CN108082312B - 一种挖掘机器人用行走机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于挖掘装置领域，具体公开了一种挖掘机器人用行走机构，包括第一行走单元、第二行走单元以及底板，第一行走单元设有两个，且分别位于底板两侧，第一行走单元包括与底板转动连接的驱动轮、支撑轮以及用于驱动驱动轮的第一发动机，还包括将包裹在驱动轮、支撑轮外的履带；第二行走单元包括牵引车、转动连接在牵引车底部的车轮、固定在牵引车上的液压缸以及用于驱动车轮的第二发动机，液压缸内设有活塞杆，底板上设有用于和活塞杆连接的连接槽，牵引车上设有用于驱动液压缸的限位开关，牵引车的高度小于底板距地面的高度，牵引车的宽度小于两履带的间距。采用本发明的方案，挖掘机器人可以适用于各种地面的行走，且结构简单，方便使用。

Description

一种挖掘机器人用行走机构

技术领域

本发明属于挖掘装置领域，具体公开了一种挖掘机器人用行走机构。

背景技术

石材作为一种高档建筑装饰材料广泛应用于室内外装饰设计、幕墙装饰和公共设施建设。目前市场上常见的石材主要分为天然石和人造石，人造石通常是经过天然石切割成所需的形状尺寸再进行后续加工所得，对于大批量的天然石开采以及切割，通常利用挖掘机器人来完成。

常见的挖掘机器人结构包括：动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动机构、行走机构和辅助设施。行走机构是挖掘机器人的重要执行部件，行走机构按照其结构分为车轮式和履带式，车轮式行走机构具有移动平稳、能耗小，以及容易控制移动速度和方向等优点，但这些优点只有在平坦的地面上才能发挥出来；履带式行走机构可以适应凹凸不平的地面，也可以跨越障碍物、爬较低的台阶等。而挖掘机器人由于主要工作地点为山地、矿地等石材较多的地方，地面通常会有碎石等障碍物，因此常见的挖掘机器人用行走机构通常都是履带式行走机构。

但使用履带式行走机构存在如下缺陷：挖掘机器人虽然主要工作地点为山地，但其在从工厂或车间到达山地等工作地点的路上，通常都是平坦的沥青路面，此时，履带式行走机构相比车轮式行走机构能耗大，且对地面损伤极大，对履带也会造成劳损，减少履带的使用寿命；同时，履带由于体积比车轮大很多，因此不够灵活，在长距离的平地行走时，时速较慢，浪费时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挖掘机器人用行走机构，以满足挖掘机器人的行走机构在平地和山地都适用的要求。

为达到上述目的，本发明的基础方案为：一种挖掘机器人用行走机构，包括第一行走单元、第二行走单元以及连接在挖掘机器人本体上的底板，第一行走单元设有两个，且分别位于底板两侧，第一行走单元包括与底板转动连接的驱动轮、支撑轮以及用于驱动驱动轮的第一发动机，还包括包裹在驱动轮、支撑轮外的履带；第二行走单元包括牵引车、转动连接在牵引车底部的车轮、固定在牵引车上的液压缸以及用于驱动车轮的第二发动机，液压缸内设有活塞杆，底板上设有用于和活塞杆连接的连接槽，牵引车上设有用于驱动液压缸的限位开关，牵引车的高度小于底板距地面的高度，牵引车的宽度小于两履带的间距。

本基础方案的工作原理在于：平地行走时，第二发动机驱动牵引车运动，牵引车移动至底板下方，牵引车进入底板和履带之间，打开限位开关，控制活塞杆向上运动，活塞杆插入连接槽，将底板顶起，履带脱离地面，关闭限位开关，利用牵引车底部的车轮行走。到达山地或凹凸不平的地面，打开限位开关，控制活塞杆向下运动，活塞杆和连接槽脱离，底板向下运动，履带着地，第一发动机控制履带行走，牵引车被留在原地。

本基础方案的有益效果在于：

1、在平地行走时，牵引车相比履带，行走平稳且能耗小，而且行走也比较灵活，可以较快的带动挖掘机器人行走到工作地点；挖掘机器人的工作地点多为山地，具有较多的碎石等障碍物，当挖掘机器人到达工作地点后，相比牵引车，履带则可以适应凹凸不平的地面行走，跨越各种障碍物，带动挖掘机器人工作。

2、第一行走单元和第二行走单元作为一个可拆卸连接的整体，可以适用于不同的地面行走，而且利用液压缸活塞杆的向上运动实现将底板顶起，使履带脱离地面，活塞杆向下运动实现拆卸，安装方便，容易拆卸。

进一步，所述活塞杆远离牵引车的端部连接有支撑板，支撑板上设有多个楔块，连接槽内设有与楔块配合的楔形凹槽。一方面，楔形凹槽和楔块的连接增加活塞杆和连接槽的接触面积，连接更紧密，行走过程中更平稳；另一方面，楔形凹槽对楔块具有导向作用，可以引导支撑板较快的和连接槽连接。

进一步，所述连接槽内设有电磁铁，电磁铁连接有第一导线，第一导线上连接有第一电极片，第一电极片固定在连接槽侧面，支撑板内设有电源，电源上连接有第二导线，第二导线上连接有第二电极片，第二电极片固定在支撑板侧面。支撑板和连接槽连接后，第一电极片和第二电极片接触，电路连通，电磁铁通电产生磁场，吸引楔块，依靠磁力吸引可以保证在行走过程中，底板不会相对活塞杆晃动。

进一步，所述驱动轮和支撑轮均为齿轮，履带为齿孔式履带，齿孔式履带和齿轮、支撑轮均内啮合。通过啮合传动，履带在行走过程中不易打滑。

进一步，所述底板上还固定有与齿孔式履带内啮合的张紧轮，张紧轮和底板之间连接有调节螺栓，可以通过调节张紧轮的位置来调整齿孔式履带的张紧程度，方便齿孔式履带的拆卸和安装。

进一步，所述履带为橡胶履带。橡胶耐磨性较好，在山地行走不易被磨坏，而且橡胶具有较好的柔性，在有碎石的情况下，可以发生变形，不会被折坏。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图2为图1中第一行走单元的侧视图；

图3为图1中连接槽和支撑板的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：底板1、履带2、前张紧轮21、齿轮22、支撑轮23、后张紧轮24、主梁25、牵引车3、车轮4、液压缸5、活塞杆6、连接槽7、支撑板8。

如图1所示，一种挖掘机器人用行走机构，包括焊接在挖掘机器人本体底部的底板1、第一行走单元和第二行走单元，第二行走单元包括设置在底板1下方的牵引车3，牵引车3底部转动连接有车轮4，液压缸5固定在牵引车3内，牵引车3上设有驱动液压缸5的限位开关。液压缸5内设有活塞杆6，活塞杆6贯穿牵引车3顶部，如图3所示，活塞杆6顶端连接有支撑板8，支撑板8上设有多个楔块，底板1上设有与活塞杆6连接的连接槽7，连接槽7上表面设有与楔块相配合的楔形凹槽，连接槽7内还设有电磁铁，电磁铁连接有第一导线，第一导线右端连接有第一电极片，第一电极片分别固定在连接槽7右侧壁上，支撑板8内设有电源，电源上连接有第二导线，第二导线右端连接有第二电极片，第二电极片固定在支撑板8右端面上。牵引车3内还设有第二发动机，第二发动机的输出轴和车轮4连接。牵引车3的高度小于底板1距地面的高度，牵引车3的宽度小于底板1的宽度。

如图2所示，第一行走单元设有两个，且分别位于底板1的左右两侧，第一行走单元包括橡胶材质的履带2，履带2为齿孔式履带，底板1上从左至右依次连接有前张紧轮21、齿轮22、支撑轮23以及后张紧轮24，前张紧轮21和后张紧轮24均固定在底板1上且大小相同，齿轮22和支撑轮23均和底板1转动连接且大小相同，其中，支撑轮23的外径大于前张紧轮21的外径，因此履带2左右两端向上翘起。齿轮22和履带2内啮合，履带2包裹在齿轮22、支撑轮23、前张紧轮21和后张紧轮24外。底板1上设有滑槽，滑槽内设有若干螺栓孔，后张紧轮24上连接有调节螺栓。底板1上还设有第一发动机，第一发动机的输出轴和齿轮22连接。

挖掘机器人在平地行走时，将牵引车3和底板1连接，利用牵引车3底部的车轮4行走，在山地行走时，将牵引车3和底板1拆卸分离，利用履带2行走。本挖掘机器人用行走机构具体使用方法如下：

A、安装底板1。将底板1和挖掘机器人本体的底部焊接在一起，底板1两侧的履带2分别位于挖掘机器人本体两侧，履带2位于齿轮22和支撑轮23之间的部分着地。

需要平地行走时：

B1、定位。第二发动机驱动车轮4行走，将牵引车3移动至已经安装好底板1的挖掘机器人本体正前方，牵引车3对准底板1以及履带2之间的空间。牵引车3倒车进入底板1和齿孔式履带2之间的空间，并调整牵引车3的位置，使得活塞杆6和连接槽7的位置一一对应。

C1、连接。打开限位开关，驱动活塞杆6向上运动，支撑板8随活塞杆6运动，支撑板8插入连接槽7内，楔块和楔形凹槽相配合卡紧，支撑板8后继续向上运动，将底板1向上顶起，等到履带2底面离地十厘米，关闭限位开关。支撑板8在向上运动过程中，支撑板8右端面的第二电极片和连接槽7右侧面的第一电极片接触，电源和电磁铁连通，电磁铁通电产生磁场，将支撑板8吸在连接槽7内。

D1、行走。第二发动机驱动牵引车3以时速四十公里行走。

需要山地行走时：

B2、张紧。在滑槽内移动后张紧轮24，齿孔式履带2张紧后，用调节螺栓固定后张紧轮24。

C2、拆卸。打开限位开关，控制活塞杆6向下运动，支撑板随活塞杆6向下运动，带动底板1向下运动，履带2随底板向下运动，履带2着地，支撑板继续向下运动脱离和连接槽7的连接关系，关闭限位开关。

D2、行走。第一发动机驱动齿轮22转动，齿轮22带动履带2运动，齿轮22和支撑轮23之间的齿孔式履带2着地行走，牵引车3被留在原地。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种挖掘机器人用行走机构，其特征在于：包括第一行走单元、第二行走单元以及连接在挖掘机器人本体上的底板，第一行走单元设有两个，且分别位于底板两侧，第一行走单元包括与底板转动连接的驱动轮、支撑轮以及用于驱动驱动轮的第一发动机，还包括包裹在驱动轮、支撑轮外的履带；第二行走单元包括牵引车、转动连接在牵引车底部的车轮、固定在牵引车上的液压缸以及用于驱动车轮的第二发动机，液压缸内设有活塞杆，底板上设有用于和活塞杆连接的连接槽，牵引车上设有用于驱动液压缸的限位开关，牵引车的高度小于底板距地面的高度，牵引车的宽度小于两履带的间距；活塞杆远离牵引车的端部连接有支撑板，支撑板上设有多个楔块，连接槽内设有与楔块配合的楔形凹槽；所述连接槽内设有电磁铁，电磁铁连接有第一导线，第一导线上连接有第一电极片，第一电极片固定在连接槽侧面，支撑板内设有电源，电源上连接有第二导线，第二导线上连接有第二电极片，第二电极片固定在支撑板侧面。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机器人用行走机构，其特征在于：所述驱动轮和支撑轮均为齿轮，履带为齿孔式履带，齿孔式履带和齿轮、支撑轮均内啮合。

3.根据权利要求2所述的一种挖掘机器人用行走机构，其特征在于：所述底板上还固定连接有与齿孔式履带内啮合的张紧轮，张紧轮和底板之间连接有调节螺栓。

4.根据权利要求1所述的一种挖掘机器人用行走机构，其特征在于：所述履带为橡胶履带。