一种高压水射流破拆机器人

技术领域

本申请涉及切割拆除装置领域，具体而言，涉及一种高压水射流破拆机器人。

背景技术

高压水射流破拆机器人是搭载高压水射流设备进行混凝土拆除的专用机械臂设备，其主要适用于混凝土内部具有钢筋、钢板等复杂条件导致拆除结构混凝土不连续、整体结构拆除深度较大且操作空间不足的情况。

传统的高压水射流破拆机器人一般是以履带式底盘为基础，并搭载机械臂、油箱、水箱、机械臂等等设备，其机械臂有多种形式，可为桁架伸缩升降式，也可以为两节式，两节式有上述方案，也有大臂为伸缩臂，可在竖直方向进行伸缩控制，小臂末端与大臂前段连接，小臂通过连接处电机控制其旋转角度，小臂也为伸缩臂，小臂前段装载驱动机构，结构与上述驱动机构类似；上述传统的高压水射流破拆机器人中，由于高压水射流在喷射拆除过程中对搭载喷头的执行机构会产生一定的反作用，所以执行机构整体刚度较大，导致其体积也相应较大，无法深入结构复杂的拆除面内进行拆除，只能在宽敞平面上进行拆除作业，而且该机械多由人工控制，拆除精度较低，在同一作业面上进行多次多层拆除后，作业面表面平整度下降严重，导致效率降低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种高压水射流破拆机器人，其具有运动精度高、运行稳定性好的优点，可以对混凝土结构进行深入切割拆除并保持作业面的平整。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种高压水射流破拆机器人，其包括底座、与底座连接的伸缩安装座、可升降的插设于伸缩安装座顶部的升降立柱、旋转支座、可沿直线方向伸缩的连接于的伸缩臂及用于输送高压水射流的高压水射流模组，高压水射流模组连接于伸缩臂的一端，伸缩臂连接于旋转支座，伸缩安装座内设有用于驱动升降立柱升降的升降气缸，旋转支座连接有用于驱动其相对于升降立柱在水平面内转动的偏摆机构，升降立柱的外壁设有至少两条沿竖直方向延伸的导轨，伸缩安装座的内壁设有至少一个与每条导轨滚动配合的V型滚轮。

在一些可选的实施方案中，伸缩臂包括基本臂、滑动插设于基本臂一端的一级伸缩臂、滑动插设于一级伸缩臂内的二级伸缩臂及伸缩臂驱动机构，伸缩臂驱动机构包括伸缩电机、与伸缩电机连接的伸缩减速机及套设于伸缩减速机的输出轴上的第一齿轮和第二齿轮，一级伸缩臂和二级伸缩臂分别设有与第一齿轮和第二齿轮啮合的第一齿条和第二齿条。

在一些可选的实施方案中，基本臂内壁和一级伸缩臂内壁分别设有一对限位防撞块，第一齿条和第二齿条的两端分别设有一对限位防撞块。

在一些可选的实施方案中，第一齿轮的齿数大于第二齿轮的齿数。

在一些可选的实施方案中，二级伸缩臂远离基本臂的一端连接有用于驱动高压水射流模组在竖直平面内转动的俯仰驱动机构。

在一些可选的实施方案中，偏摆机构包括输出端与升降立柱连接的关节减速机及与关节减速机传动连接的偏摆电机。

在一些可选的实施方案中，底座的底部设有多组用于与环形轨道滚动连接的夹轨滚轮组及用于驱动夹轨滚轮沿环形轨道滚动的环向运动驱动机构。

在一些可选的实施方案中，夹轨滚轮组包括滚轮架，滚轮架铰接有用于滚动抵压对应环形轨道顶部的第一滚轮、用于滚动抵压对应环形轨道底部的第二滚轮及用于滚动抵压对应环形轨道侧壁的第三滚轮，滚轮架、第一滚轮、第二滚轮和第三滚轮围合形成用于容纳对应环形轨道的容纳腔；环向运动驱动机构包括与底座连接的环向驱动电机及套设于环向驱动电机输出轴上的环向驱动齿轮。

本申请的有益效果是：本实施例提供的高压水射流破拆机器人包括底座、与底座连接的伸缩安装座、可升降的插设于伸缩安装座顶部的升降立柱、旋转支座、可沿直线方向伸缩的连接于的伸缩臂及用于输送高压水射流的高压水射流模组，高压水射流模组连接于伸缩臂的一端，伸缩臂连接于旋转支座，伸缩安装座内设有用于驱动升降立柱升降的升降气缸，旋转支座连接有用于驱动其相对于升降立柱在水平面内转动的偏摆机构，升降立柱的外壁设有至少两条沿竖直方向延伸的导轨，伸缩安装座的内壁设有至少一个与每条导轨滚动配合的V型滚轮。本实施例提供的高压水射流破拆机器人具有运动精度高、运行稳定性好的优点，可以对混凝土结构进行深入切割拆除并保持作业面的平整。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的高压水射流破拆机器人的第一视角的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的高压水射流破拆机器人的第二视角的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的高压水射流破拆机器人中升降立柱和伸缩安装座连接的横截面剖视图；

图4为本申请实施例提供的高压水射流破拆机器人的纵截面剖视图；

图5为图4中A处的局部放大图；

图6为图4中B处的局部放大图。

图中：100、底座；110、伸缩安装座；120、升降立柱；121、导轨；122、V型滚轮；123、关节减速机；124、偏摆电机；130、旋转支座；140、伸缩臂；141、基本臂；142、一级伸缩臂；143、二级伸缩臂；144、伸缩电机；145、伸缩减速机；146、第一齿轮；147、第二齿轮；148、第一齿条；149、第二齿条；150、高压水射流模组；160、升降气缸；170、俯仰电机；180、限位防撞块；190、环向驱动电机；191、滚轮架；192、第一滚轮；193、第二滚轮；194、第三滚轮；195、滚动腔；200、环向驱动齿轮。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的高压水射流破拆机器人的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本申请实施例提供一种高压水射流破拆机器人，其包括底座100、与底座100连接的伸缩安装座110、可升降的插设于伸缩安装座110顶部的升降立柱120、旋转支座130、可沿直线方向伸缩的连接于旋转支座130顶部的伸缩臂140及用于输送高压水射流的高压水射流模组150；

其中，升降立柱120的外壁两侧分别设有两条沿竖直方向延伸的导轨121，伸缩安装座110的内壁两侧分别连接有6个可旋转的V型滚轮122，每条导轨121的一侧分别滚动抵压有3个V型滚轮122；伸缩安装座110内设有用于驱动升降立柱120升降的升降气缸160；旋转支座130连接有用于驱动其相对于升降立柱120在水平面内转动的偏摆机构，偏摆机构包括输出端与升降立柱120连接的关节减速机123及与关节减速机123传动连接的偏摆电机124；伸缩臂140包括与旋转支座130连接的基本臂141、滑动插设于基本臂141一端的一级伸缩臂142、滑动插设于一级伸缩臂142内的二级伸缩臂143及伸缩臂驱动机构，伸缩臂驱动机构包括伸缩电机144、与伸缩电机144连接的伸缩减速机145及套设于伸缩减速机145的输出轴上的第一齿轮146和第二齿轮147，一级伸缩臂142和二级伸缩臂143分别设有与第一齿轮146和第二齿轮147啮合的第一齿条148和第二齿条149，基本臂141内壁和一级伸缩臂142内壁分别设有一对限位防撞块180，第一齿条148和第二齿条149的两端分别设有一对限位防撞块180，第一齿轮146的齿数大于第二齿轮147的齿数；高压水射流模组150连接于二级伸缩臂143远离基本臂141的一端，二级伸缩臂143远离基本臂141的一端连接有用于驱动高压水射流模组150在竖直平面内转动的俯仰驱动机构，俯仰驱动机构为输出轴与高压水射流模组150连接的俯仰电机170。底座100的底部设有两组分别用于与两条共圆心的环形轨道滚动连接的夹轨滚轮组及用于驱动两组夹轨滚轮沿对应的环形轨道滚动的环向运动驱动机构，每个夹轨滚轮组均包括与底座100连接的滚轮架191，滚轮架191铰接有用于滚动抵压对应环形轨道顶部的第一滚轮192、用于滚动抵压对应环形轨道底部的第二滚轮193及用于滚动抵压对应环形轨道侧壁的第三滚轮194，滚轮架191、第一滚轮192、第二滚轮193和第三滚轮194围合形成容纳环形轨道的滚动腔195，环向运动驱动机构包括与底座100连接的环向驱动电机190及套设于环向驱动电机190输出轴上的环向驱动齿轮200，环向驱动电机190的输出轴竖直布置。高压水射流模组150为本领域公知常用装置，因此不再赘述其结构。

本实施例提供的高压水射流破拆机器人使用时，将底座100的底部设有的两组夹轨滚轮组分别与预设的两条共圆心的环形轨道滚动连接，随后将底座100连接的环向运动驱动机构中环向驱动齿轮200与预设固定的内齿轮啮合，该内齿轮与两条环形轨道共圆心布置，就可控制环向驱动电机190启动驱动环向驱动齿轮200旋转，从而通过与环向驱动齿轮200啮合的内齿轮的反作用力推动环向运动驱动机构沿内齿轮移动，并带动底座100底部设有的两组夹轨滚轮组分别沿两条共圆心的环形轨道滚动，底座100底部连接的两组夹轨滚轮组分别具有用于滚动抵压对应环形轨道顶部的第一滚轮192、用于滚动抵压对应环形轨道底部的第二滚轮193及用于滚动抵压对应环形轨道侧壁的第三滚轮194，并配合与第三滚轮194相对布置的对应滚轮架191，从而在上、下及两个侧面四个方向将底座100滚动连接于对应的环形轨道，从而使底座100稳定可靠且低振动的沿环形轨道移动，有效的减小底座100相对于环形轨道产生的晃动且不限制其沿环形轨道运动；当底座100移动至预设位置时，控制升降气缸160的气缸杆伸出推动升降立柱120升降调节顶部旋转支座130、伸缩臂140及高压水射流模组150的高度，此时升降立柱120相对于伸缩安装座110升降移动，通过升降立柱120外壁设有的导轨121与伸缩安装座110内壁连接的可旋转的V型滚轮122滚动配合，能够保证升降立柱120稳定的升降，减小升降立柱120和伸缩安装座110之间的间隙以便于进行限位，从而避免高压水射流模组150喷射高压水射流时的反作用造成升降立柱120不稳和产生晃动；升降立柱120升降至预设位置后，控制偏摆电机124驱动关节减速机123旋转，从而带动升降立柱120相对于旋转支座130在水平面内转动至预设角度，即可控制伸缩臂140伸缩，利用伸缩电机144的输出轴同时带动第一齿轮146和第二齿轮147旋转，进而带动第一齿条148和第二齿条149和直线方向移动，使一级伸缩臂142和二级伸缩臂143分别相对于基本臂141和一级伸缩臂142移动实现伸缩功能，并利用第一齿条148和第二齿条149的两端分别设有的一对限位防撞块180限定一级伸缩臂142和二级伸缩臂143的伸缩距离，使二级伸缩臂143连接的高压水射流模组150移动至预设位置，就可以使用高压水射流模组150提供的高压水射流对混凝土结构进行切割拆除处理作业。

其中，第一齿轮146的齿数大于第二齿轮147的齿数，使得伸缩电机144的输出轴同时带动第一齿轮146和第二齿轮147旋转时驱动第一齿条148移动位置大于第二齿条149移动的位移，使二级伸缩臂143伸出量小于一级伸缩臂142。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。