CN104985421A - 连接件拆解机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连接件拆解机器人，它包括行走底盘、升降机构、伸缩臂机构、冲体，升降机构上下分别与伸缩臂机构、行走底盘连接，冲体安装在伸缩臂机构上；行走底盘上固装有左右对称的四个支腿机构；升降机构包括大臂外臂、大臂内臂、大臂油缸；伸缩臂机构包括伸缩臂外臂、伸缩臂內臂、伸缩臂油缸；缩臂外臂与大臂内臂连接，伸缩臂內臂设置在伸缩臂外臂的内部并可左右移动，伸缩臂油缸的缸端铰接在伸缩臂外臂上，杆端铰接在伸缩臂内臂上；冲体连接在伸缩臂内臂的外端上。本发明连接件拆解机器人能够通过升降机构、旋转机构和伸缩臂机构灵活调节连接件与机器人执行机构的相对位置，对连接件进行拆解，提高了工作效率。

Description

连接件拆解机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其是涉及用于拆解连接件的机器人。

背景技术

在各种设备中需要转动或拆卸的部位广泛地应用各种连接件，如销轴类零件、螺栓类零件等。设备在一开始较新的情况下，销轴类零件、螺栓类零件可以方便地进行拆解，但是随着使用时间的推移，会出现以下几种情况：1、连接件相连的零部件之间有可能产生相对的移动；2、工作中的粉尘会进入到连接孔与连接件之间的缝隙；3、环境中的水汽会使连接件与其连接的部件发生锈蚀；4、连接件本身可能产生变形；这几种情况都会使连接件不易拆解下来，从而阻碍连接件的更换或者其连接部件的更换。

目前传统的连接件拆解方法是由工人抡大锤击打连接件对其进行破坏，这样不但工人的劳动强度大，而且效率低下，还有可能发生安全事故。还有一种方法是使用冲孔装置，冲孔装置虽然能够一定程度上减轻工人的劳动强度，但其一般被悬吊在吊臂或单轨上使用，这种设备机体和液压站分离，不能够灵活移动，操控和使用起来很不方便。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种连接件拆解机器人，它能方便地拆解各种设备中的连接件，降低工人的劳动强度、提高劳动安全性，以及提高工作效率。本发明也适用于其它不易对连接件进行拆解的场合。

本发明连接件拆解机器人，它包括行走底盘、升降机构、伸缩臂机构、冲体，升降机构上下分别与伸缩臂机构、行走底盘连接，冲体安装在伸缩臂机构上；所述的行走底盘上固装有左右对称的四个支腿机构，用于工作时支起机体或者固定机体；升降机构包括大臂外臂、大臂内臂、大臂油缸；大臂外臂固定在行走底盘上部，大臂内臂设置在大臂外臂的内部并可上下移动，大臂油缸设置在大臂的内部，其缸端与大臂外臂铰接，杆端与大臂内臂铰接；伸缩臂机构包括伸缩臂外臂、伸缩臂內臂、伸缩臂油缸；缩臂外臂与大臂内臂连接，伸缩臂內臂设置在伸缩臂外臂的内部并可左右移动，伸缩臂油缸的缸端铰接在伸缩臂外臂上，杆端铰接在伸缩臂内臂上；冲体连接在伸缩臂内臂的外端上。

本发明一种连接件拆解机器人，与传统的连接件拆除设备相比，能够通过行走底盘实现远程遥控操作其行走，同时通过升降机构、旋转机构和伸缩臂机构灵活调节连接件与机器人执行机构的相对位置，再通过冲体对连接件进行拆解，从而降低了工人劳动强度，保证了劳动安全性，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明连接件拆解机器人的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明机器人中旋转结构和升降机构的剖视图；

图4为本发明支腿机构收缩时的示意图；

图5为图4的左视图；

图6为本发明支腿机构伸出时的示意图；

图7为本发明冲体的外形图。

图8为沿图7中A-A线的剖视图。

具体实施方式

从图1、图2、图3可知，本发明螺栓拆除用机器人装置，它包括行走底盘1、升降机构、伸缩臂机构、冲体11，升降机构上下分别与伸缩臂机构、行走底盘1连接，冲体11安装在伸缩臂机构上；所述的行走底盘1上固装有左右对称的四个支腿机构，用于工作时支起机体或者固定机体。

其中，升降机构包括大臂外臂2、大臂内臂3、大臂油缸4；大臂外臂2固定在行走底盘1上部，大臂内臂3设置在大臂外臂2的内部并可上下移动，大臂油缸4设置在大臂的内部，其缸端与大臂外臂2铰接，杆端与大臂内臂3铰接；伸缩臂机构包括伸缩臂外臂8、伸缩臂內臂9、伸缩臂油缸10；缩臂外臂8与大臂内臂3连接，伸缩臂內臂9设置在伸缩臂外臂8的内部并可左右移动，伸缩臂油缸10的缸端铰接在伸缩臂外臂8上，杆端铰接在伸缩臂内臂9上；冲体11连接在伸缩臂内臂9的外端上。

作为本发明的一种改进方式，本发明机器人还包括设置在升降机构和伸缩臂机构之间的旋转机构，旋转机构包括旋转下部件5、旋转上部件6、轴承12；旋转下部件5通过螺栓安装在大臂内臂3上端，旋转上部件6通过螺栓安装在伸缩臂外臂8下端，其下部的轴端伸入旋转下部件5的内孔且两者径向存在间隙，轴承12的内外径分别与旋转上部件6下部的轴、旋转下部件5上端的台阶孔相配合；所述的轴承12为平面推力轴承。本发明通过旋转机构可实现伸缩臂机构的360°旋转，从而更方便地拆卸处于不同位置的连接件，进一步提高了工作效率。

为了保证旋转机构在拆卸连接件时不旋转，作为本发明的优选方式，本发明机器人的旋转机构还包括有销轴13，销轴13从旋转下部件5和旋转上部件6相对应的孔中穿过后通过开口销锁紧。

为了保证工作时机器人整体的平衡性，伸缩臂机构还包括配重块7，配重块7设置在伸缩臂外臂8上远离伸缩臂內臂9的一端。配重块7的重量要满足伸缩臂内臂9伸出到最远时机器人整体的稳定性。

本发明机器人中的升降机构、伸缩臂机构和旋转机构使伸缩臂可实现上下运动、360°旋转以及在具体某方向的伸缩，从而使机器人的工作空间很大，可以拆卸远近高低各个位置的连接件，它能在更换连接件的工作中，降低工人的劳动强度、提高劳动安全性，以及提高工作效率。

作为本发明的一种改进方式，本发明中的支腿机构包括支腿座16、支腿销一19、支腿14、连杆15、支腿销二17、支腿销三18；支腿座16固定在行走底盘1上，支腿14的上方、中部分别通过支腿销一19、支腿销二17连接在支腿座16上，下方装有支腿销三18；连杆15连接在支腿座16上；支腿14的底部有通孔，可以在特殊情况下将支腿14与地面的铆钉固定，使整个机器人工作时更加稳定。当支腿14收缩时，连杆15的上下端分别通过支腿销一19、支腿销二17与支腿座16连接；当支腿14伸出时，连杆15的一端通过支腿销二17连接在支腿座16的下方，另一端通过支腿销三18连接在支腿14的中部。

当不需要使用支腿时，支腿14处于收缩状态，如图4、图5所示，当需要使用支腿机构时，将支腿销一19、支腿销二17打开，使连杆15的上端从支腿销一19中拿出，以及使支腿14的中部从支腿销二17中拿出，最后通过支腿销三18将支腿14和连杆15连接，如图6所示。

从图7、图8可知，冲体11包括外部壳体、设置在外部壳体内的液压冲击器，其中，外部壳体包括壳体39、上中下手柄20、21、22及吊环28，液压冲击器包括缸体26、活塞25、换向阀30、蓄能器27、钎杆座24、钎杆套23、钎杆40、后盖31，它还包括设置在液压冲击器尾部与壳体39之间的橡胶空气弹簧，橡胶空气弹簧包括下端封板37、连结法兰35、气囊36、上端封板34、充气阀32和螺钉33，冲体11通过吊环28连接在伸缩臂内臂9的外端上。

其中，液压冲击器优选为纯液压式冲击器。液气联合式和氮爆式工作原理的液压冲击器存在轴推力，工作时，需在钎杆的轴向施加比较大的轴向推力，以克服后部氮气室内的氮气压力对活塞施加的轴推力；而纯液压冲击器的工作原理采用纯液压式工作原理，工作时，人工就可以推动冲击器顶在螺栓的端部进行冲击作业，而不需要借助其它机械的力量。

橡胶空气弹簧的的具体结构如下：下端封板37与后盖31相接触，上端封板34与壳体39上部的内端面相接触，并通过螺钉与壳体39连接，上下连接法兰35分别与上下端封板34、37通过螺钉33连接，并将气囊36的上下面分别紧压在上端封板34的下表面和下端封板37的上表面上，充气阀32设置在上端封板34上的螺纹孔内，其出气口位于气囊36内。橡胶空气弹簧内充有空气，既起到隔振的作用，又吸收了液压冲击器在工作中产生的后座力。

作为本发明的一种改进方式，本发明液压式螺栓冲还包括设置在壳体39与液压冲击器之间的减振装置，减振装置包括一个下减振垫41、套管29、三个侧减振垫38；下减振垫41为“凹”形，内外端面分别与钎杆座24的下端面、壳体39下部的内端面相接触，内外侧面分别与钎杆座24的外表面、壳体39的内表面相接触，三个侧减振垫38分别设置在缸体26与壳体39之间形成的空腔的左右后部，并均与两者相接触，套管29通过螺栓固定在外壳39上，并与缸体26的前面相接触。其中，下减振垫41、套管29和侧减振垫38的材料优选为聚胺脂橡胶，隔振性能良好。隔振装置的作用是隔开液压冲击器与外壳39的直接接触，避免了液压冲击器与壳体焊接件的刚性接触，使工人在握持外壳上的上中下手柄20、21、22工作时，不受液压冲击器振动的影响。

本发明中冲体结构的优点是：一、通过在液压冲击器与壳体焊接件之间设置了橡胶空气弹簧与隔振装置，在上下左右前后六个方位上对液压冲击器进行了限位，固定在壳体内；二、橡胶空气弹簧既起到隔振的作用，又吸收了液压冲击器在工作中产生的后座力；三、隔振装置的作用是隔开液压冲击器与外壳的直接接触，避免了液压冲击器与壳体焊接件的刚性接触，使工人在握持外壳上的上中下手工作时，不受液压冲击器振动的影响。

具体工作时，操作人员遥控控制机器人行驶到适当位置，调节升降机构、旋转机构和伸缩臂机构，通过吊环28使冲体11吊起到合适的位置，三名操作工人分别握持手柄20、21、22，将螺栓冲上的钎杆40顶压在需拆卸的螺栓端面，启动液压冲击器，活塞25往复运动打击钎杆40，钎杆40冲击螺栓使螺栓被拆除，拆掉第一根螺栓后，重复进行上面的步骤进行下一根螺栓的拆除。

本发明机器人的优点是：一、机器人行走路程远、活动范围大，可以围绕着需要拆解的连接件和工件进行的，特别是对大型的拆解件特方便；二、悬臂伸缩结构的伸缩范围大，加之升降机构、旋转机构，使得本发明的工作范围广阔；三、升降机构和伸缩机构均使用油缸，安全且稳定；四、冲体吸收了拆卸过程中的后座力，工人在握持外壳上的上中下手工作时，不受液压冲击器振动的影响。即本发明的机器人能够通过行走底盘实现远程遥控操作其行走，同时通过升降机构、旋转机构和伸缩机构灵活调节连接件与本机器人执行机构的相对位置，再通过冲体对连接件进行拆解，从而降低了工人劳动强度，保证了劳动安全性，提高了工作效率。

本发明能够对连接件进行高效的拆解，替代了传统的人工抡大锤拆卸方法，降低了劳动强度，提高了工作效率和安全性；同时本发明的机器人采用电机作为动力源，绿色环保，工作臂能够升降、伸缩和旋转，操作方便，特别适用于各种连接件的拆解，大大降低工作成本。本发明也适用于其它通过人工对连接件不易进行拆解的场合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 连接件拆解机器人，其特征是：它包括行走底盘（1）、升降机构、伸缩臂机构、冲体（11），升降机构上下分别与伸缩臂机构、行走底盘（1）连接，冲体（11）安装在伸缩臂机构上；所述的行走底盘（1）上固装有前后左右对称的四个支腿机构，用于工作时支起机体或者固定机体；升降机构包括大臂外臂（2）、大臂内臂（3）、大臂油缸（4）；大臂外臂（2）固定在行走底盘（1）上部，大臂内臂（3）设置在大臂外臂（2）的内部并可上下移动，大臂油缸（4）设置在大臂的内部，其缸端与大臂外臂（2）铰接，杆端与大臂内臂（3）铰接；伸缩臂机构包括伸缩臂外臂（8）、伸缩臂內臂（9）、伸缩臂油缸（10）；缩臂外臂（8）与大臂内臂（3）连接，伸缩臂內臂（9）设置在伸缩臂外臂（8）的内部并可左右移动，伸缩臂油缸（10）的缸端铰接在伸缩臂外臂（8）上，杆端铰接在伸缩臂内臂（9）上；冲体（11）连接在伸缩臂内臂（9）的外端上。

2. 根据权利要求1所述的机器人，其特征是：机器人还包括设置在升降机构和伸缩臂机构之间的旋转机构，旋转机构包括旋转下部件（5）、旋转上部件（6）、轴承（12）；旋转下部件（5）通过螺栓安装在大臂内臂（3）上端，旋转上部件（6）通过螺栓安装在伸缩臂外臂（8）下端，其下部的轴端伸入旋转下部件（5）的内孔且两者径向存在间隙，轴承（12）的内外径分别与旋转上部件（6）下部的轴、旋转下部件（5）上端的台阶孔相配合；所述的轴承（12）为平面推力轴承。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征是：所述的旋转机构还包括有销轴（13），销轴（13）从旋转下部件（5）和旋转上部件（6）相对应的孔中穿过后通过开口销锁紧。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征是：所述的伸缩臂机构还包括配重块（7），配重块（7）设置在伸缩臂外臂（8）上远离伸缩臂內臂（9）的一端。

5.根据权利要求1所述的机器人，其特征是：所述的支腿机构包括支腿座（16）、支腿销一（19）、支腿（14）、连杆（15）、支腿销二（17）、支腿销三（18）；支腿座（16）固定在行走底盘（1）上，支腿（14）的上方、中部分别通过支腿销一（19）、支腿销二（17）连接在支腿座（16）上，下方装有支腿销三（18）；连杆（15）连接在支腿座（16）上；支腿（14）的底部有通孔，可以通过铆钉与地面固定。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征是：当支腿（14）收缩时，连杆（15）的上下端分别通过支腿销一（19）、支腿销二（17）与支腿座（16）连接；当支腿（14）伸出时，连杆（15）的一端通过支腿销二（17）连接在支腿座（16）的下方，另一端通过支腿销三（18）连接在支腿（14）的中部。

7.根据权利要求1所述的机器人，其特征是：所述的冲体（11）包括外部壳体、设置在外部壳体内的液压冲击器，其中，外部壳体包括壳体（39）、上中下手柄（20、21、22）及吊环（28），液压冲击器包括缸体（26）、活塞（25）、换向阀（30）、蓄能器（27）、钎杆座（24）、钎杆套（23）、钎杆（40）、后盖（31），其特征是：它还包括设置在液压冲击器尾部与壳体（39）之间的橡胶空气弹簧，橡胶空气弹簧包括下端封板（37）、连结法兰（35）、气囊（36）、上端封板（34）、充气阀（32）和螺钉（33）；冲体（11）通过吊环（28）连接在伸缩臂内臂（9）的外端上。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征是：橡胶空气弹簧的下端封板（37）与后盖（31）相接触，上端封板（34）与壳体（39）上部的内端面相接触，并通过螺钉与壳体（39）连接，上下连接法兰（35）分别与上下端封板（34、37）通过螺钉（33）连接，并将气囊（36）的上下面分别紧压在上端封板（34）的下表面和下端封板（37）的上表面上，充气阀（32）设置在上端封板（34）上的螺纹孔内，其出气口位于气囊（36）内。

9.根据权利要求7或8所述的机器人，其特征是：液压式螺栓冲还包括设置在壳体（39）与液压冲击器之间的减振装置，减振装置包括一个下减振垫（41）、套管（29）、三个侧减振垫（38）；下减振垫（41）为“凹”形，内外端面分别与钎杆座（24）的下端面、壳体（39）下部的内端面相接触，内外侧面分别与钎杆座（24）的外表面、壳体（39）的内表面相接触，三个侧减振垫（38）分别设置在缸体（26）与壳体（39）之间形成的空腔的左右后部，并均与两者相接触，套管（29）通过螺栓固定在外壳（39）上，并与缸体（26）的前面相接触。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征是：液压冲击器优选为纯液压式冲击器；下减振垫（41）、套管（29）和侧减振垫（38）的材料均为聚胺脂橡胶。