一种精巧型工程施工机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种精巧型工程施工机器人，所述机器人包括行走单元、施工轨迹调整单元、幅宽调整单元和施工操作单元，所述行走单元用作行走并支承所述施工轨迹调整单元，所述施工轨迹调整单元布置在所述行走单元上、用作调整上下方向的施工轨迹，所述幅宽调整单元布置在所述施工轨迹调整单元上、用作调整左右方向的施工轨迹，所述施工操作单元布置在所述幅宽调整单元上、用作连接对应施工器具并进行具体施工操作。本发明专利技术具有结构精巧、无需人员车内驾驶、施工精准且灵活等特点，有效满足于工程施工作业的高灵活性及高精准性技术要求。工作业的高灵活性及高精准性技术要求。工作业的高灵活性及高精准性技术要求。

【技术实现步骤摘要】
一种精巧型工程施工机器人


[0001]本专利技术涉及机器人，具体是一种工程施工用的机器人。

技术介绍

[0002]在土建、垃圾处理等工程施工作业中，会大量用到包括推土机、铲运机、平土机、松土机、扒渣机等在内的工程车辆。
[0003]常规的工程车辆是以驾驶员在车内驾驶操作而完成作业的，其车架上除了行走结构和施工执行结构之外还设置有驾驶结构，整体结构复杂且体积庞大、重量重、造价高昂。在施工操作方面，驾驶员在车上的驾驶操作受限于视野区影响，无法全面、精准的观察周围工况环境，施工灵活性较差。在安全性方面，驾驶员在车内驾驶操作方式，使得其无法实现远程遥控操作，如此在地质复杂地带（例如泥土松软区域、沙堆、悬空崖边、山坡等）作业时，驾驶员的人身安全存在重大隐患。
[0004]随着科学技术的飞速发展，近年来，各种适用于工程施工的机器人屡见公开报道，例如中国专利文献公开的“一种施工机器人”（公开号CN 109531536，公开日2019年03月29日）、“履带式自定位机器人多功能智能施工平台”（公开号，CN 107127731，公开日2017年09月05日）、“一种用于船体外表面施工的机器人”（公开号CN 111633565，公开日2020年09月08日）、“一种全自动砌墙工艺”（公开号CN 110685446，公开日2020年01月14日）等等。这些适用于工程施工的机器人相较常规工程车辆而言，结构精巧、重量轻，施工灵活，无需人员车内驾驶，在工程施工中能够很好的替代常规工程车辆或填补常规工程车辆的施工局限性。
[0005]然而，这些适用于工程施工的机器人所采用的施工执行结构（或者说是机械臂），通过液压系统、伺服系统、电动系统等多驱动介质组成复杂的多节联动结构，以实现其施工操作的灵活性。其不仅结构体积较大，而且其施工运行轨迹较难满足于工程施工作业的高灵活性及高精准性技术要求，较难实现精准定位作业。

技术实现思路

[0006]本专利技术的技术目的在于：针对上述工程施工的特殊性和现有工程车辆及工程施工机器人的技术不足，自主研发一种结构精巧、无需人员车内驾驶、施工精准且灵活、满足于工程施工作业高灵活性及高精准性技术要求的精巧型工程施工机器人。
[0007]本专利技术的技术目的通过下述技术方案实现： 一种精巧型工程施工机器人，所述机器人包括：
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行走单元，所述行走单元主要由机架及布置在所述机架上的行走动力和行走轮组成；
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施工轨迹调整单元，所述施工轨迹调整单元主要由竖向并排布置在所述行走单元上的第一竖向机械臂和第二竖向机械臂、以及铰接在所述第一竖向机械臂和所述第二竖向机械臂之间的横向机械臂组成，所述横向机械臂为长度可伸缩结构，所述横向机械臂在
所述第一竖向机械臂上的铰接位能够沿着所述第一竖向机械臂的高度方向作独立位移调整，所述横向机械臂在所述第二竖向机械臂上的铰接位能够沿着所述第二竖向机械臂的高度方向作独立位移调整；
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幅宽调整单元，所述幅宽调整单元主要由铰接在所述横向机械臂前端的后动臂、以及能够驱动所述后动臂相对于所述横向机械臂作左右方向摆动的回转电机组成；
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施工操作单元，所述施工操作单元主要由铰接在所述后动臂前端的前动臂、以及能够驱动所述前动臂相对于所述后动臂作上下方向摆动的驱动缸组成，所述前动臂的前端连接有施工器具。
[0008]上述技术措施以行走单元上布置的特定施工轨迹调整单元、幅宽调整单元、施工操作单元组成工程施工用的机器人。该机器人相较现有工程车辆而言，其结构精巧、重量轻，施工灵活，无需人员车内驾驶，在工程施工中能够很好的替代常规工程车辆或填补常规工程车辆的施工局限性。该机器人相较现有工程施工机器人而言，结构更为精巧，在施工轨迹调整单元的作用之下、以及其与幅宽调整单元的配合之下，既可以使前部的施工操作单元实现高度方向的平移升降动作，又可以使前部的施工操作单元实现高度方向的多种摆线运行动作，还可以使前部的施工操作单元实现左右方向的摆动折叠动作，施工运行轨迹多样且高度灵活、高度精准，有效满足于工程施工作业高灵活性及高精准性技术要求。
[0009]进一步的，所述机器人还包括有布置在所述行走单元和所述施工轨迹调整单元之间的旋转单元；所述旋转单元主要由转盘组件、旋转动力和承载平台组成，所述转盘组件的底部装配在所述行走单元的机架上、顶部用作连接所述承载平台，所述转盘组件将所述承载平台支撑在所述行走单元的上方，所述旋转动力用作驱动所述转盘组件产生周向旋转动作，所述承载平台用作支承所述施工轨迹调整单元。该技术措施能够使施工轨迹调整单元在行走单元上实现周向旋转动作，从而既可以使前部的施工操作单元在行走单元上的可施工作业覆盖面积大，还可以使前部的施工操作单元实现周向变轨迹施工作业，进一步可靠地提高了该机器人在工程施工过程中的灵活性。
[0010]再进一步的，所述机器人还包括有布置在所述旋转单元和所述施工轨迹调整单元之间的滑台单元；所述滑台单元主要由滑轨、安装板、滑台侧丝杠和滑台侧驱动电机组成，所述滑轨固定于所述旋转单元的承载平台上，所述滑台侧丝杠通过轴承组件沿着所述滑轨的长度方向相对于所述滑轨形成固定装配，所述滑台侧丝杠的一端与所述滑台侧驱动电机的输出轴相连接，所述安装板装配在所述滑台侧丝杠上、且通过至少一块滑块与所述滑轨相连接，所述安装板用作固定所述施工轨迹调整单元的第一竖向机械臂和第二竖向机械臂。又进一步的，所述滑台单元的滑轨是由平行且间距排布的滑轨一和滑轨二组成，所述滑轨一和所述滑轨二之间的空间用作排布所述滑台侧丝杠，所述安装板的两侧分别通过至少一块滑台侧滑块与对应的滑轨相连接。该技术措施能够使行走单元上排布的施工轨迹调整单元在行走单元的上方实现不同位置的灵活调整，这尤其是在旋转单元的配合下更为突出，既可以使前部的施工操作单元在行走单元上的可施工作业覆盖面积进一步可靠增大，又可以使前部的施工操作单元实现更加灵活的多方位变轨迹施工作业，还可以灵活、可靠地调整施工重心，以防因重心不稳而引起的侧翻等施工事故发生。
[0011]在上述方案基础上作为优选方案之一，所述行走单元还包括有履带，所述履带套装在所述行走单元的对应行走轮上。该技术措施能够使机器人在各种复杂的、恶劣的路况
环境中较为可靠地位移行进。
[0012]在上述方案基础上作为优选方案之一，所述施工轨迹调整单元的第一竖向机械臂主要由臂体一、丝杠一、滑块一和驱动电机一组成，所述臂体一的高度方向上具有能够排布所述丝杠一的空间及能够排布所述滑块一的滑轨结构，所述丝杠一通过轴承组件沿着所述臂体一的高度方向装配在所述臂体一上，所述丝杠一的一端与所述驱动电机一的输出轴相连接，所述滑块一装配在所述丝杠一上、且与所述臂体一上的滑轨结构相连接，所述施工轨迹调整单元的横向机械臂上具有横臂侧铰座一，所述横向机械臂通过所述横臂侧铰座一铰接在所述第一竖向机械臂的滑块一上；和/或，所述施工轨迹调整单元的第二竖向机械臂主要由臂体二、丝杠二、滑块二和驱动电机二组成，所述臂体二的高度方向上具有能够排本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精巧型工程施工机器人，其特征在于，所述机器人包括：
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行走单元（1），所述行走单元（1）主要由机架（11）及布置在所述机架（11）上的行走动力和行走轮（12）组成；
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施工轨迹调整单元（4），所述施工轨迹调整单元（4）主要由竖向并排布置在所述行走单元（1）上的第一竖向机械臂（41）和第二竖向机械臂（42）、以及铰接在所述第一竖向机械臂（41）和所述第二竖向机械臂（42）之间的横向机械臂（43）组成，所述横向机械臂（43）为长度可伸缩结构，所述横向机械臂（43）在所述第一竖向机械臂（41）上的铰接位能够沿着所述第一竖向机械臂（41）的高度方向作独立位移调整，所述横向机械臂（43）在所述第二竖向机械臂（42）上的铰接位能够沿着所述第二竖向机械臂（42）的高度方向作独立位移调整；
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幅宽调整单元（5），所述幅宽调整单元（5）主要由铰接在所述横向机械臂（43）前端的后动臂（51）、以及能够驱动所述后动臂（51）相对于所述横向机械臂（43）作左右方向摆动的回转电机（54）组成；
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施工操作单元（6），所述施工操作单元（6）主要由铰接在所述后动臂（51）前端的前动臂（61）、以及能够驱动所述前动臂（61）相对于所述后动臂（51）作上下方向摆动的驱动缸（63）组成，所述前动臂（61）的前端连接有施工器具（62）。2.根据权利要求1所述精巧型工程施工机器人，其特征在于，所述机器人还包括有布置在所述行走单元（1）和所述施工轨迹调整单元（4）之间的旋转单元（2）；所述旋转单元（2）主要由转盘组件（21）、旋转动力和承载平台（22）组成，所述转盘组件（21）的底部装配在所述行走单元（1）的机架（11）上、顶部用作连接所述承载平台（22），所述转盘组件（21）将所述承载平台（22）支撑在所述行走单元（1）的上方，所述旋转动力用作驱动所述转盘组件（21）产生周向旋转动作，所述承载平台（22）用作支承所述施工轨迹调整单元（4）。3.根据权利要求2所述精巧型工程施工机器人，其特征在于，所述机器人还包括有布置在所述旋转单元（2）和所述施工轨迹调整单元（4）之间的滑台单元（3）；所述滑台单元（3）主要由滑轨、安装板（34）、滑台侧丝杠（35）和滑台侧驱动电机（36）组成，所述滑轨固定于所述旋转单元（2）的承载平台（22）上，所述滑台侧丝杠（35）通过轴承组件沿着所述滑轨的长度方向相对于所述滑轨形成固定装配，所述滑台侧丝杠（35）的一端与所述滑台侧驱动电机（36）的输出轴相连接，所述安装板（34）装配在所述滑台侧丝杠（35）上、且通过至少一块滑块与所述滑轨相连接，所述安装板（34）用作固定所述施工轨迹调整单元（4）的第一竖向机械臂（41）和第二竖向机械臂（42）。4.根据权利要求3所述精巧型工程施工机器人，其特征在于，所述滑台单元（3）的滑轨是由平行且间距排布的滑轨一（31）和滑轨二（32）组成，所述滑轨一（31）和所述滑轨二（32）之间的空间用作排布所述滑台侧丝杠（35），所述安装板（34）的两侧分别通过至少一块滑台侧滑块（33）与对应的滑轨相...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆晓阳，唐林，蔡青青，莫廷伟，
申请(专利权)人：德阳瑞能电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：