一种切割机器人的制作方法

本实用新型用于切割设备技术领域，特别是涉及一种切割机器人。

背景技术：

在深基坑、隧道施工中，当遇到地质条件较差和地下水比较丰富的地质结构时，常使用钢管桩围堰止水支护。在进行工程实体建造时，起临时止水与支护作用的钢管桩常需要割桩。由于管桩植入到岩土层中，从外部无法进行切割，只能让潜水员潜入狭窄的管桩内进行切割作业。此外，海上大型风电项目中风机的桩基承台也常采用钢管桩，当用打桩锤夯打钢管桩植入海底岩土时，桩顶钢材会出现卷边，需要潜水员下潜进行切割，水深一般超过40米。切割本身就是一项较为危险的工作，尤其是潜水员在深水环境下的有限空间内作业时，其危险性极高，急需研究一种切割装备代替人工作业。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种切割机器人，其能够代替潜水员进行水下切割的工作，能够在深水环境下的有限空间内作业，施工安全且高效。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，一种切割机器人，包括

机架，设有沿上下方向设置的筒体；

支撑机构，包括导套、第一驱动部件和多个沿周向间隔分布于所述导套上的连杆组件，所述导套套设在所述筒体的外部，所述连杆组件包括呈剪刀状相铰接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端铰接于所述筒体，所述第二连杆的一端铰接于所述导套，所述第一驱动部件沿上下方向连接在所述筒体和导套上；

切割机构，安装于所述机架，所述切割机构包括旋转驱动组件、转移驱动组件和切割组件，所述转移驱动组件用于驱动所述切割组件在第一位置和第二位置之间进行切换，以切入或脱离管壁，所述旋转驱动组件用于驱动所述转移驱动组件转动，以带动切割组件沿周向切割管壁。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，切割机构还包括安装架，所述旋转驱动组件包括外齿轮、内齿轮和第二驱动部件，所述内齿轮安装于所述筒体的底部，所述外齿轮与所述内齿轮啮合，所述第二驱动部件用于驱动所述外齿轮转动，所述内齿轮上设有第一导向部件，所述第二驱动部件和转移驱动组件均安装于所述安装架，所述安装架连接第二导向部件，所述第二导向部件与所述第一导向部件配合。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中,所述内齿轮的顶部和底部均设有所述第一导向部件，所述第一导向部件包括锥形导轨，所述第二导向部件包括导轮，所述导轮具有与所述锥形导轨相配合的凹槽。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述转移驱动组件包括第三驱动部件，所述第三驱动部件的输出端与所述切割组件连接，所述第三驱动部件用于驱动所述切割组件沿横向运动，以切入或脱离管壁。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述安装架沿横向设有第三导向部件，所述切割组件上设有第四导向部件，所述第四导向部件与所述第三导向部件配合。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述第一连杆和第二连杆的末端均设有防滑部件，所述防滑部件具有防滑结构。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述支撑机构包括至少三个所述第一驱动部件和至少三组所述连杆组件，所述第一驱动部件和连杆组件沿周向依次设置于所述导套。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述切割组件包括第四驱动部件和锯片，所述第四驱动部件用于驱动所述锯片转动。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述切割组件还包括火焰切割机、等离子切割机或激光切割机。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，还包括起重设备和导索，所述导索用于连接所述起重设备和机架，所述起重设备用于收卷所述导索。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：需进行水下切割时，将切割机器人下放至管桩中的切割工位，第一驱动部件驱动导套相对于筒体沿上下方向运动，第二连杆在导套的带动下发生转动，使得连杆组件向外伸展并支撑于内管壁上。随后将切割组件由第一位置切换至第二位置，使切割组件切入管壁中，旋转驱动组件即可驱动切割组件沿管壁的周向转动，完成整圈切割后即可将切割组件由第二位置切换至第一位置，以脱离管壁，完成在深水环境下的有限空间中的切割作业，实现了代替潜水员进行水下切割的目的，施工安全且高效。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例连杆组件支撑于内管壁的状态示意图；

图3是图1所示一个实施例支撑机构的俯视示意图；

图4是图1所示一个实施例切割机构的结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本实用新型的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本实用新型的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参见图1，本实用新型的实施例提供了一种切割机器人，包括机架、支撑机构和切割机构，机架1用于安装支撑机构和切割机构，支撑机构用于将切割机器人固定在钢管桩3等管状结构的内管壁上，切割机构用于实现切割管壁的动作。

参见图1至图3，机架1设有沿上下方向设置的筒体2。支撑机构包括导套41、第一驱动部件42和多个沿周向间隔分布于导套41上的连杆组件。导套41套设在筒体2的外部，连杆组件包括呈剪刀状相铰接的第一连杆43和第二连杆44，第一连杆43的一端铰接于筒体2，第二连杆44的一端铰接于导套41，第一驱动部件42沿上下方向连接在筒体2和导套41上，即第一驱动部件42的一端与筒体2连接，第一驱动部件42的另一端与导套41连接。第一驱动部件42拉动导套41，使第一连杆43铰接于筒体2的一端与第二连杆44铰接于导套41的一端相互靠近时，连杆组件即可在横向上伸展并支撑到内管壁上，确保切割机器人能够固定在管桩3中的切割工位处。

参见1和图4，切割机构安装于机架1，切割机构包括旋转驱动组件、转移驱动组件和切割组件，转移驱动组件用于驱动切割组件在第一位置和第二位置之间进行切换，以切入或脱离管壁，旋转驱动组件用于驱动转移驱动组件转动，以带动切割组件沿周向切割管壁。

需进行水下切割时，将切割机器人下放至管桩3中的切割工位，第一驱动部件42驱动导套41相对于筒体2沿上下方向运动，第二连杆44在导套41的带动下发生转动，使得连杆组件向外伸展并支撑于内管壁上。随后将切割组件由第一位置切换至第二位置，使切割组件切入管壁中，旋转驱动组件即可驱动切割组件沿管壁的周向转动，完成整圈切割后即可将切割组件由第二位置切换至第一位置，以脱离管壁完成在深水环境下的有限空间中的切割作业，实现了代替潜水员进行水下切割的目的，施工安全且高效。

可以理解的是，旋转驱动组件可采用旋转电机、旋转气缸、旋转油缸、液压马达等。参见图4，在一些实施例中，切割机构还包括安装架6，旋转驱动组件包括外齿轮52、内齿轮53和第二驱动部件，内齿轮53安装于筒体2的底部，外齿轮52与内齿轮53啮合，第二驱动部件用于驱动外齿轮52转动，内齿轮53上设有第一导向部件，第二驱动部件和转移驱动组件均安装于安装架6，安装架6连接第二导向部件，第二导向部件与第一导向部件配合。第二驱动部件驱动外齿轮52转动时，外齿轮52即可带动安装架6沿内齿轮53转动，进而带动转移驱动组件沿内齿轮53转动。通过第一导向部件和第二导向部件相配合，起到引导外齿轮52和安装架6运动的作用，同时还可支撑第二驱动部件，使其能够稳定地为外齿轮52提供动力。可以理解的是，第一导向部件可采用导轨或滑槽，相对应地，第二导向部件可采用滑槽或导轨与第一导向部件配合。

参见图1和图4，在一些实施例中，内齿轮53的顶部和底部均设有第一导向部件，第一导向部件包括锥形导轨531，第二导向部件包括导轮54，导轮54具有与锥形导轨62相配合的凹槽541。导轮54分别与位于内齿轮53顶部和底部的锥形导轨62配合，在引导外齿轮52运动的同时还可将安装架6稳定地夹紧在内齿轮53上。

转移驱动组件可采用直线驱动或曲线摆动等方式将切割组件在第一位置和第二位置之间进行切换，即在切入管壁和远离管壁的位置之间进行切换。参见图1和图4，在一些实施例中，转移驱动组件包括第三驱动部件7，第三驱动部件7的输出端与切割组件连接，第三驱动部件7用于驱动切割组件沿横向运动，以切入或脱离管壁，实现切割动作。可以理解的是，第三驱动部件7可采用油缸、气缸等。

在一些实施例中，安装架沿横向设有第三导向部件，切割组件上设有第四导向部件，第四导向部件与第三导向部件配合，以引导切割组件运动，确保切割组件在第三驱动部件7的驱动下能够沿第四导向部件切入或脱离管壁，提高设备的稳定性。可以理解的是，第三导向部件可采用导轨或滑槽，相对应地，第四导向部件可采用滑槽或导轨与第三导向部件配合。

参见图1和图2，在一些实施例中，第一连杆43和第二连杆44的末端均设有防滑部件45，防滑部件45具有防滑结构。当连杆组件支撑于内管壁上时，防滑结构可增加内管壁和连杆组件之间的摩擦力，使连杆组件能够稳定支撑于内管壁上。可以理解的是，防滑结构包括防滑凸点、防滑纹等。

第一驱动部件42和连杆组件的数量可根据切割环境及生产成本等因素来合理设置。参见图3，在一些实施例中，支撑机构包括至少三个第一驱动部件42和至少三组连杆组件，第一驱动部件42和连杆组件沿周向依次设置于导套41，可确保第一驱动部件42能够均匀施力于导套41上，提高切割机器人的稳定性。通过至少三组连杆组件可确保切割机器人能够稳定支撑于水下环境中，避免切割机构在转动过程中导致切割机器人失衡并发生倾斜的现象。

参见图4，在一些实施例中，切割组件包括第四驱动部件50和锯片51，第四驱动部件50用于驱动锯片51转动，可使锯片51在高速转动的状态下切入管壁中，实现切割动作。

在另一些实施例中，切割组件还包括火焰切割机、等离子切割机或激光切割机。可以理解的是，切割组件包括但不限于以上例举的实施例。

参见图1，在一些实施例中，切割机器人还包括起重设备81和导索82，导索82用于连接起重设备81和机架1，起重设备81用于收卷导索82，方便在切割工作开展前将切割机器人下放到管桩3中，并在切割工作完成后将切割机器人收回。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。