一种水利工程管件码垛工业机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种水利工程管件码垛工业机器人，包括行走装置、可调支架、旋转装置、三自由度并联机构和夹持装置，可调支架位于行走装置后上方，旋转装置位于可调支架前端位置处，且旋转装置与可调支架固连，三自由度并联机构位于旋转装置与夹持装置之间，且三自由度并联机构上端与旋转装置相连接，三自由度并联机构下端与夹持装置相连接。本发明专利技术可实现对水利水电管道的抓取、搬运和堆放等一系列作业，且自动化程度高、运动平稳灵活，解决了人工搬运作业成本高、效率低和危险性大等问题，且夹持装置水平间距和垂直间距均可调，便于对不同直径大小的水利水电管道进行抓取，且抓取和堆放方便快速，搬运过程中夹持稳定牢固，不易滑脱，安全性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水利水电工程机械领域，具体的说是一种水利工程管件码垛工业机器人。
技术介绍
水电属于水利科技名词，意思是指水和电，水力发电等；水电是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰，有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。在地球传统能源日益紧张的情况下，世界各国普遍优先开发水电，大力利用水能资源；中国不论是已探明的水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，都居世界第一位。水电资源是我国的优势资源，开发水电是能源产业发展与结构调整的要求，是国土资源利用与区域经济振兴的要求，是国家环境保护与可持续发展的要求。经过几十年的建设与实践，我国水电技术已居世界前列，足以支撑水电产业的蓬勃发展。国家电力体制的改革与水电投资主体的多元化，将给水电产业的发展注入新的活力。随着经济和社会的进一步发展，环保要求的日益提高，电力结构的优化调整，以及西部大开发战略的全面实施，我国水电产业迎来发展机会增加。在水利水电工程中涉及到最多的也是最常见的工程就是管道铺设，而且水利水电工程中用到的管道都是重型大直径管道，水利水电工程中施工场地都是崎岖坑洼地带，一般轮式车辆难以进入，而且现在对于水利水电中用到的管道多采用人工抬运或者滚运，这样不仅占用了大量的劳动力，搬运成本高，而且搬运堆放效率低，同时其过程间容易造成一定的危险安全事故。鉴于此，本专利技术提供了一种水利工程管件码垛工业机器人。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种水利工程管件码垛工业机器人。本专利技术所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。一种水利工程管件码垛工业机器人，包括行走装置、可调支架、旋转装置、三自由度并联机构和夹持装置；所述的可调支架位于行走装置后上方，旋转装置位于可调支架前端位置处，且旋转装置与可调支架固连，三自由度并联机构位于旋转装置与夹持装置之间，且三自
由度并联机构上端与旋转装置相连接，三自由度并联机构下端与夹持装置相连接。作为本专利技术的进一步改进，所述的行走装置包括底盘、驱动电机、驱动轴、行走带轮、锁紧扣和行走履带，且驱动电机、锁紧扣和行走履带的数量均为二，驱动轴和行走带轮数量为四；所述的底盘呈矩形结构，底盘前后两端分别开设有安装槽，驱动电机分别固定在底盘前后两侧的安装槽内，且驱动电机采用双轴同步输出电机，驱动轴一端与驱动电机输出轴相连接，驱动轴另一端与行走带轮相连接，且驱动轴与行走带轮之间通过锁紧扣进行固定，行走履带两端分别绕套在行走带轮上，且行走履带外侧均匀设置有半圆形防滑条；通过驱动电机的转动带动行走带轮的旋转，从而带动行走履带的运动，行走装置主要用于本专利技术的行走、移动和转向，且行走装置通过采用履带式结构更加便于不同地势地况的行走，使得本专利技术的适用性更强。作为本专利技术的进一步改进，所述的可调支架包括转盘座、升降杆、伸缩横梁、第一转轴、调节连杆、第二转轴和第三转轴；所述的升降杆底端通过转盘座固定在底盘上端面，伸缩横梁后端通过第一转轴与升降杆顶端相连接，伸缩横梁采用双层可伸缩式结构，且伸缩横梁上层和下层之间采用支撑柱进行连接，伸缩横梁后端设置有第一耳座，伸缩横梁中部下端位置处设置有第二耳座，伸缩横梁前端设置有安装环，调节连杆一端通过第二转轴与伸缩横梁中部下端位置处的第二耳座相连接，调节连杆另一端通过第三转轴安装在升降杆中部位置处，且调节连杆呈工字型结构；升降杆可实现调节支架的整体旋转和整体高度调节的功能，伸缩横梁可进行水平横向长度的调节，同时通过调节连杆的伸缩运动可带动伸缩横梁以第一转轴为旋转中心进行局部旋转运动，从而实现了可调支架在垂直面上的整体角度的调节，可调支架在空间内可进行两平移两转动共四个自由度方向的运动，通过调节支架可实现本专利技术整体方位和角度的调整，且调节快速方便，便于本专利技术对水利水电管道搬运作业的进行。作为本专利技术的进一步改进，所述的旋转装置包括旋转电机、电机座、旋转柱和旋转盘；所述的旋转电机采用低速大扭矩电机，旋转电机垂直倒立位于伸缩横梁前端的安装环内部，且旋转电机与伸缩横梁之间通过电机座进行固定，旋转电机主轴与旋转柱上端之间通过键进行连接，旋转柱下端与旋转盘相连接，旋转盘上端呈圆盘状结构，旋转盘下端沿其中心轴线呈周向方向均匀设置有连接柱，且连接柱呈阶梯状柱体结构；通过旋转装置可带动三自由度并联机构和夹持装置的整体旋转运动。作为本专利技术的进一步改进，所述的三自由度并联机构包括定平台、动平台、耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧，且耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧的数量均为三；所述的定平台和动平台均呈圆形状结构，且动平台位于定平台正下方，
耳座位于定平台的上端面上，且耳座之间的安装中心角度为60度，连接座位于动平台下端面上，且耳座与连接座分别一一对应；所述的电动推杆底端通过转轴安装在耳座上，电动推杆顶端与连接座之间通过球铰链进行连接，限位弹簧绕套在电动推杆上端；具体工作时，通过电动推杆的上下往复运动可带动动平台的运动，且通过限位弹簧降低了三自由度并联机构运动时抖动性，增加了三自由度并联机构运动的平稳性，三自由度并联机构与串联机构相比刚度大，运动灵活，结构稳定，承载能力强且微动精度高，三自由度并联机构采用3-RPS的并联机构的形式，通过三自由度并联机构带动整个夹持装置在空间内可进行一平移两转动共三个自由度方向的运动，三自由度并联机构主要用于本专利技术进行水利水电管道搬运堆放作业时的局部微小尺寸的调整。作为本专利技术的进一步改进，所述的夹持装置包括固定板和夹持机构，且夹持机构数量为三；所述的夹持机构位于固定板正下方，且夹持机构沿固定板的横向中心轴线呈直线等间距布置；所述的夹持机构包括导向滑轨、第一滑块、上夹持爪、下夹持爪、拉伸弹簧、连接螺柱、第二滑块、液压缸、移动耳座、移动转销、气动推杆、固定耳座和固定转销；所述的导向滑轨呈条形状结构，且导向滑轨左右两侧分别设置有挡板，导向滑轨垂直断面呈工字型结构，第一滑块安装在导向滑轨上，且第一滑块沿导向滑轨的中心轴线分别对称布置，上夹持爪上端固定在第一滑块正下方，且上夹持爪呈四分之一圆形柱体结构，下夹持爪位于上夹持爪正下方，下夹持爪也为四分之一圆形柱体结构，拉伸弹簧位于上夹持爪和下夹持爪之间，且拉伸弹簧在上夹持爪和下夹持爪之间并排布置，拉伸弹簧上端通过连接螺柱与上夹持爪下端面相连接，拉伸弹簧下端通过连接螺柱与下夹持爪上端面相连接，第二滑块位于第一滑块外侧，且第二滑块安装在导向滑轨上，液压缸上端固定在第二滑块上，且液压缸采用单作用单级伸缩式液压缸，液压缸下端固定有移动耳座，气动推杆一端与移动耳座之间采用移动转销进行连接，气动推杆另一端通过固定转销与固定耳座相连接，固定耳座固定在下夹持爪外侧壁上，且移动耳座和固定耳座均呈U型结构；具体工作时，首先通过导向滑轨、第一滑块和第二滑块调整夹持装置夹持时的夹持直径；然后将上夹持爪和下夹持爪放置到待搬运的水利水电管道的外侧，其中拉伸弹簧一方面起到了本专利技术夹持水利水电管道时夹持直径尺寸调整变化的作用，另一方面起到了夹持水利水电管道后复位的作用；再通过气动推杆的伸展运动带动下夹持爪向内侧的挤压运动，更进一步将水利水电管道夹紧，防止水利水电管道在搬运过程中的滑脱；最后当水利水电管道搬运到目的地后，通过气动推本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水利工程管件码垛工业机器人，其特征在于：包括行走装置、可调支架、旋转装置、三自由度并联机构和夹持装置；所述的可调支架位于行走装置后上方，旋转装置位于可调支架前端位置处，且旋转装置与可调支架固连，三自由度并联机构位于旋转装置与夹持装置之间，且三自由度并联机构上端与旋转装置相连接，三自由度并联机构下端与夹持装置相连接；其中：所述的行走装置包括底盘、驱动电机、驱动轴、行走带轮、锁紧扣和行走履带，且驱动电机、锁紧扣和行走履带的数量均为二，驱动轴和行走带轮数量为四；所述的底盘呈矩形结构，底盘前后两端分别开设有安装槽，驱动电机分别固定在底盘前后两侧的安装槽内，且驱动电机采用双轴同步输出电机，驱动轴一端与驱动电机输出轴相连接，驱动轴另一端与行走带轮相连接，且驱动轴与行走带轮之间通过锁紧扣进行固定，行走履带两端分别绕套在行走带轮上，且行走履带外侧均匀设置有半圆形防滑条；所述的三自由度并联机构包括定平台、动平台、耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧，且耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧的数量均为三；所述的定平台和动平台均呈圆形状结构，且动平台位于定平台正下方，耳座位于定平台的上端面上，且耳座之间的安装中心角度为60度，连接座位于动平台下端面上，且耳座与连接座分别一一对应；所述的电动推杆底端通过转轴安装在耳座上，电动推杆顶端与连接座之间通过球铰链进行连接，限位弹簧绕套在电动推杆上端；所述的夹持装置包括固定板和夹持机构，且夹持机构数量为三；所述的夹持机构位于固定板正下方，且夹持机构沿固定板的横向中心轴线呈直线等间距布置；所述的夹持机构包括导向滑轨、第一滑块、上夹持爪、下夹持爪、拉伸弹簧、连接螺柱、第二滑块、液压缸、移动耳座、移动转销、气动推杆、固定耳座和固定转销；所述的导向滑轨呈条形状结构，且导向滑轨左右两侧分别设置有挡板，导向滑轨垂直断面呈工字型结构，第一滑块安装在导向滑轨上，且第一滑块沿导向滑轨的中心轴线分别对称布置，上夹持爪上端固定在第一滑块正下方，且上夹持爪呈四分之一圆形柱体结构，下夹持爪位于上夹持爪正下方，下夹持爪也为四分之一圆形柱体结构，拉伸弹簧位于上夹持爪和下夹持爪之间，且拉伸弹簧在上夹持爪和下夹持爪之间并排布置，拉伸弹簧上端通过连接螺柱与上夹持爪下端面相连接，拉伸弹簧下端通过连接螺柱与下夹持爪上端面相连接，第二滑块位于第一滑块外侧，且第二滑块安装在导向滑轨上，液压缸上端固定在第二滑块上，且液压缸采用单作用单级伸缩式液压缸，液压缸下端固定有移动耳座，气动推杆一端与移动耳座之间采用移动转销进行连接，气动推杆另一端通过固定转销与固定耳座相连接，固定耳座固定在下夹持爪外侧壁上，且移动耳座和固定耳座均呈U型结构。...

【技术特征摘要】
1.一种水利工程管件码垛工业机器人，其特征在于：包括行走装置、可调支架、旋转装置、三自由度并联机构和夹持装置；所述的可调支架位于行走装置后上方，旋转装置位于可调支架前端位置处，且旋转装置与可调支架固连，三自由度并联机构位于旋转装置与夹持装置之间，且三自由度并联机构上端与旋转装置相连接，三自由度并联机构下端与夹持装置相连接；其中：所述的行走装置包括底盘、驱动电机、驱动轴、行走带轮、锁紧扣和行走履带，且驱动电机、锁紧扣和行走履带的数量均为二，驱动轴和行走带轮数量为四；所述的底盘呈矩形结构，底盘前后两端分别开设有安装槽，驱动电机分别固定在底盘前后两侧的安装槽内，且驱动电机采用双轴同步输出电机，驱动轴一端与驱动电机输出轴相连接，驱动轴另一端与行走带轮相连接，且驱动轴与行走带轮之间通过锁紧扣进行固定，行走履带两端分别绕套在行走带轮上，且行走履带外侧均匀设置有半圆形防滑条；所述的三自由度并联机构包括定平台、动平台、耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧，且耳座、转轴、电动推杆、球铰链、连接座和限位弹簧的数量均为三；所述的定平台和动平台均呈圆形状结构，且动平台位于定平台正下方，耳座位于定平台的上端面上，且耳座之间的安装中心角度为60度，连接座位于动平台下端面上，且耳座与连接座分别一一对应；所述的电动推杆底端通过转轴安装在耳座上，电动推杆顶端与连接座之间通过球铰链进行连接，限位弹簧绕套在电动推杆上端；所述的夹持装置包括固定板和夹持机构，且夹持机构数量为三；所述的夹持机构位于固定板正下方，且夹持机构沿固定板的横向中心轴线呈直线等间距布置；所述的夹持机构包括导向滑轨、第一滑块、上夹持爪、下夹持爪、拉伸弹簧、连接螺柱、第二滑块、液压缸、移动耳座、移动转销、气动推杆、固定耳座和固定转销；所述的导向滑轨呈条形状结构，且导向滑轨左右两侧分别设置有挡板，导向滑轨垂直断面呈工字型结构，第一滑块安装在导向滑轨上，且第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈薇，
申请(专利权)人：陈薇，
类型：发明
国别省市：安徽;34