CN107824868A - 一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，包括机械臂和通过所述机械臂带动在空间内移动的工作装置；所述机械臂包括机座、绕竖直方向单自由度转动连接于所述机座的内臂、绕竖直方向单自由度转动连接于所述内臂的外臂、用于驱动所述外臂相对于内臂转动的第一驱动装置以及用于驱动所述内臂相对于机座转动的第二驱动装置；所述外臂包括第一外臂和第二外臂，所述第一外臂活动插设在第二外臂的外端头内，在第二外臂的外端头上设有驱动电机，所述驱动电机的转轴上连接有蜗杆，所述蜗杆对应的第一外臂上设有涡齿，所述蜗杆和涡齿啮合连接；所述机座的底部设有液压升降台。

Description

一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统

技术领域

本发明涉及管道切割技术领域，具体涉及一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统。

背景技术

市政建设中，经常需要对城市管道进行切割，由于管道的设置方向各有不同，设置的高低也不相同，因此急需要一种可以适应不同切割高度及不同切割角度的切割设备。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术不足，目的在于提供一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，解决现有切割设备不能适应不同切割高度及不同切割角度的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，包括机械臂和通过所述机械臂带动在空间内移动的工作装置；所述机械臂包括机座、绕竖直方向单自由度转动连接于所述机座的内臂、绕竖直方向单自由度转动连接于所述内臂的外臂、用于驱动所述外臂相对于内臂转动的第一驱动装置以及用于驱动所述内臂相对于机座转动的第二驱动装置；

所述外臂包括第一外臂和第二外臂，所述第一外臂活动插设在第二外臂的外端头内，在第二外臂的外端头上设有驱动电机，所述驱动电机的转轴上连接有蜗杆，所述蜗杆对应的第一外臂上设有涡齿，所述蜗杆和涡齿啮合连接；所述机座的底部设有液压升降台。

进一步的，所述工作装置为切割机；所述第一驱动装置的机体固定于所述内臂，第一驱动装置的输出轴传动连接于所述外臂并驱动外臂转动。

进一步的，所述内臂靠近其外端沿竖直方向设置有销轴；所述外臂靠近其内端设有与所述销轴对应的销孔；所述销孔内设有轴承并通过该轴承与销轴转动配合。

进一步的，所述外臂内端形成叉形结构，并通过叉形结构卡于内臂的上下表面。

进一步的，所述机座沿竖直方向设有立柱；所述内臂的内端设有用于与所述立柱转动配合的通孔；所述第二驱动装置的机体固定于所述机座，第二驱动装置的输出轴传动连接于所述内臂并驱动所述内臂相对于机座绕立柱转动。

进一步的，所述通孔与立柱之间通过至少两个对置的圆锥滚子轴承进行转动配合。

进一步的，所述机械臂还包括设置于所述外臂外端用于带动工作装置沿竖直方向进行升降的升降座和用于驱动升降座进行升降的升降驱动装置。

进一步的，所述升降座沿竖直方向设有与外臂外端滑动配合的滑轨；所述升降座与外臂之间通过由升降驱动装置驱动的丝杆螺母机构实现升降。

进一步的，所述工作装置为切割机，切割机包括固定于所述升降座的支架、固定于所述支架的切割驱动装置以及传动连接于所述切割驱动装置输出轴的切割刀具。

进一步的，所述液压升降台的底面上设有滑轮。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，通过在外臂上设有第一外臂和第二外臂，第一外臂活动插设在第二外臂的外端头内，在第二外臂的外端头上设有驱动电机，驱动电机的转轴上连接有蜗杆，蜗杆对应的第一外臂上设有涡齿，蜗杆和涡齿啮合连接；通过驱动电机的转轴上连接有蜗杆带动涡齿转动，涡齿又与第一外臂一体接头可以同步转动，从而当需要实现切割刀具不同的切割角度时，只需控制驱动电机转动，并且涡轮和蜗杆的配合转动结构具有自锁性，从而提高了外臂的机械性能；

另外，通过在机座的底部设有液压升降台，当需要对不同高度的管道进行切割时，可以通过控制液压升降台实现。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统的立体结构示意图；

图2为本发明一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统的内部结构示意图；

附图中标记及对应的零部件名称：

1-切割刀具，2-切割驱动装置，3-丝杆，4-升降驱动装置，5-螺母，6-外臂，7-第一驱动装置，8-销轴，9-内臂，10-第二驱动装置，11-立柱，12-机座，13-第一外臂，14-第二外臂，15-驱动电机，16-转轴，17-蜗杆，18-涡齿，19-压升降台，20-滑轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

图1-2为本发明一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统的结构示意图，如图所示，本实施例中具有升降功能实现多角度切割的切割系统，包括机械臂和通过机械臂带动在空间内移动的工作装置；机械臂包括机座、绕竖直方向单自由度可转动连接与机座的內臂9以及绕竖直方向单自由度转动连接于所述内臂9的外臂，本实施例的具有升降功能实现多角度切割的切割系统，机械臂的机座与内臂9之间，内臂9与外臂6之间均绕竖直方向可转动配合，因此，内臂9和外臂6的重力产生的弯矩作用将完全分别由机座和内臂9所承担，而不会传递至第一驱动装置7或第二驱动装置10(通常为减速电机)上，第一驱动装置7或第二驱动装置10的转轴仅仅为外臂6相对于内臂9以及内臂9相对于机座的摆动提供转矩，工作装置可为切割机、打磨机或搬运机械手并设置在外臂上，通过机械臂驱动其在水平方向平移至作业位置，因此，本具有升降功能实现多角度切割的切割系统可以采用长度和自重较大的机械臂，避免机械臂的重力产生的弯矩对驱动装置(通常为减速机)造成破坏，从而大幅度提高具有升降功能实现多角度切割的切割系统的作业范围。

所述外臂6包括第一外臂13和第二外臂14，所述第一外臂13活动插设在第二外臂14的外端头内，在第二外臂14的外端头上设有驱动电机15，所述驱动电机15的转轴16上连接有蜗杆17，所述蜗杆17对应的第一外臂13上设有涡齿18，所述蜗杆17和涡齿18啮合连接；从而当需要实现切割刀具不同的切割角度时，只需控制驱动电机转动，并且涡轮和蜗杆的配合转动结构具有自锁性，从而提高了外臂的机械性能；所述机座12的底部设有液压升降台19。当需要对不同高度的管道进行切割时，可以通过控制液压升降台实现。

本实施例中，内臂9靠近其外端沿竖直方向设置有销轴8；外臂6靠近其内端设有与销轴8配合的销孔；销孔内设有轴承并通过该轴承与销轴8转动配合，外臂6的自重通过轴承传递至销轴8，再通过销轴8传递至内臂9，销轴8的尺寸可根据外臂6的自重而定，这种连接方式一方面能够减小外臂6与内臂9相对转动产生的阻力，另一方面提高了外臂6与内臂9连接处的强度。

本实施例中，第一驱动装置7的机体固定于内臂9，其输出轴与销轴8同轴设置；同时，第一驱动装置7的输出轴传动连接于外臂6并驱动外臂6转动，摆动驱动装置7为减速电机，减速电机的输出轴上固定一连接盘；连接盘上开设安装孔，利用螺栓将连接盘与外臂6固定，使摆动驱动电机输出的动力能够传递至外臂6上。

本实施例中，外臂6内端形成叉形结构，并通过叉形结构卡于内臂9的上下表面，叉形结构包括上下两个叉体，销孔设置在叉体上，内臂9可插入上下叉体之间，再将销轴8穿入销孔中，这种结构能够有效减小销轴8受到的载荷，进一步提高内臂9与外臂6连接处的强度。

本实施例中；机座沿竖直方向设有立柱11；内臂9的内端设有用于与立柱11转动配合的通孔；第二驱动装置10用于驱动内臂9相对于机座绕立柱11转动，机座可固定于地面，立柱11通过圆锥滚子轴承与通孔配合，使内臂9可绕立柱11转动，立柱11外圆和通孔内圆上设有对圆锥滚子轴承进行轴向限位的定位轴肩，使通孔与立柱11之间保持相对固定，内臂9和外臂6共同产生的扭矩作用在立柱11上，通孔与立柱11之间通过圆锥滚子轴承以轴向固定的方式进行转动配合，圆锥滚子轴承能够承载内臂9竖直向下的作用力，旋转驱动装置10也为一减速电机，其机体通过一固定架同轴设置在立柱11上方，旋转驱动装置10的输出轴上固定一连接盘，连接盘下端与内臂9内端相互固定。

所述机械臂还包括设置于外臂6外端用于带动切割机沿竖直方向进行升降的升降座和用于驱动升降座进行升降的升降驱动装置4，升降驱动装置4也采用减速电机，通过螺旋传动机构将减速电机的转动转换为升降座的升降运动。

本实施例中，升降座沿竖直方向设有与外臂6外端滑动配合的滑轨；外臂6外端设有与滑轨配合的滑槽，使升降座与外臂6外端沿竖直方向往复滑动配合，升降座与外臂6之间通过由升降驱动装置4驱动的丝杆3及螺母5配合的机构实现升降，升降座沿竖直方向设有丝杆3，外臂6外端设有与丝杆3配合的螺母5，通过升降动力装置驱动丝杆3旋转可以带动整个升降座相对于外臂6上升或下降，其中，升降驱动装置沿水平方式设置在升降座上，升降驱动装置4的输出轴可通过一锥齿轮副或蜗轮蜗杆机构(蜗轮固定于丝杆，蜗杆固定于减速电机输出轴)将动力从升降驱动装置4传递至丝杆3。

本实施例中，切割机包括固定于升降座的支架、固定于支架的切割驱动装置2以及传动连接于切割驱动装置2输出轴的切割刀具1。压升降台19的底面上设有滑轮20。整体切割设备可以通过滑轮20移动。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，其特征在于：包括机械臂和通过所述机械臂带动在空间内移动的工作装置；所述机械臂包括机座(12)、绕竖直方向单自由度转动连接于所述机座的内臂(9)、绕竖直方向单自由度转动连接于所述内臂的外臂(6)、用于驱动所述外臂(6)相对于内臂(9)转动的第一驱动装置(7)以及用于驱动所述内臂(9)相对于机座(12)转动的第二驱动装置(10)；

所述外臂(6)包括第一外臂(13)和第二外臂(14)，所述第一外臂(13)活动插设在第二外臂(14)的外端头内，在第二外臂(14)的外端头上设有驱动电机(15)，所述驱动电机(15)的转轴(16)上连接有蜗杆(17)，所述蜗杆(17)对应的第一外臂(13)上设有涡齿(18)，所述蜗杆(17)和涡齿(18)啮合连接；所述机座(12)的底部设有液压升降台(19)。

2.根据权利要求1所述的一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，其特征在于：所述工作装置为切割机；所述第一驱动装置(7)的机体固定于所述内臂(9)，第一驱动装置(7)的输出轴传动连接于所述外臂(6)并驱动外臂(6)转动。

3.根据权利要求1所述的一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，其特征在于：所述内臂(9)靠近其外端沿竖直方向设置有销轴(8)；所述外臂(6)靠近其内端设有与所述销轴(8)对应的销孔；所述销孔内设有轴承并通过该轴承与销轴(8)转动配合。

4.根据权利要求3所述的一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，其特征在于：所述外臂(6)内端形成叉形结构，并通过叉形结构卡于内臂(9)的上下表面。

5.根据权利要求4所述的一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，其特征在于：所述机座(12)沿竖直方向设有立柱(11)；所述内臂(9)的内端设有用于与所述立柱(11)转动配合的通孔；所述第二驱动装置(10)的机体固定于所述机座(12)，第二驱动装置(10)的输出轴传动连接于所述内臂(9)并驱动所述内臂(9)相对于机座(12)绕立柱转动。

6.根据权利要求5所述的一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，其特征在于：所述通孔与立柱(11)之间通过至少两个对置的圆锥滚子轴承进行转动配合。

7.根据权利要求6所述的一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，其特征在于：所述机械臂还包括设置于所述外臂(6)外端用于带动工作装置沿竖直方向进行升降的升降座和用于驱动升降座进行升降的升降驱动装置(4)。

8.根据权利要求7所述的一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，其特征在于：所述升降座沿竖直方向设有与外臂(6)外端滑动配合的滑轨；所述升降座与外臂(6)之间通过由升降驱动装置(4)驱动的丝杆(3)及螺母(5)配合的机构实现升降。

9.根据权利要求8所述的一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，其特征在于：所述工作装置为切割机，切割机包括固定于所述升降座的支架、固定于所述支架的切割驱动装置(2)以及传动连接于所述切割驱动装置输出轴的切割刀具(1)。

10.根据权利要求1所述的一种具有升降功能实现多角度切割的切割系统，其特征在于：所述液压升降台(19)的底面上设有滑轮(20)。