CN108555891A - 一种地下挖掘机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地下挖掘机器人，它包括姿态变换组件（1）、支撑组件（2）、掘进头旋转组件（3）以及掘进头（4）。本发明能够实现在土壤中的全方位蠕动式自如掘进，灵活性高、效率高、成本低。

Description

一种地下挖掘机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人，具体是一种地下挖掘机器人。
背景技术
现有的挖洞技术多采用大型设备直线掘进的方式，设备体积大、掘进形式单一、工作灵活性差。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种地下挖掘机器人，它能够实现在土壤中的全方位蠕动式自如掘进，灵活性高、效率高、成本低。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种地下挖掘机器人, 其特征在于，它包括姿态变换组件、支撑组件、掘进头旋转组件以及掘进头。
所述的姿态变换组件包括液压球铰副和多级伸缩轴；多级伸缩轴有两个，液压球铰副有三个，多级伸缩轴的固定端与活动端和液压球铰副的固定端与活动端依次焊接，构成姿态变换组件的主体结构；液压球铰副提供其活动端相对于固定端绕过液压球铰副轴心任意轴线的旋转运动，多级伸缩轴提供其活动端相对于固定端沿多级伸缩轴轴线的直线移动，为地下挖掘机器人的移动和掘进提供前提条件。
所述的支撑组件包括支撑座、支撑伸缩杆以及固定钉板；支撑组件有三组，均通过支撑座与液压球铰副的固定端螺栓连接，每组支撑组件包含四根支撑伸缩杆，并沿支撑座一周间隔90度均布，支撑伸缩杆的两端分别与支撑座和固定钉板焊接，固定钉板上有阵列式的垂直齿，以便于地下挖掘机器人插入土壤以固定位置；三组支撑组件配合姿态变换组件的运动，实现地下挖掘机器人的蠕动前行。
所述的掘进头旋转组件包括掘进头旋转座固定件、掘进头旋转电机、掘进头旋转座、掘进头旋转轴承以及掘进头承载座；掘进头通过螺栓与掘进头承载座连接，掘进头旋转轴承的内外圈分别与掘进头承载座和掘进头旋转座螺栓连接；掘进头旋转电机的输出轴相对于其机体的旋转运动，带动掘进头承载座绕掘进头旋转电机的轴线旋转，进而实现掘进头的自适应旋转；掘进头旋转座又通过掘进头旋转座固定件与姿态变换组件顶端的支撑座螺栓固定，结合相应多级伸缩轴的运动实现地下挖掘机器人的掘进功能。
本发明是一种地下挖掘机器人，它能够实现在土壤中的全方位蠕动式自如掘进，灵活性高、效率高、成本低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种地下挖掘机器人原理示意图；
图中：1、姿态变换组件，2、支撑组件，3、掘进头旋转组件，4、掘进头。
图2为本发明实施例提供的姿态变换组件原理示意图；
图中：1.1、液压球铰副，1.2、多级伸缩轴。
图3为本发明实施例提供的支撑组件原理示意图；
图中：2.1、支撑座，2.2、支撑伸缩杆，2.3、固定钉板。
图4 为本发明实例提供的地下挖掘机器人直线运动流程示意图。
图5为本发明实例提供的地下挖掘机器人转弯运动流程示意图。
图6为本发明实施例提供的掘进头旋转组件原理示意图；
图中：3.1、掘进头旋转座固定件，3.2、掘进头旋转电机，3.3、掘进头旋转座，3.4、掘进头旋转轴承，3.5、掘进头承载座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，是本发明实施例提供的一种地下挖掘机器人原理示意图，它包括姿态变换组件1、支撑组件2、掘进头旋转组件3以及掘进头4。该地下挖掘机器人能够实现在土壤中的全方位蠕动式自如掘进，灵活性高、效率高、成本低。
请参阅图2，是本发明实施例提供的姿态变换组件原理示意图，它包括液压球铰副1.1和多级伸缩轴1.2；多级伸缩轴1.2有两个，液压球铰副1.1有三个，多级伸缩轴1.2的固定端与活动端和液压球铰副1.1的固定端与活动端依次焊接，构成姿态变换组件1的主体结构；液压球铰副1.1提供其活动端相对于固定端绕过液压球铰副1.1轴心任意轴线的旋转运动，多级伸缩轴1.2提供其活动端相对于固定端沿多级伸缩轴1.2轴线的直线移动，为地下挖掘机器人的移动和掘进提供前提条件。
请参阅图3，是本发明实施例提供的支撑组件原理示意图，它包括支撑座2.1、支撑伸缩杆2.2以及固定钉板2.3；支撑组件2有三组，均通过支撑座2.1与液压球铰副1.1的固定端螺栓连接，每组支撑组件2包含四根支撑伸缩杆2.2，并沿支撑座2.1一周间隔90度均布，支撑伸缩杆2.2的两端分别与支撑座2.1和固定钉板2.3焊接，固定钉板2.3上有阵列式的垂直齿，以便于地下挖掘机器人插入土壤以固定位置；三组支撑组件2配合姿态变换组件1的运动，实现地下挖掘机器人的蠕动前行。
请参阅图4，是本发明实施例提供的直线运动流程示意图。
请参阅图5，是本发明实施例提供的转弯运动流程示意图。
请参阅图6，是本发明实施例提供的掘进头旋转组件原理示意图，它包括掘进头旋转座固定件3.1、掘进头旋转电机3.2、掘进头旋转座3.3、掘进头旋转轴承3.4以及掘进头承载座3.5；掘进头4通过螺栓与掘进头承载座3.5连接，掘进头旋转轴承3.4的内外圈分别与掘进头承载座3.5和掘进头旋转座3.3螺栓连接；掘进头旋转电机3.2的输出轴相对于其机体的旋转运动，带动掘进头承载座3.5绕掘进头旋转电机3.2的轴线旋转，进而实现掘进头4的自适应旋转；掘进头旋转座3.3又通过掘进头旋转座固定件3.1与姿态变换组件1顶端的支撑座2.1螺栓固定，结合相应多级伸缩轴1.2的运动实现地下挖掘机器人的掘进功能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种地下挖掘机器人，其特征在于，它包括姿态变换组件（1）、支撑组件（2）、掘进头旋转组件（3）以及掘进头（4）。
2.根据权利要求1所述的一种地下挖掘机器人，其特征在于，所述的姿态变换组件（1）包括液压球铰副（1.1）和多级伸缩轴（1.2）；多级伸缩轴（1.2）有两个，液压球铰副（1.1）有三个，多级伸缩轴（1.2）的固定端与活动端和液压球铰副（1.1）的固定端与活动端依次焊接，构成姿态变换组件（1）的主体结构；液压球铰副（1.1）提供其活动端相对于固定端绕过液压球铰副（1.1）轴心任意轴线的旋转运动，多级伸缩轴（1.2）提供其活动端相对于固定端沿多级伸缩轴（1.2）轴线的直线移动，为地下挖掘机器人的移动和掘进提供前提条件。
3.根据权利要求1所述的一种地下挖掘机器人，其特征在于，所述的支撑组件（2）包括支撑座（2.1）、支撑伸缩杆（2.2）以及固定钉板（2.3）；支撑组件（2）有三组，均通过支撑座（2.1）与液压球铰副（1.1）的固定端螺栓连接，每组支撑组件（2）包含四根支撑伸缩杆（2.2），并沿支撑座（2.1）一周间隔90度均布，支撑伸缩杆（2.2）的两端分别与支撑座（2.1）和固定钉板（2.3）焊接，固定钉板（2.3）上有阵列式的垂直齿，以便于地下挖掘机器人插入土壤以固定位置；三组支撑组件（2）配合姿态变换组件（1）的运动，实现地下挖掘机器人的蠕动前行。
4.根据权利要求1所述的一种地下挖掘机器人，其特征在于，所述的掘进头旋转组件（3）包括掘进头旋转座固定件（3.1）、掘进头旋转电机（3.2）、掘进头旋转座（3.3）、掘进头旋转轴承（3.4）以及掘进头承载座（3.5）；掘进头（4）通过螺栓与掘进头承载座（3.5）连接，掘进头旋转轴承（3.4）的内外圈分别与掘进头承载座（3.5）和掘进头旋转座（3.3）螺栓连接；掘进头旋转电机（3.2）的输出轴相对于其机体的旋转运动，带动掘进头承载座（3.5）绕掘进头旋转电机（3.2）的轴线旋转，进而实现掘进头（4）的自适应旋转；掘进头旋转座（3.3）又通过掘进头旋转座固定件（3.1）与姿态变换组件（1）顶端的支撑座（2.1）螺栓固定，结合相应多级伸缩轴（1.2）的运动实现地下挖掘机器人的掘进功能。
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