一种深基坑掘进机器人的挖掘机构制造技术

本申请公开了一种深基坑掘进机器人的挖掘机构，包括挖掘组件和转动组件，转动组件与挖掘组件转动连接，转动组件适于控制挖掘组件进行钻孔和扩孔作业，挖掘组件包括耙架和刀架，刀架转动设置于耙架上，刀架上排列设置有多个用于钻孔和扩孔的刀头，耙架上设置有限位块，限位块包括作业抵触面和收刀抵触面，转动组件向顺时针方向转动时，刀架适于转动至耙架外侧并与作业抵触面抵触限位；转动组件向逆时针方向转动时，刀架适于转动至耙架内侧并与收刀抵触面抵触限位，具有自动收刀功能，不影响机器人进入基坑，能够进行钻孔和扩孔等作业。能够进行钻孔和扩孔等作业。能够进行钻孔和扩孔等作业。

【技术实现步骤摘要】
一种深基坑掘进机器人的挖掘机构


[0001]本申请涉及基坑挖掘
，具体涉及一种深基坑掘进机器人的挖掘机构。

技术介绍

[0002]基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，通常基坑的开挖方式分为人工开挖和机械开挖，机械开挖相较于人工开挖速度快，规格统一，对路基密实度影响小。
[0003]但是，现有的基坑挖掘设备存在以下缺陷：由于机械开挖通常使用旋转钻头进行开挖，旋转钻头在进入基坑后可能会受内外因素影响卡在基坑内，难以取出，影响后续的施工，且旋转钻头无法对基坑进行扩孔，使用场景有限，另外，在深基坑开挖时，抛土过程较为困难和危险，占据较大工时，同时还会浪费较多的水资源，不够环保。

技术实现思路

[0004]本申请的一个目的在于提供一种具有自引导、自掘进、自抛土和自出井功能，能够进行钻孔和扩孔作业的深基坑掘进机器人。
[0005]本申请的还一个目的在于提供一种上述深基坑掘进机器人的操作方法。
[0006]本申请的另一个目的在于提供一种能够自动收刀，并具有钻孔和扩孔作业能力的深基坑掘进机器人的挖掘机构。
[0007]为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种深基坑掘进机器人及其操作方法，包括主支架、掘进机构、步进机构和液化抛土机构，所述掘进机构和所述步进机构设置于所述主支架上，所述步进机构适于抵至基坑坑壁进行升降移动，所述掘进机构包括挖掘组件和转动组件，所述转动组件与所述挖掘组件转动连接，所述转动组件适于控制所述挖掘组件进行钻孔和扩孔作业，所述液化抛土机构包括注水管和泥浆泵，所述注水管适于向深基坑内注水并使所述挖掘组件处产生的铲土液化形成泥浆，所述泥浆泵适于将泥浆泵送至深基坑外。
[0008]具体的，所述挖掘组件包括耙架和刀架，所述刀架转动设置于所述耙架上，所述刀架上排列设置有多个用于钻孔和扩孔的刀头，所述耙架上设置有限位块，所述限位块包括作业抵触面和收刀抵触面，所述转动组件向顺时针方向转动时，所述刀架适于转动至所述耙架外侧并与所述作业抵触面抵触限位；所述转动组件向逆时针方向转动时，所述刀架适于转动至所述耙架内侧并与所述收刀抵触面抵触限位。
[0009]作为改进，所述耙架和所述刀架之间设置有第一弹性复位件，所述第一弹性复位件适于使所述刀架在不受外力影响时配合抵触至所述收刀抵触面。
[0010]作为改进，所述限位块的数量为两个，两个所述限位块分别设置与所述刀架与所述耙架连接处的两侧，两个所述限位块的所述作业抵触面相互平行，且两个所述作业抵触面之间的距离等于所述刀架的宽度；两个所述限位块的所述收刀抵触面相互平行，且两个所述收刀抵触面之间的距离等于所述刀架的宽度。
[0011]具体的，所述转动组件包括电机支架、活动支架、转动电机和转动架，所述电机支架与所述主支架连接，所述转动电机固定设置于所述电机支架上，所述转动电机上设置有驱动轴，所述驱动轴穿过所述活动支架与所述转动架配合连接，所述活动支架适于在所述驱动轴上滑动，所述转动架与所述耙架固定连接，所述转动电机适于驱动所述转动架使所述耙架转动，所述电机支架和所述活动支架之间设置有弹簧传感器，所述弹簧传感器适于对所述活动支架进行缓冲，所述弹簧传感器适于感应所述电机支架和所述活动支架之间的压力，并向所述步进机构和所述转动电机发出控制信号。
[0012]作为改进，所述转动架上设置有齿圈，所述驱动轴与所述齿圈相啮合，所述转动架四周环绕设置有多个导轮，所述活动支架适于通过所述导轮与所述转动架转动连接，所述耙架的中心处固定设置有芯轴，所述芯轴与所述活动支架转动连接，所述刀头和所述刀架之间具有向顺时针方向偏转的夹角α，10
°
≤α≤15
°
。
[0013]具体的，所述步进机构包括张紧组件和爬升组件，所述张紧组件和所述爬升组件设置于所述主支架上，所述张紧组件包括张紧电机和丝杆轴，所述爬升组件包括爬升电机、爬升轮和爬升架，所述爬升电机适于驱动所述爬升轮在基坑坑壁上移动，所述爬升架上设置有连接套管，所述主支架上设置有固定套管，所述连接套管嵌套于所述固定套管内，所述丝杆轴丝杆连接于所述连接套管内，所述张紧电机适于驱动所述丝杆轴使所述爬升架在所述固定套管内移动。
[0014]作为改进，所述张紧电机与所述丝杆轴之间为锥齿轮连接，所述固定套管之间设置有连接座板，所述连接座板上设置有吊耳总成。
[0015]具体的，所述液化抛土机构还包括沉淀池和回水管，所述泥浆泵适于将泥浆泵至所述沉淀池，所述沉淀池适于对泥浆进行沉淀净化，所述回水管适于将所述沉淀池内的净水回流注入深基坑。
[0016]一种深基坑掘进机器人的操作方法，包括以下步骤：
[0017]S100：使用吊机将深基坑掘进机器人吊入深基坑内；
[0018]S200：启动步进机构，使深基坑掘进机器人沿基坑下降至指定位置；
[0019]S300：转动组件正向转动，挖掘组件自动展开并开始钻孔和扩孔作业；同时，转动组件实时探知掘进阻力调节转速，并控制步进机构协同动作；
[0020]S400：通过注水管向深基坑注水，使挖掘组件处产生的铲土液化形成泥浆；
[0021]S500：泥浆泵将泥浆输送至沉淀池进行沉淀净化，产生的净水经回水管回流注入深基坑，剩余的湿土就近处理；
[0022]S600：完成作业后，转动组件反向转动，转动组件自动收起；
[0023]S700：深基坑掘进机器人通过步进机构爬升至井口，通过吊机吊出。
[0024]与现有技术相比，本申请的有益效果在于：该深基坑掘进机器人设置有步进机构，能够在基坑内自由升降，挖掘组件则具有钻孔和扩孔作业能力，通过步进机构和基坑坑壁的配合，可实现对掘进方向的自动引导，减少挖掘方向的偏移，并能够实现自动出井，减少人工操作，增加安全性，步进机构与挖掘组件相配合，能够使深基坑掘进机器人停留在基坑的任意位置进行扩孔作业，提升适用性，挖掘组件在基坑底部进行挖掘扩孔时，挖掘组件通过步进机构可获得向下的压载，提升效率；循环抛土机构能够注水将铲土液化，通过泥浆泵及时的将泥浆吸走抛出至基坑井口，实现挖掘过程中的自动抛土，然后可将泥浆在基坑井
口进行沉淀后产生的净水送回基坑内重复利用，减少对水资源的浪费，具有较好的环保效果。
附图说明
[0025]图1是根据本申请的一个优选实施例的整体结构视图；
[0026]图2是根据本申请的一个优选实施例的主支架的俯视图；
[0027]图3是根据本申请的一个优选实施例的挖掘组件的主视图；
[0028]图4是根据本申请的一个优选实施例的耙架的结构视图；
[0029]图5是根据本申请的一个优选实施例的刀架的俯视图；
[0030]图6是根据本申请的一个优选实施例的挖掘组件收起时的结构视图；
[0031]图7是根据本申请的一个优选实施例的挖掘组件打开时的结构视图；
[0032]图8是根据本申请的一个优选实施例的转动组件的主视图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深基坑掘进机器人的挖掘机构，其特征在于：包括挖掘组件和转动组件，所述转动组件与所述挖掘组件转动连接，所述转动组件适于控制所述挖掘组件进行钻孔和扩孔作业，所述挖掘组件包括耙架和刀架，所述刀架转动设置于所述耙架上，所述刀架上排列设置有多个用于钻孔和扩孔的刀头，所述耙架上设置有限位块，所述限位块包括作业抵触面和收刀抵触面，所述转动组件向顺时针方向转动时，所述刀架适于转动至所述耙架外侧并与所述作业抵触面抵触限位；所述转动组件向逆时针方向转动时，所述刀架适于转动至所述耙架内侧并与所述收刀抵触面抵触限位。2.如权利要求1所述的一种深基坑掘进机器人的挖掘机构，其特征在于：所述耙架和所述刀架之间设置有第一弹性复位件，所述第一弹性复位件适于使所述刀架在不受外力影响时配合抵触至所述收刀抵触面。3.如权利要求1所述的一种深基坑掘进机器人的挖掘机构，其特征在于：所述限位块的数量为两个，两个所述限位块分别设置与所述刀架与所述耙架连接处的两侧，两个所述限位块的所述作业抵触面相互平行，且两个所述作业抵触面之间的距离等于所述刀架的宽度；两个所述限位块的所述收刀抵触面相互平行，且两个所述收刀抵触面之间的距离等于所述刀架的宽度。4.如权利要求1所述的一种深基坑掘进机器人的挖掘机构，其特征在于：所述转动组件包括电机支架、活动支架、转动电机和转动架，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振华，寻凯，吕伟宏，
申请(专利权)人：浙江天弘机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：