动破碎锤和液压铣挖设备等。

其中，所述履带底盘1可为采用液压马达驱动，所述履带底盘1的上端可设置有连接至回转装置3的快速接口，所述履带底盘1的四个角分别设置辅助支撑4，每个辅助支撑4包含一个通过独立液压油缸驱动的支腿，由此，在履带底盘走行时，可将各辅助支撑收起并包含于机器人轮廓范围内，工作时可将各辅助支撑4伸出，支撑于底面，提高机器人作业时整机的稳定性。

所述动力驱动系统可包含位于机架上的动力系统7、液压驱动系统8和电气系统5，所述液压驱动系统8可提供履带以及驱动回转、臂架动作、动力工具头动作的液压动力。

其中，还可包含便携式遥控器17，参见图2，所述便携式遥控器17可通过无线模块与动力驱动系统进行控制信号和检测信号的数据传输，所述便携式遥控器17设有动作切换按钮、左手柄172和右手柄173，所述动作切换按钮171可实现由左、右两个手柄17-2173控制机器人履带走行，机架回转、三级臂架油缸动作、动力工具头工作的切换和组合。

所述动力系统7可以采用柴油发动机驱动，也可采用电力驱动。

其中，通过便携式遥控器17可控制每个驱动油缸的动作，可实现单个驱动油缸的动作，也可实现各组驱动油缸的复合动作。

其中，所述动力工具头6的工作可有所述便携式遥控器17给出控制指令。

由此，本实用新型的液压振动冲击机器人还设置有远程控制系统18。当机器人需要进入狭小或者危险环境进行作业时，可采用远程控制系统对机器人进行控制，用来保证操作人员的安全。

参见图3，所述远程控制系统18包括操控装置181、视频监控系182和虚拟样机系统183等。

各驱动油缸的位移传感器可检测油缸的行程，为远程控制平台的虚拟样机系统183提供控制参数。

所述远程控制系统18是指通过视频监控系统182和虚拟样机系统183，实现对机器人的远程控制。操控装置181的设置和功能与便携式遥控器17一致，可实现机器人各动作的单动和组合动作。所述视频监控系182是指通过在所述机器人臂架和机架上安装视频监控设备，实现对所述机器人环境和作业面的远程监控。通过视频监控，操作人员可远程控制机器人的走行和作业。所述机器人臂架系统中所述带传感器的驱动油缸能够记录并传输所述驱动油缸的行程信息，通过三维设计所述机器人的虚拟样机系统183，由所述油缸传感器提供行程参数，实现对所述机器人各个动作的实时模拟，可使远程操作人员实时掌握机器人的姿态和方位，提高远程控制的精准度。

由此可见，本实用新型通过优化三级臂架结构设计和辅助支撑装置，实现了大范围，稳定性强，工作动力强的目的。采用遥控和远程控制的控制方法，保证了操作人员在狭小、危险工作面的安全性，工作效率高。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本实用新型的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本实用新型不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本实用新型的教导的特定例子，本实用新型的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。