一种辅助人工换刀的吊运机器人的制作方法

本实用新型涉及盾构换刀技术领域，特别是指一种辅助人工换刀的吊运机器人。

背景技术：

全断面隧道掘进机是目前铁道、水电交通矿山市政等硬岩隧洞施工中普遍应用的工程机械，主要是利用旋转刀盘上的滚刀挤压破岩实现隧道掘进的目的，但随着岩石强度的增加，破岩效率逐渐下降，滚刀异常磨损和更换频率增加，导致工期延长和施工成本的增加。目前，刀具运输和更换过程中大多依靠人力与吊机共同作用，刀具需要通过吊机将其从掘进机尾部辗转多次交替吊运至人仓前，再将其经人仓运输至刀盘刀具需更换处，然后通过吊机与人工配合作业实现换刀。此种方法需要多台吊机多次转运辅助作业，需足够的空间安装吊机，每次转运均需多名人员共同作业，工作安全性不易保障，大大增加了运输成本。为此研制一种换刀作业时的辅助刀具运输和刀具吊装工具十分必要。

技术实现要素：

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种辅助人工换刀的吊运机器人，解决了现有技术中盾构换刀费时费力、效率低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种辅助人工换刀的吊运机器人，包括设置在人仓顶部内侧的横向长滑轨，横向长滑轨上设有滑移回转平台，滑移回转平台能相对横向长滑轨移动，滑移回转平台的底部设有支撑柱，支撑柱上设有可折叠式机械臂组，可折叠式机械臂组通过传动机构与支撑柱连接。

所述滑移回转平台上固定设有滚轮组，滚轮组与横向长滑轨相配合，且沿横向长滑轨移动，滑移回转平台的底部设有纵向短滑轨，纵向短滑轨上滑动设有连接座，支撑柱通过回转件与连接座相连接。

所述横向长滑轨平行设置有两道，滑移回转平台上对称设有两组滚轮组，两组滚轮组分别与两道横向长滑轨相连接。

所述可折叠式机械臂组包括至少一个机械臂，机械臂通过传动机构沿支撑柱轴向运动。

所述可折叠式机械臂组包括末端机械臂、中间机械臂和首部机械臂，末端机械臂的末端通过轴套与支撑柱滑动连接，末端机械臂的首端与中间机械臂铰接，首部机械臂的末端与中间机械臂铰接、另一端设有刀具吊装装置。

所述中间机械臂的一端设有竖直短轴、另一端设有竖直转套，竖直短轴与设置在末端机械臂首部的连接套转动连接，竖直转套与设置在首部机械臂首部的连接轴转动连接。

所述传动机构包括竖直伸缩件，竖直伸缩件的一端与可折叠式机械臂组相连接、另一端固定在支撑柱下部。

所述竖直伸缩件为竖直油缸，竖直油缸的上部设有动滑轮，动滑轮上绕有牵引带条，牵引带条的一端与轴套相连接、另一端通过张紧件固定在支撑柱下部。

本实用新型提供的是辅助人工换刀的刀具吊运机器人，通过横向长滑轨实现刀具直接运至刀盘的操作，减少不必要的吊机对刀具的吊运和减少刀具转换吊运次数，并通过灵活度较高的可折叠式机械臂组实现刀具到换刀位置的调节，提高换刀效率。本实用新型用以辅助人工进行刀具更换，避免刀具多次转运，提高运刀换刀效率，大大减轻人工作业的强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型在盾构中布置示意图。

图2为本实用新型整体处于非工作状态示意图。

图3为本实用新型整体处于工作状态示意图。

图4为本实用新型不与人仓连接状态示意图。

图5为本实用新型滑移回转平台结构示意图。

图6为实施例2中可折叠式机械臂组结构示意图。

图7为实施例3中传动机构结构示意图。

图8为实施例3中可折叠式机械臂组处于折叠状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，如图1和2和3所示，一种辅助人工换刀的吊运机器人，包括设置在人仓9顶部内侧的横向长滑轨1，横向长滑轨可向后延伸，减少不必要的吊机对刀具的吊运和减少刀具转换吊运次数，人仓与刀盘10非接触相邻，通过可折叠式机械臂组的伸出，正好将刀具运至刀盘10待换刀位置。横向长滑轨1上设有滑移回转平台5，滑移回转平台5能相对横向长滑轨1移动，使用时，工作人员拖动滑移回转平台沿横向长滑轨移动，实现滑移回转平台载着刀具沿人仓的移动。滑移回转平台5的底部设有支撑柱6，支撑柱6上设有可折叠式机械臂组8，可折叠式机械臂组8的长度可改变，使用时展开，不使用时折合在一起，不占用空间，避免与其他人仓内运动部件发生干涉。可折叠式机械臂组8通过传动机构7与支撑柱6连接，即传动机构可带动可折叠式机械臂组沿支撑柱上下移动，实现可折叠式机械臂组多自由度灵活运动。

进一步，如图4所示，所述滑移回转平台5上固定设有滚轮组2，滚轮组2与横向长滑轨1相配合且沿横向长滑轨1移动，横向长滑轨可采用工字梁，滚轮组2卡在工字梁的一侧，在工作人员的拖拽作用下，能沿工字梁滑动。滑移回转平台5的底部设有纵向短滑轨4，纵向短滑轨4与横向长滑轨垂直设置，纵向短滑轨4上滑动设有连接座11，实现可折叠式机械臂组8在人仓纵向方向上位置的调节。支撑柱6通过回转件12与连接座11相连接，回转件可采用现有的回转盘实现支撑柱与连接座的转动连接。所述横向长滑轨1平行设置有两道，即人仓顶部设有两道平行设置的横向长滑轨，滑移回转平台5上对称设有两组滚轮组2，两组滚轮组2分别与两道横向长滑轨1相连接，保证滑移回转平台的稳定。

更进一步，如图5所示，所述可折叠式机械臂组8包括至少一个机械臂，机械臂的数量根据人仓与刀盘10之间的距离和一个机械臂的长度，进行选择，保证机械臂前端吊装的刀具能送至换刀位置为准。机械臂通过传动机构7沿支撑柱6轴向运动，即传动机构带动机械臂沿支撑柱轴向上下移动，实现可折叠式机械臂组高度的调节。

实施例2，如图6所示，一种辅助人工换刀的吊运机器人，所述可折叠式机械臂组8包括一个末端机械臂801、至少一个中间机械臂802和一个首部机械臂803，中间机械臂802的数量根据需要选择。末端机械臂801的末端通过轴套804与支撑柱6滑动连接，轴套在传动机构的作用下带动可折叠式机械臂组沿支撑柱移动。末端机械臂801的首端与中间机械臂802铰接，首部机械臂803的末端与中间机械臂802铰接，实现机械臂的折叠，首部机械臂803的另一端设有刀具吊装装置，刀具吊装装置与首部机械臂可拆卸连接，用于吊装刀具。所述中间机械臂802的一端设有竖直短轴805、另一端设有竖直转套806，竖直短轴805与设置在末端机械臂801首部的连接套807转动连接，竖直转套806与设置在首部机械臂803首部的连接轴808转动连接，即末端机械臂801、中间机械臂802和首部机械臂803之间通过轴与套的连接方式铰接，实现可折叠式机械臂组的水平折合。

进一步，所述传动机构7包括竖直伸缩件，竖直伸缩件的一端与可折叠式机械臂组8相连接、另一端固定在支撑柱6下部。竖直伸缩件可采用油缸，油缸的伸缩端直接可折叠式机械臂组8连接，带动可折叠式机械臂组沿支撑柱上下运动，便于通过闸门。

吊运机器人在非工作状态存储于人仓9内，机械臂处于折叠状态，平移回转平台处于纵向短滑轨的一侧；工作状态时，吊运机器人在工作人员的拖动作用下可以沿着横向长滑轨进行刀具运输，当滑移回转平台运行至横向长滑轨的靠近刀盘侧时，人工转动使可折叠式机械臂组处于展开状态，伸展后可以到达刀盘10位置，进而用于辅助人工进行换刀作业。

其他结构与实施例1相同。

实施例3，如图7和8所示，一种辅助人工换刀的吊运机器人，所述竖直伸缩件为竖直油缸704，竖直油缸704伸缩方向与支撑柱的方向相同，竖直油缸704的上部设有动滑轮701，动滑轮701上绕有牵引带条702，动滑轮可采用具有限位槽的滚轮，牵移带条位于限位槽中，防止在工作过程中出现滑动偏移，牵引带条702的一端与轴套804相连接、另一端通过张紧件703固定在支撑柱6下部，通过张紧件实现牵移带条张紧力的调节，使牵移带条始终保持张紧状态。

其他结构与实施例2相同。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。