一种用于取出深井钻头的多足机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种用于取出深井钻头的多足机器人，多个履带行走模组沿机器人中心座双层均布组成圆周型布局，履带行走模组通过顶出液压缸的伸出使履带行走模组的耐腐蚀橡胶履带接触孔壁，并通过摆动液压缸实现履带行走模组的转角和螺旋升角，用于机器人的下潜；重力夹爪模组安装在机器人中心座底部，由卡扣咬合至深井钻头的尾端，并通过钻头的自重拉动重力夹爪模组的连杆进行加紧；机械式传感器模块设置在整体机器人的最底部，重力夹爪模组的内部，用于实现钻头的定位，机器人的最顶端均布有吊环，通过吊环连接深孔上方的吊机，使整体的重力由吊机承受。采用多本发明专利技术的足机器人的方式取出钻头，能保障生命安全，提高效率，降低成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于取出深井钻头的多足机器人


[0001]本专利技术涉及一种多足机器人，尤其是一种用于深井钻头的多足机器人。

技术介绍

[0002]目前，危险工种“工地水鬼”。工地水鬼的职责就是进入20多米深的钻井深处取将绳索挂至钻头处，通过吊机加钻头拉出深井。是一种高危的职业，在工作的过程之中，人需要承受超乎人体的压力，这种压力相当于深海的压力。由于泥浆的比重相对于水来说要大的多，在同体积的泥浆来说，泥浆的比重相当于水的1.3～1.5倍。这种比重相对于人体也是超乎水压的。
[0003]再者深井内部的情况很恶劣，有碎石、烂泥、泥浆，甚至一些铁质的小零件都有可能会出现在其深井中，由于泥浆的能见度为零，在深井中并不能看见这些，在下潜的过程中如果扎破潜水衣，很可能会导致一系列由于压力问题而导致的生命危险。
[0004]因此，需要一种特种机器人并且能够完成完全代替“工地水鬼”的工作，实现下潜，定位，牵引三部分职能。
[0005]下潜的目的是达到钻头的所在位置，但是在下潜的过程中由于人体带有浮力，泥浆的比重又相对重，就需要人扶着孔壁下潜，机器人需要达到能够代替人下潜的功能。
[0006]定位钻头是一个相对耗时，而且困难的过程，是因为选取人作为牵引钻头的主要劳动力是因为，普通的传感器和信号接收方案都无法有效实现钻头的定位，这也是需要采用人工的原因，然而人在深孔之中也是需要花费一定的时间进行摸索的，然而摸索的时间越长就越危险。
[0007]牵引钻头是依靠人进入深孔之中，通过将挂钩吊环安放或者挂至钻头的顶部，由钻井上方的吊机将孔内的钻头吊出所实现的。

技术实现思路

[0008]本专利技术是要提出一种用于取出深井钻头的多足机器人，采用多足机器人的方式取出钻头，保障生命安全，提高效率，降低成本。
[0009]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于取出深井钻头的多足机器人，包括履带行走模组、机械式传感器模组、重力夹具模组，多个履带行走模组沿机器人中心座双层均布组成圆周型布局，履带行走模组通过顶出液压缸的伸出使履带行走模组的耐腐蚀橡胶履带接触孔壁，并通过摆动液压缸实现履带行走模组的转角和螺旋升角，用于机器人的下潜；重力夹爪模组安装在机器人中心座底部，由卡扣咬合至深井钻头的尾端，并通过钻头的自重拉动重力夹爪模组的连杆进行加紧；机械式传感器模块设置在整体机器人的最底部，重力夹爪模组的内部，用于实现钻头的定位，机器人的最顶端均布有吊环，通过吊环连接深孔上方的吊机，使整体的重力由吊机承受。
[0010]进一步，所述履带行走模组采用防水蜗轮蜗杆减速电机对驱动齿轮进行驱动，驱动齿轮的渐开线齿廓与橡胶履带的内圈形成啮合状态，由两个张紧轮将整体呈三角形的履
带行走模组张紧。
[0011]进一步，所述防水涡轮蜗杆减速电机为自锁减速电机，能够有效的保证履带行走模组在停转时的自锁效应。
[0012]进一步，所述控制履带行走模组具有两个液压缸，其中，摆动液压缸连接连杆，用于带动履带行走模组摆动，实现整体的机器人进行螺旋式的下潜运动，并产生一个螺旋升角，顶出液压缸通过摆动液压缸连接履带行走模组，通过顶出液压缸能够使得履带行走模组的履带均匀的贴合孔壁，产生均匀的压力，并通过顶出液压缸调整适应的深孔孔径的大小，达到能够适应多种深井钻头的效果。
[0013]进一步，所述控制履带行走模组通过连接连杆的摆动液压缸的运动能够实现在螺旋式下潜的过程中达到0～35
°
的螺旋升角。
[0014]进一步，所述机械式传感器模组，包括液压缸、拉簧、接触轮、摆杆、拉绳式位移传感器、机座，机座上面通过销轴铰接液压缸的缸体下端和摆杆一端，液压缸的活塞杆上端和摆杆另一端铰接，并连接有接触轮，液压缸的缸体下端通过拉簧连接机座上的拉簧柱，且机座上设有拉绳式位移传感器。
[0015]进一步，所述机械式传感器模组采用曲柄滑块机构和液压缸控制摆杆的摆动，实现控制机械式传感器模组的工作与不工作的两种状态。
[0016]进一步，所述重力夹具模组，包括连架杆、连杆、卡扣、机架、法兰连接盘。法兰连接盘下面的机架上均布三个平行四边形机构，每个平行四边形机构由连架杆、连杆组成，连杆通过上下两个连架杆与机架连接。连杆下部内装有卡扣。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018](1)本专利技术采用履带行走模组配合吊机形成一种螺旋式的下潜运动，这种运动形式可以使得运动速度缓慢，同时孔壁受力均匀，达到防止泥质孔壁坍塌的作用。依据《现代机械设计方法》中的创新设计方法，采用仿生法中的“原理仿生”。依据多足生物，如蜈蚣、蚰蜒等沿着较大孔壁向下爬行的螺旋形下潜轨迹进行设计。此种多足机器人的螺旋运动方式使用于需要一定均压的大型深孔，是一种普遍的运动方式。
[0019](2)本专利技术采用机械式传感器模组进行圆周型的布局方式，采用顺序接收信号的方式来实现钻头的定位。这种方法可以用于无法检测的恶劣环境，实现对于物体有无的检测。
附图说明
[0020]图1为用于取出深井钻头的多足机器人结构立体示意图；
[0021]图2为图1的剖视图；
[0022]图3为图1的仰视图；
[0023]图4为履带行走模块机构布局示意图；
[0024]图5为履带行走模组液压缸顶出结构示意图；
[0025]图6为机械式传感器状态示意图；
[0026]其中：(a)为工作状态，(b)为不工作状态
[0027]图7为机械式传感器的结构图；
[0028]图8为机械式传感器的机构运动简图；
[0029]图9为重力夹具模块结构示意图；
[0030]图10为重力夹具模块机构运动图；
[0031]图中：10
‑
履带行走模块、20
‑
机械式传感器模块、30
‑
重力夹具模块、1
‑
顶出液压缸、2
‑
摆动液压缸、3
‑
防水蜗轮蜗杆减速电机、4
‑
驱动齿轮、5
‑
张紧轮、6
‑
耐腐蚀橡胶履带、11
‑
液压缸、12
‑
拉簧、13
‑
接触轮、14
‑
摆杆、15
‑
拉绳式位移传感器、16
‑
机座、21
‑
连架杆、22
‑
连杆、23
‑
卡扣、24
‑
机架、25
‑
法兰连接盘.
具体实施方式
[0032]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0033]如1至图3所示，本专利技术的用于取出深井钻头的多足机器人由三个模块组成，分别是履带行走模组10、机械式传感器模组20与重力夹具模组30。
[0034]整体的机器人的布局方式为圆周型布局，双层均布的履带行走模组10组成了圆周型的布局。履带行走功能有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于取出深井钻头的多足机器人，其特征在于：包括履带行走模组、机械式传感器模组、重力夹具模组，多个履带行走模组沿机器人中心座双层均布组成圆周型布局，履带行走模组通过顶出液压缸的伸出使履带行走模组的耐腐蚀橡胶履带接触孔壁，并通过摆动液压缸实现履带行走模组的转角和螺旋升角，用于机器人的下潜；重力夹爪模组安装在机器人中心座底部，由卡扣咬合至深井钻头的尾端，并通过钻头的自重拉动重力夹爪模组的连杆进行加紧；机械式传感器模块设置在整体机器人的最底部，重力夹爪模组的内部，用于实现钻头的定位，机器人的最顶端均布有吊环，通过吊环连接深孔上方的吊机，使整体的重力由吊机承受。2.根据权利要求1所述的用于取出深井钻头的多足机器人，其特征在于：所述履带行走模组采用防水蜗轮蜗杆减速电机对驱动齿轮进行驱动，驱动齿轮的渐开线齿廓与橡胶履带的内圈形成啮合状态，由两个张紧轮将整体呈三角形的履带行走模组张紧。3.根据权利要求2所述的用于取出深井钻头的多足机器人，其特征在于：所述防水涡轮蜗杆减速电机为自锁减速电机，能够有效的保证履带行走模组在停转时的自锁效应。4.根据权利要求1所述的用于取出深井钻头的多足机器人，其特征在于：所述控制履带行走模组具有两个液压缸，其中，摆动液压缸连接连杆，用于带动履带行走模组摆动，实现整体的机器人进行螺旋式的下潜运动，并产生一个螺旋升角，顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘一祯，管大凯，沈景凤，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：