一种工程施工机器人用机械臂结构制造技术

本发明专利技术公开了一种工程施工机器人用机械臂结构，所述机械臂结构主要由间距并排布置的第一竖向机械臂和第二竖向机械臂、以及铰接于第一竖向机械臂和第二竖向机械臂之间的横向机械臂组成，所述横向机械臂在第一竖向机械臂上的铰接位能够沿着第一竖向机械臂的高度方向作独立位移调整，所述横向机械臂在第二竖向机械臂上的铰接位能够沿着第二竖向机械臂的高度方向作独立位移调整，所述横向机械臂的至少一端用作连接工程施工机器人的施工器具。本发明专利技术以简单结构成型，其施工运行轨迹多样且高度灵活、高度精准，有利于工程施工机器人精巧化成型，所成型的工程施工机器人能够有效地满足于工程施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】
一种工程施工机器人用机械臂结构
本专利技术涉及工程施工机器人的组成设备，具体是一种工程施工机器人用的机械臂结构。
技术介绍
近年来，各种应用于土建、垃圾处理等工程施工作业的机器人得到了大量推广，这些工程施工机器人具有结构精巧、重量轻、施工灵活、安全性好、成本低等特点，能够很好的补充传统工程车辆的施工作业局限性，甚至在一定程度上能够替代传统工程车辆。机械臂是机器人完成执行动作的技术关键。目前，常见的工程施工机器人的机械臂主要有两种结构。一种是与流水线等行业机器人的机械臂基本类似的多关节复杂铰接结构，例如中国专利文献公开的“一种用于船体外表面施工的机器人”（公开号CN111633565，公开日2020年09月08日）”等；另一种是与工程车辆的动臂结构基本类似的大体积结构，例如中国专利文献公开的“一种施工机器人”（公开号CN109531536，公开日2019年03月29日）等。这些机械臂的施工动作是通过关节处的驱动缸作用之下的伸展/收缩而实现的，其不仅结构复杂，而且机械臂无法灵活、可靠地实现平移升降动作和/或摆线运行动作，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
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技术的不足，提供一种既能够稳定可靠地实现平移升降动作、又能够灵活精准地实现摆线运行动作的工程施工机器人用机械臂结构。本专利技术的技术目的通过下述技术方案实现：一种工程施工机器人用机械臂结构，所述机械臂结构主要由间距并排布置的第一竖向机械臂和第二竖向机械臂、以及铰接于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，所述横向机械臂的至少一端用作连接所述工程施工机器人的施工器具。该技术措施的机械臂以简单结构成型，其既可以带动施工器具在高度方向上稳定地作平移升降动作，又可以带动施工器具在高度方向上稳定地作多种摆线运行动作，施工运行轨迹多样且高度灵活、高度精准，有利于工程施工机器人精巧化成型，所成型的工程施工机器人能够有效地满足于工程施工作业的高灵活性及高精准性技术要求。作为优选方案之一，所述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，所述丝杠一通过至少一组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，所述滑块一以螺纹结构装配在所述丝杠一上、且与所述臂体一上的滑轨结构滑动配合，所述滑块一与所述横向机械臂上的对应部位相铰接。作为优选方案之一，所述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布所述丝杠二的空间及能够排布所述滑块二的滑轨结构，所述丝杠二通过至少一组轴承组件沿着所述臂体二的高度方向装配在所述臂体二上，所述丝杠二的一端与所述驱动电机二的输出轴相连接，所述滑块二以螺纹结构装配在所述丝杠二上、且与所述臂体二上的滑轨结构滑动配合，所述滑块二与所述横向机械臂上的对应部位相铰接。作为优选方案之一，所述横向机械臂为长度可伸缩结构，所述横向机械臂主要由依次连接在一起的铰座一、伸缩机构和铰座二组成，所述铰座一用作与所述第一竖向机械臂相铰接，所述铰座二用作与所述第二竖向机械臂相铰接。上述第一竖向机械臂、第二竖向机械臂和横向机械臂，作为带动施工器具在高度方向上进行平移升降动作及摆线运行动作的技术关键，其充分利用杠杆力与电机驱动而实现，整体结构简单、体积小，易于维护，其既可以使横向机械臂带动下的施工器具在高度方向上稳定、可靠地实现平移升降动作，又可以使横向机械臂带动下的施工器具在高度方向上灵活、精准、可靠地实现单支点摆线运行动作，还可以使横向机械臂带动下的施工器具在高度方向上灵活、精准、可靠地实现交叉摆线运行动作，运行稳定、灵活、精准、可靠。作为优选方案之一，所述第一竖向机械臂与所述第二竖向机械臂之间设置有支撑架。该技术措施能够可靠地增强第一竖向机械臂与第二竖向机械臂之间的结构强度，保障第一竖向机械臂和第二竖向机械臂能够稳定、持久的保持相对位置。作为优选方案之一，所述横向机械臂通过动臂连接施工器具。进一步的，所述动臂的后端铰接在所述横向机械臂的对应端部，所述动臂与所述横向机械臂之间的铰接处连接有能够驱动所述动臂相对所述横向机械臂作左右摆动动作的回转电机；该技术措施能够使施工器具在机械臂上灵活、精准地实现左右摆动动作，可靠地增强施工运行轨迹的多样性，灵活、可靠。再进一步的，所述动臂与所述横向机械臂的铰接处具有连杆轴，所述连杆轴通过轴承组件装配在所述横向机械臂对应端部的铰座内，且所述连杆轴与所述回转电机的输出轴相连接，在所述回转电机的驱动下，所述连杆轴用作带动所述动臂相对于所述横向机械臂作左右摆动动作；该技术措施能够将连接施工器具的动臂的重力有效地分散到横向机械臂上，以减少作用在连杆轴上的摩擦力，提高连杆轴运行的灵活性、稳定性及服役寿命。所述动臂的前端铰接有能够连接施工器具的器具接头，所述器具接头的中部与所述动臂的前端相铰接、前端用作连接施工器具、后端用作连接驱动缸，所述驱动缸的后端铰接在所述动臂上，在所述驱动缸的驱动下，所述器具接头带动所述施工器具在所述动臂的前端处作上下摆动动作。作为优选方案之一，所述施工器具为松土器、耙子或铲斗。该技术措施通过更换对应的施工器具，能够使同一机械臂适应于不同工况的工程施工作业，用途多样，通用性好。本专利技术的有益技术效果是：上述技术措施的机械臂以简单结构成型，其充分利用杠杆力与电机驱动而实现，整体结构简单、体积小，易于维护；上述结构的机械臂，既可以使横向机械臂带动下的施工器具在高度方向上稳定、可靠地实现平移升降动作，又可以使横向机械臂带动下的施工器具在高度方向上灵活、精准、可靠地实现单支点摆线运行动作，还可以使横向机械臂带动下的施工器具在高度方向上灵活、精准、可靠地实现交叉摆线运行动作，施工运行轨迹多样且高度灵活、高度精准，有利于工程施工机器人精巧化成型，所成型的工程施工机器人能够有效地满足于工程施工作业的高灵活性及高精准性技术要求。附图说明图1为本专利技术的一种结构示意图。图2为图1中的第一竖向机械臂、第二竖向机械臂的各自结构及相对结构的示意图。图3为图1中的横向机械臂的结构示意图。图4为本专利技术的一种使用状态示意图。图中代号含义：1—第一竖向机械臂；11—臂体一；12—丝杠一；13—滑块一；14—驱动电机一；2—第二竖向机械臂；21—臂体二；22—丝杠二；23—滑块二；24—驱动电机二；3—横向机械臂；31—铰座一；32—铰座二；33—伸缩机构；34—加长管；35—铰座三；36—连杆轴；4—底座；5—支撑架；6—动臂；61—器具接头；62—驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程施工机器人用机械臂结构，其特征在于：所述机械臂结构主要由间距并排布置的第一竖向机械臂（1）和第二竖向机械臂（2）、以及铰接于所述第一竖向机械臂（1）和所述第二竖向机械臂（2）之间的横向机械臂（3）组成，所述横向机械臂（3）在所述第一竖向机械臂（1）上的铰接位能够沿着所述第一竖向机械臂（1）的高度方向作独立位移调整，所述横向机械臂（3）在所述第二竖向机械臂（2）上的铰接位能够沿着所述第二竖向机械臂（2）的高度方向作独立位移调整，所述横向机械臂（3）的至少一端用作连接所述工程施工机器人的施工器具（D）。/n

【技术特征摘要】
20201112 CN 20202260385761.一种工程施工机器人用机械臂结构，其特征在于：所述机械臂结构主要由间距并排布置的第一竖向机械臂（1）和第二竖向机械臂（2）、以及铰接于所述第一竖向机械臂（1）和所述第二竖向机械臂（2）之间的横向机械臂（3）组成，所述横向机械臂（3）在所述第一竖向机械臂（1）上的铰接位能够沿着所述第一竖向机械臂（1）的高度方向作独立位移调整，所述横向机械臂（3）在所述第二竖向机械臂（2）上的铰接位能够沿着所述第二竖向机械臂（2）的高度方向作独立位移调整，所述横向机械臂（3）的至少一端用作连接所述工程施工机器人的施工器具（D）。


2.根据权利要求1所述工程施工机器人用机械臂结构，其特征在于：所述第一竖向机械臂（1）主要由臂体一（11）、丝杠一（12）、滑块一（13）和驱动电机一（14）组成，所述臂体一（11）的高度方向上具有能够排布所述丝杠一（12）的空间及能够排布所述滑块一（13）的滑轨结构，所述丝杠一（12）通过至少一组轴承组件沿着所述臂体一（11）的高度方向装配在所述臂体一（11）上，所述丝杠一（12）的一端与所述驱动电机一（14）的输出轴相连接，所述滑块一（13）以螺纹结构装配在所述丝杠一（12）上、且与所述臂体一（11）上的滑轨结构滑动配合，所述滑块一（13）与所述横向机械臂（3）上的对应部位相铰接。


3.根据权利要求1所述工程施工机器人用机械臂结构，其特征在于：所述第二竖向机械臂（2）主要由臂体二（21）、丝杠二（22）、滑块二（23）和驱动电机二（24）组成，所述臂体二（21）的高度方向上具有能够排布所述丝杠二（22）的空间及能够排布所述滑块二（23）的滑轨结构，所述丝杠二（22）通过至少一组轴承组件沿着所述臂体二（21）的高度方向装配在所述臂体二（21）上，所述丝杠二（22）的一端与所述驱动电机二（24）的输出轴相连接，所述滑块二（23）以螺纹结构装配在所述丝杠二（22）上、且与所述臂体二（21）上的滑轨结构滑动配合，所述滑块二（23）与所述横向机械臂（3）上的对应部位相铰接。

【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：四川;51