一种自动钻孔机械臂设备及其工作方法技术

本发明专利技术公开一种自动钻孔机械臂设备及其工作方法，包括控制器、设于轨道上的数控行走系统以及角度可调节的机械臂，所述数控行走系统的顶面设置有安装部，所述机械臂的起始端转动连接有安装底座，所述安装底座与安装部连接，所述机械臂上设置有位移传感器，所述机械臂的末端设置有角度可调节的执行器，所述执行器与机械臂间设置有角度传感器一，所述执行器上设置有伸缩部，所述伸缩部上设置有线性传感器一，所述伸缩部上设置有电锤，所述电锤上可拆卸的连接有钻头，所述机械臂、数控行走系统、执行器、位移传感器、角度传感器一、线性传感器一均与控制器电连接；本发明专利技术有着施工效率高、工作强度低、施工精度高的优点。施工精度高的优点。施工精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种自动钻孔机械臂设备及其工作方法


[0001]本专利技术属于轨道交通中的钻孔施工
，具体涉及到一种自动钻孔机械臂设备及其工作方法。

技术介绍

[0002]现阶段隧道轨行区钻孔流程为以轨平面为基准平面，按设计图纸要求，利用测量仪器通过横向测量和纵向测量来确定出各隧道断面各专业的钻孔点位，钻钻孔点置确定好以后，劳务工人通过搭设脚手架等操作平台，然后利用电锤进行钻孔。
[0003]现有钻孔所存在的问题主要包括：
[0004](1)现有的施工工序为先完成施工测量定位，再进行钻孔作业，施工工序间断，无法形成流水作业，施工不便，进度缓慢；较高处点位需要多个工人通过搭设脚手架或使用其他工作平台后才能进行钻孔作业；
[0005](2)现有的人工用电锤钻孔时，无法确保孔深和孔径满足设计要求，部分钻孔点需要整改，人工测量定位时存在测量误差，达不到接触网及其他测量精度要求较高的专业的要求，导致定位出现问题，造成后续的返工。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种自动钻孔机械臂设备及其工作方法，该方案有着施工效率高、工作强度低、施工精度高的优点。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种自动钻孔机械臂设备，包括控制器、设于轨道上的数控行走系统以及角度可调节的机械臂，所述数控行走系统的顶面设置有安装部，所述机械臂的起始端转动连接有安装底座，所述安装底座与安装部连接，所述机械臂上设置有位移传感器，所述机械臂的末端设置有角度可调节的执行器，所述执行器与机械臂间设置有角度传感器一，所述执行器上设置有伸缩部，所述伸缩部上设置有线性传感器一，所述伸缩部上设置有电锤，所述电锤上可拆卸的连接有钻头，所述机械臂、数控行走系统、执行器、位移传感器、角度传感器一、线性传感器一均与控制器电连接。
[0008]上述方案中，轨道交通钻孔施工过程中，在轨道上设置数控行走系统，在数控行走系统上搭载控制器和机械臂，通过数控行走系统带动机械臂沿轨道对各个工位进行加工，数控行走系统的安装部与安装底座配合连接对机械臂进行定位，通过位移传感器对机械臂的位置或角度进行监测并反馈给控制器，在各个工位处通过机械臂调整角度配合执行器的转动使钻头对准当前工位处隧道截面方向上的各个钻孔点，角度传感器一测试执行器转动角度并反馈给控制器，通过伸缩部的伸出和电锤工作带动钻头进行钻孔，执行器包含伸缩部、电锤，线性传感器一测试伸缩部的伸出值反馈给控制器，通过伸出值计算钻孔进给深度，通过控制器对机械臂、数控行走系统、伸缩部、电锤进行控制。
[0009]进一步的，所述数控行走系统包含车体，所述车体的底部设置有若干由伺服电机驱动的轨道车轮，所述车体上设置有电池组，所述伺服电机、电池组与控制器电连接。
[0010]车体用来安装机械臂、电池组、伺服电机，伺服电机上设置轨道车轮与轨道配合，提高车体移动精度，进而提高机械臂在各个工位点的定位精度。通过车体搭载电池组对机械臂、伺服电机、执行器的工作供电，简化施工时的供电、布线工序。
[0011]进一步的，所述机械臂包含若干级摆臂以及用于调节各级摆臂的角度的调节装置，若干级所述摆臂依次铰接，所述安装底座顶面设置有数控转盘，所述机械臂铰接在数控转盘上。
[0012]通过设置若干级依次铰接的摆臂配合调节装置实现机械臂的灵活调节，使执行器能够到达隧道截面方向的各个钻孔点，通过在安装底座上设置数控转盘，使机械臂能够随之转动，进而在同一个工位上对隧道截面方向临近的钻孔点进行钻孔，提高钻孔效率。
[0013]进一步的，所述机械臂包含一级摆臂、二级摆臂、三级摆臂，所述调节装置包含一级液压缸、二级液压缸，所述一级液压缸的两端分别与数控转盘、一级摆臂铰接，所述二级液压缸的两端分别与一级摆臂、二级摆臂铰接，所述二级摆臂与三级摆臂之间、三级摆臂与执行器之间分别设置有蜗轮蜗杆机构。
[0014]通过一级液压缸的伸缩调节一级摆臂的角度，通过二级液压缸的伸缩调节一级摆臂与二级摆臂的相对角度，通过涡轮蜗杆结构来调节三级摆臂与二级摆臂间的相对角度、执行器与三级摆臂间的相对角度。涡轮蜗杆结构包含可转动的蜗杆以及与蜗杆螺纹配合的涡轮，涡轮随着蜗杆的转动会进行转动。
[0015]进一步的，所述位移传感器包含线性传感器二和角度传感器二，所述一级液压缸、二级液压缸处分别设置有线性传感器二，所述数控转盘、二级摆臂与三级摆臂之间处分别设置有角度传感器二，所述线性传感器二、角度传感器二均与控制器电连接。
[0016]通过线性传感器二实时监测一级液压缸、二级液压缸的伸缩值并反馈给控制器，通过角度传感器二实时监测数控转盘、蜗轮蜗杆机构的转动角度并反馈给控制器，通过线性传感器二和角度传感器二测试的伸出值和转动角度来确定各级摆臂的位置。控制器通过记录反馈的数值，可在下一工位处读取后自动调整钻头位置进行钻孔。
[0017]进一步的，所述数控转盘包含盘体、与盘体连接的液压马达。
[0018]通过液压马达对盘体的转动进行控制，液压马达的输出端与盘体底面的中心处固定连接。
[0019]进一步的，所述伸缩部包含固定板，所述固定板上滑动连接有移动板，所述移动板与固定板之间设置有驱动部件，所述驱动部件与控制器电连接。
[0020]通过固定板与机械臂的末端转动连接配合调节部件，来实现执行器的角度调节，电锤固定于移动板上，滑动连接的移动板通过驱动部件驱动，带动电锤和钻头伸出和缩回实现钻孔动作，驱动部件由控制器控制。
[0021]进一步的，所述执行器上设置有吸尘口，所述吸尘口连接有管道，所述管道连接有灰尘收集装置，所述灰尘收集装置包含收集容器和动力部，所述灰尘收集装置与控制器电连接。
[0022]在钻孔时，通过控制器控制动力部的工作，通过动力部提供动力制造负压，将吸尘口处的灰尘通过管道收集到收集容器中，减少灰尘在空气中的扩散，保护人体健康、保证施工环境。
[0023]进一步的，所述伸缩部上设置有距离传感器，所述距离传感器与控制器电连接。
[0024]通过距离传感器能够获知钻头距离钻孔墙面的距离，对钻孔的深度进行监测，并反馈给控制器。
[0025]一种上述的自动钻孔机械臂设备的工作方法，包括如下工作步骤：
[0026]S1：控制数控行走系统移动到起始工作点位，手动使用控制器操作机械臂移动到需要的钻孔点，调整执行器的角度后，伸缩部伸出配合电锤进行钻孔，重复上述钻孔操作依次对起始工作点位的其他钻孔点进行钻孔，控制器分别记录下各个钻孔点的路径参数，路径参数包含所述位移传感器反馈的定位参数、角度传感器一反馈的角度参数和线性传感器一反馈的伸缩参数；
[0027]S2：当前的工作点位的全部钻孔完成后，机械臂收回到初始状态，通过数控行走系统移动到下一工作点位，控制器依次读取路径参数，控制机械臂到达对应的钻孔点进行钻孔；
[0028]S3：重复步骤S2完成钻孔作业。
[0029]上述方案的步骤S1中，在隧道钻孔施工时，从隧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动钻孔机械臂设备，其特征在于，包括控制器、设于轨道上的数控行走系统以及角度可调节的机械臂，所述数控行走系统的顶面设置有安装部，所述机械臂的起始端转动连接有安装底座，所述安装底座与安装部连接，所述机械臂上设置有位移传感器，所述机械臂的末端设置有角度可调节的执行器，所述执行器与机械臂间设置有角度传感器一，所述执行器上设置有伸缩部，所述伸缩部上设置有线性传感器一，所述伸缩部上设置有电锤，所述电锤上可拆卸的连接有钻头，所述机械臂、数控行走系统、执行器、位移传感器、角度传感器一、线性传感器一均与控制器电连接。2.根据权利要求1所述的自动钻孔机械臂设备，其特征在于，所述数控行走系统包含车体，所述车体的底部设置有若干由伺服电机驱动的轨道车轮，所述车体上设置有电池组，所述伺服电机、电池组与控制器电连接。3.根据权利要求1所述的自动钻孔机械臂设备，其特征在于，所述机械臂包含若干级摆臂以及用于调节各级摆臂的角度的调节装置，若干级所述摆臂依次铰接，所述安装底座顶面设置有数控转盘，所述机械臂铰接在数控转盘上。4.根据权利要求3所述的自动钻孔机械臂设备，其特征在于，所述机械臂包含一级摆臂、二级摆臂、三级摆臂，所述调节装置包含一级液压缸、二级液压缸，所述一级液压缸的两端分别与数控转盘、一级摆臂铰接，所述二级液压缸的两端分别与一级摆臂、二级摆臂铰接，所述二级摆臂与三级摆臂之间、三级摆臂与执行器之间分别设置有蜗轮蜗杆机构。5.根据权利要求4所述的自动钻孔机械臂设备，其特征在于，所述位移传感器包含线性传感器二和角度传感器二，所述一级液压缸、二级液压缸处分别设置有线性传感器二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王豪，裴以军，李永峰，江涛，白哲，何春隽，张建霞，段超齐，李海岳，王远东，易维平，徐雄，黄宇澄，
申请(专利权)人：中建三局安装工程有限公司，
类型：发明
国别省市：