一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台及其使用方法，试验台包括试验台基座、换刀机器人安装座以及刀箱模块，其中试验台基座包括换刀机器人安装座区和安装刀箱模块区，换刀机器人安装座安装于换刀机器人安装座区上；刀箱模块安装于安装刀箱模块区上；方法包括以下步骤：根据试验需求搭建试验台；模拟可变换倾斜角刀箱模块的刀箱倾斜设定角度；通过三角支撑组件上的长条形螺纹通孔拧紧位置变化，实现刀箱模块组合整体横向移动。本发明专利技术将各个模块自由组合拼装，能够更加真实地反映实际工况，为优化智能换刀机器人结构和机构精度可靠性试验提供便利，节省试验成本，实验效果好，使实现物理样机试验台搭建变得简单易行。

【技术实现步骤摘要】
一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台及其使用方法
本专利技术涉及一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台及其使用方法，具体为一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台及其使用方法。
技术介绍
盾构机试验台设计领域的研究，主要集中在仿真试验台设计和实验室环境试验台设计两个方面。仿真试验台是为了进行力学分析实验；实验室环境试验台一般是配合换刀机器人的使用，具有重要的现实意义。我国的铁路和公路交通隧道、输气输油管线隧道的建设也具有巨大的发展空间，盾构机在挖掘隧道过程中，更换刀具机器人或者其它辅助机构设计开始成为热点问题。设计配合换刀机器人使用的盘形滚刀换刀机器人模拟试验台显得十分迫切。当前的盘形滚刀换刀机器人模拟试验台一般都是固定在事先设定好的位置，无法实现自由变换和移动，这样模拟的盘形滚刀刀箱位置是固定的，为实际应用机器人换刀试验带来不便。当前的盘形滚刀换刀机器人模拟试验台一般设计比较复杂，一般只停留在设计理论阶段，主要应用于仿真模拟，当前盾构机模拟试验台设计存在问题如下几方面：(一)结构复杂而实现功能有限：由于设计的盾构机模拟试验台主要用于动力学仿真模拟，所以尽量还原真实情况，结构设计与真实盾构机尺寸相当，并不适合实验室环境加工和搭建实体模型；(二)刀箱位置固定：目前较为常见的盾构机模拟试验台一般采用固定结构，搭建完成以后难以刀箱位置变更；(三)实现实验室搭建的成本造价高：应用于仿真分析场合的盾构机模拟实验台属于大型结构设计，在实验室环境搭建实体模型将花费巨大。
技术实现思路
针对现有技术中盾构机模拟试验台采用固定结构，搭建完成以后难以变更刀箱位置等不足，本专利技术要解决的问题是提供一种不仅能够节省试验成本，还能够实现盾构机盘形滚刀在刀盘上布局变化的模拟，更好地配合智能换刀机器人在实验室展开试验的一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台及其使用方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台，包括试验台基座、换刀机器人安装座以及刀箱模块，其中试验台基座包括换刀机器人安装座区和安装刀箱模块区，换刀机器人安装座安装于换刀机器人安装座区上；刀箱模块安装于安装刀箱模块区上。换刀机器人安装座包括换刀机器人安装座底板、换刀机器人安装座基体以及换刀机器人安装座法兰圆盘，其中换刀机器人安装座基体通过换刀机器人安装座底板安装于换刀机器人安装座区上，换刀机器人安装座基体上部设有换刀机器人安装座法兰圆盘。刀箱模块包括一个固定刀箱模块、至少一个可快速拆装刀箱模块以及一个可变换倾斜角刀箱模块，其中固定刀箱模块固定安装于安装刀箱模块区上，可变换倾斜角刀箱模块与可快速拆装刀箱模块竖向按任意组合方式安装于固定刀箱模块上方。可快速拆装刀箱模块为1～3个。一个固定刀箱模块和各可快速拆装刀箱模块均采用可置放盘形滚刀的刀箱结构，下底面设有连接凹槽，上底面设有连接凸台，固定刀箱模块和可快速拆装刀箱模块之间或相邻可快速拆装刀箱模块之间通过连接凸台和连接凹槽嵌合在一起，并通过紧固边耳连接；固定刀箱模块通过三角支撑组件固定安装在试验台基座的安装刀箱模块区上。在三角支撑组件上设有长条形螺栓通孔。可变换倾斜角刀箱模块包括固定部分和倾斜部分，其中固定部分内部设有液压缸支撑轴和安装于液压缸支撑轴上的数字直线液压缸；倾斜部分下端面一侧设有轴孔凸台，数字直线液压缸的活塞杆前端与轴孔凸台转动连接，倾斜部分下端面另一侧与固定部分上缘边部转动连接。还具有防脱落挡片、定位挡板以及支撑组件，其中防脱落挡片设于每一层刀箱模块开口侧边角部，定位挡板设于各层刀箱模块的上板边缘，支撑组件连接于可变换倾斜角刀箱模块固定部分的箱体里侧角部。本专利技术一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台的使用方法，包括以下步骤：1)根据试验需求搭建试验台；2)模拟可变换倾斜角刀箱模块的刀箱倾斜设定角度；3)通过三角支撑组件上的长条形螺纹通孔拧紧位置变化，实现刀箱模块组合整体横向移动。步骤1)包括：101)将换刀机器人安装座基体通过换刀机器人安装座底板与试验台基座安装换刀机器人安装座区连接；102)将最底层的固定刀箱模块与试验台基座安装刀箱模块区连接，并通过个三角支撑组件紧固；103)在固定刀箱模块上连接可变换倾斜角刀箱模块或可快速拆装刀箱模块；104)再根据模拟试验要求确定是否在上一层继续搭建可快速拆装刀箱模块或可变换倾斜角刀箱模块，直到满足试验要求，搭建完成。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术通过将试验台整体的模块化设计实现各个模块自由组合拼装，能够更加真实地反映实际工况，为优化智能换刀机器人结构和机构精度可靠性试验提供便利，不仅能够节省试验成本，还能够完成更好的实验效果，对于模拟盾构机试验台搭建技术提供参考价值，实现物理样机试验台搭建变得简单易行。2.本专利技术模拟试验台是一种适应实验室环境的结构模块化结构，整体结构易拆装，快速实现刀箱的多个工作位置变化的试验台，其中易拆装实现试验台快速搭建，易于搬运；可变换倾斜角刀箱模块与可快速拆装刀箱模块不同组合连接，实现多个盘形滚刀刀箱工作位置的模拟，快速实现刀箱的多个工作位置变化。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术的试验台基座示意图；图3为本专利技术的换刀机器人安装座示意图；图4A为本专利技术连接试验台基座的可快速拆装刀箱模块示意图(一)；图4B为本专利技术连接试验台基座的可快速拆装刀箱模块示意图(二)；图5A为本专利技术中间部位的可快速拆装刀箱模块示意图(一)；图5B为本专利技术中间部位的可快速拆装刀箱模块示意图(二)；图6A为本专利技术可快速拆装刀箱模块中上板示意图(一)；图6B为本专利技术可快速拆装刀箱模块中上板示意图(二)；图7A为本专利技术可变换倾斜角刀箱模块示意图(一)；图7B为本专利技术可变换倾斜角刀箱模块示意图(二)；图8为本专利技术三角支撑组件示意图；图9为本专利技术放置盘形滚刀后的试验台结构示意图。其中，1为试验台基座，2为换刀机器人安装座底板，3为换刀机器人安装座，4为换刀机器人安装座法兰圆盘，5为倾斜部分，6为可变换倾斜角刀箱模的刀箱转轴，7为固定部分，8为可快速拆装刀箱模块一，9为固紧边耳，10为可快速拆装刀箱模块二，11为固定刀箱模块，12为轴孔凸台，13为数字直线液压缸，14为接液压缸支撑轴，15为三角支撑组件，16为防脱落挡片，17为紧固边耳，18为三角支撑组件，19为试验台基座安装换刀机器人安装座区，20为试验台基座安装刀箱模块区，21为连接凸台，22为连接凹槽，23为固定挡板。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术作进一步阐述。如图1、2所示，本专利技术一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台，包括试验台基座1、换刀机器人安装座以及刀箱模块，其中试验台基座1包括换刀机器人安装座区19和安装刀箱模块区20，换刀机器人安装座安装于换刀机器人安装座区19上；刀箱模块安装于安装刀箱模块区20上。换刀机器人安装座包括换刀机器人安装座底板2、换刀机器人安装座基体3(如图3所示)以及换刀机器人安装座法兰圆盘4，其中换刀机器人安装座基体3通过换刀机器人安装座底板2安装于换刀机器人安装座区19上，换刀机器人安装座基体3上部设有换刀机器人安装座法兰圆盘4。刀箱模块包括一个固定刀箱模块11、一个或多个可快速拆装刀箱模块以及一个可变换倾斜角刀箱模块，其中固定刀箱模块11固定安装于安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台，其特征在于：包括试验台基座、换刀机器人安装座以及刀箱模块，其中试验台基座包括换刀机器人安装座区和安装刀箱模块区，换刀机器人安装座安装于换刀机器人安装座区上；刀箱模块安装于安装刀箱模块区上。

【技术特征摘要】
1.一种盘形滚刀换刀机器人模拟试验台，其特征在于：包括试验台基座、换刀机器人安装座以及刀箱模块，其中试验台基座包括换刀机器人安装座区和安装刀箱模块区，换刀机器人安装座安装于换刀机器人安装座区上；刀箱模块安装于安装刀箱模块区上。2.根据权利要求1所述的盘形滚刀换刀机器人模拟试验台，其特征在于：换刀机器人安装座包括换刀机器人安装座底板、换刀机器人安装座基体以及换刀机器人安装座法兰圆盘，其中换刀机器人安装座基体通过换刀机器人安装座底板安装于换刀机器人安装座区上，换刀机器人安装座基体上部设有换刀机器人安装座法兰圆盘。3.根据权利要求1所述的盘形滚刀换刀机器人模拟试验台，其特征在于：刀箱模块包括一个固定刀箱模块、至少一个可快速拆装刀箱模块以及一个可变换倾斜角刀箱模块，其中固定刀箱模块固定安装于安装刀箱模块区上，可变换倾斜角刀箱模块与可快速拆装刀箱模块竖向按任意组合方式安装于固定刀箱模块上方。4.根据权利要求3所述的盘形滚刀换刀机器人模拟试验台，其特征在于：可快速拆装刀箱模块为1～3个。5.根据权利要求1所述的盘形滚刀换刀机器人模拟试验台，其特征在于：一个固定刀箱模块和各可快速拆装刀箱模块均采用可置放盘形滚刀的刀箱结构，下底面设有连接凹槽，上底面设有连接凸台，固定刀箱模块和可快速拆装刀箱模块之间或相邻可快速拆装刀箱模块之间通过连接凸台和连接凹槽嵌合在一起，并通过紧固边耳连接；固定刀箱模块通过三角支撑组件固定安装在试验台基座的安装刀箱模块区上。6.根据权利要求3所述的盘形滚刀换刀机器人模拟试验台，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海洋，谢里阳，刘生磊，穆童，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21