CN110962000A - 变距曲柄滑块驱动机构、打磨机械手及打磨机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变距曲柄滑块驱动机构、打磨机械手及打磨机器人，包括：驱动组件，用于输出旋转动力；法兰曲柄，所述法兰曲柄与所述驱动组件连接，且所述法兰曲柄设有曲柄半径不同的至少两个安装孔；连杆，所述连杆的一端可选择地与任一所述安装孔铰接；及滑块组件，用于与打磨盘连接，且所述滑块组件与所述连杆的另一端铰接。打磨盘通过与变距曲柄滑块驱动机构连接，能够灵活获取不同的打磨幅度与打磨频率，从而能够适用于具有不同材质硬度或不同平整度的墙面，保证打磨效率和质量，实现对建筑物内墙面的高精高效打磨作业。

Description

变距曲柄滑块驱动机构、打磨机械手及打磨机器人

技术领域

本发明涉及建筑机器人技术领域，特别是涉及一种变距曲柄滑块驱动机构、打磨机械手及打磨机器人。

背景技术

打磨机器人为应用于建筑物内墙面打磨的自动化机械装置，其中打磨机械手又是直接执行打磨作业的关键组件。工作时，打磨机器人通过底盘在墙面上定位固定，之后由打磨机械手对墙面进行往复直线运动打磨。然而，由于现有打磨机械手往复移动的幅度和频率通常是固定不变的，当面对不同材质硬度以及不同平整度的墙面时，适用性较差，导致打磨效率和打磨质量差，无法实现高精度打磨。

发明内容

基于此，有必要提供一种变距曲柄滑块驱动机构、打磨机械手及打磨机器人，旨在解决现有技术适用性差，打磨效率和打磨质量差等问题。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种变距曲柄滑块驱动机构，其包括：

驱动组件，用于输出旋转动力；

法兰曲柄，所述法兰曲柄与所述驱动组件连接，且所述法兰曲柄设有曲柄半径不同的至少两个安装孔；

连杆，所述连杆的一端可选择地与任一所述安装孔铰接；及

滑块组件，用于与打磨盘连接，且所述滑块组件与所述连杆的另一端铰接。

上述方案的变距曲柄滑块驱动机构用于打磨机器人的打磨机械手中，能够灵活改变打磨幅度和频率，从而适用于不同材质硬度或不同平整度的墙面打磨需要。具体而言，由于法兰曲柄上开设有曲柄半径不同的至少两个安装孔，即不同的安装孔具有不同的旋转周长，当连杆与不同的安装孔连接时，连杆跟随法兰曲柄旋转而进行不同行程的往复滑动，此时连杆便能够同步带动滑块组件进行不同幅度的往复滑动，由于滑块组件是与打磨盘连接的，如此，打磨盘也就能够获得不同的打磨幅度；此外，通过调节驱动组件输出的旋转动力的大小，法兰曲柄可按照不同大小速度旋转，也即能够直接调节变距曲柄滑块驱动机构的运动频率，从而调节打磨盘的打磨频率。至此，打磨盘通过与变距曲柄滑块驱动机构连接，能够灵活获取不同的打磨幅度与打磨频率，从而能够适用于具有不同材质硬度或不同平整度的墙面，保证打磨效率和质量，实现对建筑物内墙面的高精高效打磨作业。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述法兰曲柄包括法兰盘及与所述法兰盘连接的曲柄套，所述驱动组件包括电机，所述电机的动力轴与所述曲柄套套接，所述法兰盘上开设有四个曲柄半径均不相同的所述安装孔。

在其中一个实施例中，所述连杆的一端通过第一轴承与所述第一紧固件转动连接，所述第一紧固件能够择一的与任一所述安装孔紧固连接。

在其中一个实施例中，所述电机的动力轴设有第一键槽，所述曲柄套的内壁凹设有与所述第一键槽相对的第二键槽，所述第一键槽和所述第二键槽内插置有连接键。

在其中一个实施例中，所述曲柄套的侧壁开设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内螺接有紧固螺钉，所述紧固螺钉的端部与所述电机的动力轴顶紧。

在其中一个实施例中，所述曲柄套远离所述法兰盘的一端设有防干涉部；所述法兰盘与所述曲柄套连接的侧面内凹形成有退刀槽。

在其中一个实施例中，所述滑块组件包括安装座及往复滑动设置于所述安装座上的滑块体，所述连杆的另一端通过第二紧固件与所述滑块体旋转紧固连接。

在其中一个实施例中，所述连杆的另一端通过第二轴承与所述滑块体旋转紧固连接。

另一方面，本申请还提供一种打磨机械手，其包括如上所述的变距曲柄滑块驱动机构。

此外，本申请还提供一种打磨机器人，其包括如上所述的打磨机械手或者所述的变距曲柄滑块驱动机构。

附图说明

图1为本发明一实施例所述变距曲柄滑块驱动机构的结构示意图。

附图标记说明：

10、驱动组件；11、电机；20、法兰曲柄；21、安装孔；22、法兰盘；23、曲柄套；30、连杆；40、滑块组件；41、安装座；42、滑块体；50、第一轴承；60、第二轴承；70、壳体；80、打磨盘。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本申请要求保护一种打磨机器人，其能够取代传统人力手动打磨作业实现对建筑物的内墙面自动化无人打磨光整。通常情况，打磨机器人包括但不限于轨道机构、电控箱、行走机构、升降机构和打磨机械手等机构或组件构成。

轨道机构用于铺设在建筑物内部，对行走机构沿墙壁行走进行导向。行走机构用于输出水平方向移动动力，升降机构用于输出垂直方向移动动力，两者协同配合可带动打磨机械手完成整面墙面的打磨作业。而电控箱则用于与行走机构、升降机构和打磨机械手电连接，自动输出指令使各机构协调协同工作。

打磨机械手的关键部件为打磨盘80，打磨盘80为对内墙壁执行打磨作业的执行部件。常规地，打磨盘80对内壁打磨的动作方式有两种：旋转打磨或往复移动打磨。在本方案中，打磨盘80采用往复移动的动作方式执行打磨作业。即打磨机械手除了打磨盘80之外，还包括变距曲柄滑块驱动机构，打磨盘80与变距曲柄滑块驱动机构连接而可获得往复直线动力，进而对内墙面进行打磨。

需要说明的是，在其它实施例中，打磨机械手也可以为固定式结构(即打磨盘80固定不动)或者打磨盘80作旋转打磨动作。此时变距曲柄滑块驱动机构安装于打磨机器人的底盘中，变距曲柄滑块驱动机构带动底盘往复直线移动，也即带动整个打磨机器人进行往复直线移动，从而带动固定式结构的打磨机械手进行直线打磨，或者带动旋转动作的打磨盘80进行旋转和直线的复合打磨。

如图1所示，为本申请一实施例展示的变距曲柄滑块驱动机构，其包括：驱动组件10、法兰曲柄20、连杆30及滑块组件40。驱动组件10，用于输出旋转动力，旋转动力通过法兰曲柄20和连杆30传递至滑块组件40，使滑块组件40能够沿直线方向往复移动。所述法兰曲柄20与所述驱动组件10连接，且所述法兰曲柄20设有曲柄半径不同的至少两个安装孔21。所述连杆30的一端可选择地与任一所述安装孔21铰接；用于与打磨盘80连接，且所述滑块组件40与所述连杆30的另一端铰接。

综上，实施本申请技术方案，将具有如下有益效果：上述方案的变距曲柄滑块驱动机构用于打磨机器人的打磨机械手中，能够灵活改变打磨幅度和频率，从而适用于不同材质硬度或不同平整度的墙面打磨需要。具体而言，由于法兰曲柄20上开设有曲柄半径不同的至少两个安装孔21，即不同的安装孔21具有不同的旋转周长，当连杆30与不同的安装孔21连接时，连杆30跟随法兰曲柄20旋转而进行不同行程的往复滑动，此时连杆30便能够同步带动滑块组件40进行不同幅度的往复滑动，由于滑块组件40是与打磨盘80连接的，如此，打磨盘80也就能够获得不同的打磨幅度；此外，通过调节驱动组件10输出的旋转动力的大小，法兰曲柄20可按照不同大小速度旋转，也即能够直接调节变距曲柄滑块驱动机构的运动频率，从而调节打磨盘80的打磨频率。至此，打磨盘80通过与变距曲柄滑块驱动机构连接，能够灵活获取不同的打磨幅度与打磨频率，从而能够适用于具有不同材质硬度或不同平整度的墙面，保证打磨效率和质量，实现对建筑物内墙面的高精高效打磨作业。

在本方案中，打磨机械手还包括壳体70，用于承载固定打磨盘80和变距曲柄滑块驱动机构。具体地，所述驱动组件10包括电机11和电机安装座，电机11通过电机安装座固定在壳体70内。电机11的外形整体呈现方形结构，位于动力轴伸出的端面上凸出有凸台，能够对电机11安装进行初步定位，之后采用4件M1螺栓锁紧在电机11座上，电机11座再通过螺栓锁紧在壳体70上。

可选地，电机11可以是但不限于步进电机11、伺服电机11等类型。

请继续参阅图1，一实施例中，所述法兰曲柄20包括法兰盘22及与所述法兰盘22连接的曲柄套23；较佳地，法兰盘22与曲柄套23为一体成型结构。当然，其它实施例中两者也可以是可拆卸的装配式结构，具体可根据实际需要进行选择。所述电机11的动力轴与所述曲柄套23套接，因而能够将旋转动力稳定传输至法兰曲柄20上，进而带动连杆30和滑块组件40往复运动而带动打磨盘80对内墙壁打磨。所述法兰盘22上开设有四个曲柄半径均不相同的所述安装孔21。因而由于四个安装孔21的曲柄半径不同，对应于法兰曲柄20则具有四种不同的旋转周长，即可以使打磨盘80具备四种不同档位的打磨幅度与频率，进而对不同材质硬度或不平整度的内墙壁进行针对性的有效打磨，保证打磨精度与质量。

当然了，根据实际需要，也可以在法兰盘22上开设3个或者5个或以上的其它数量安装孔21，也都在本申请的保护范围内。

可以理解的，由于本案中的法兰盘22为薄圆柱体，所谓的曲柄半径，是指薄圆柱体的中心至各安装孔21的空心的长度。

请继续参阅图1，为了实现连杆30与法兰盘22相连，一实施例中，所述连杆30的一端通过第一轴承50与所述第一紧固件转动连接，所述第一紧固件能够择一的与任一所述安装孔21紧固连接。具体而言，安装孔21为螺纹孔，第一紧固件为螺销，第一轴承50套装在螺销上，螺销拧紧在任一曲柄半径的螺纹孔内固定。此时连杆30的端部与第一轴承50箍接紧固，电机11驱动法兰盘22旋转，连杆30便能够跟随进行一定幅度的往复摆动了。该结构构成滑块组件40能够驱动打磨盘80往复直线移动的关键。

需要说明的是，连杆30与法兰盘22转动连接的结构并不限于上述螺销、螺纹孔与第一轴承50的实现方式。其它实施例中，也可以通过卡体与卡位的卡合结构替换上述螺销与螺纹孔的连接结构等，也都在本申请的保护范围内。

此外，所述电机11的动力轴设有第一键槽，所述曲柄套23的内壁凹设有与所述第一键槽相对的第二键槽，所述第一键槽和所述第二键槽内插置有连接键。如此，通过键与键槽的组装结构，能够将动力轴与曲柄套23预紧装配固定。

请继续参阅图1，进一步地，所述曲柄套23的侧壁开设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内螺接有紧固螺钉，所述紧固螺钉的端部与所述电机11的动力轴顶紧。通过紧固螺钉顶紧动力轴的侧壁，可进一步加固动力轴与曲柄套23连接，防止动力轴轴向松动而脱出于曲柄套23。或者，作为可替代的，也可以采用现有技术中的其它紧固结构达到上述同等技术效果。例如，动力轴与曲柄套23两者中的其一设有卡凸，另一设有卡位，通过卡凸与卡位卡扣连接提高法兰盘22与曲柄套23连接强度；或者，在动力轴与曲柄套23之间加装胀紧套的方式提高两者的连接强度等。

此外，所述曲柄套23远离所述法兰盘22的一端设有防干涉部。具体地，防干涉部可以是但不限于倒角、圆角等结构。在本方案中，较佳地防干涉部为倒角，从而便于法兰曲柄20与电机11组装连接。

所述法兰盘22与所述曲柄套23连接的侧面内凹形成有退刀槽。如此便于刀具对曲柄套23的内孔加工成型后进行退刀。

请继续参阅图1，在本方案中，所述滑块组件40包括安装座41及往复滑动设置于所述安装座41上的滑块体42，具体地，安装座41通过螺栓紧固安装在壳体70内壁上，且安装座41形成有滑动腔，滑块体42能够在滑动腔内往复滑移而不脱出。可以理解的，滑块体42的往复滑移方向与打磨盘80的往复移动(打磨作业)方向一致。安装时，所述连杆30的另一端通过第二紧固件与所述滑块体42旋转紧固连接。滑块体42的端部开设有螺孔，第二紧固件为螺销，连杆30通过螺销螺接与螺纹孔，便能够与滑块体42组装连接并相对滑块体42转动，将动力平稳传输给滑块体42和打磨盘80。

进一步地，为了减轻长时间运转时连杆30与螺销发生过度摩擦磨损，所述连杆30的另一端通过第二轴承60与所述滑块体42旋转紧固连接。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变距曲柄滑块驱动机构，其特征在于，包括：

驱动组件，用于输出旋转动力；

法兰曲柄，所述法兰曲柄与所述驱动组件连接，且所述法兰曲柄设有曲柄半径不同的至少两个安装孔；

连杆，所述连杆的一端可选择地与任一所述安装孔铰接；及

滑块组件，用于与打磨盘连接，且所述滑块组件与所述连杆的另一端铰接。

2.根据权利要求1所述的变距曲柄滑块驱动机构，其特征在于，所述法兰曲柄包括法兰盘及与所述法兰盘连接的曲柄套，所述驱动组件包括电机，所述电机的动力轴与所述曲柄套套接，所述法兰盘上开设有四个曲柄半径均不相同的所述安装孔。

3.根据权利要求2所述的变距曲柄滑块驱动机构，其特征在于，所述连杆的一端通过第一轴承与所述第一紧固件转动连接，所述第一紧固件能够择一的与任一所述安装孔紧固连接。

4.根据权利要求2所述的变距曲柄滑块驱动机构，其特征在于，所述电机的动力轴设有第一键槽，所述曲柄套的内壁凹设有与所述第一键槽相对的第二键槽，所述第一键槽和所述第二键槽内插置有连接键。

5.根据权利要求4所述的变距曲柄滑块驱动机构，其特征在于，所述曲柄套的侧壁开设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内螺接有紧固螺钉，所述紧固螺钉的端部与所述电机的动力轴顶紧。

6.根据权利要求2所述的变距曲柄滑块驱动机构，其特征在于，所述曲柄套远离所述法兰盘的一端设有防干涉部；所述法兰盘与所述曲柄套连接的侧面内凹形成有退刀槽。

7.根据权利要求1所述的变距曲柄滑块驱动机构，其特征在于，所述滑块组件包括安装座及往复滑动设置于所述安装座上的滑块体，所述连杆的另一端通过第二紧固件与所述滑块体旋转紧固连接。

8.根据权利要求7所述的变距曲柄滑块驱动机构，其特征在于，所述连杆的另一端通过第二轴承与所述滑块体旋转紧固连接。

9.一种打磨机械手，其特征在于，包括如上述权利要求1至8任一项所述的变距曲柄滑块驱动机构。

10.一种打磨机器人，其特征在于，包括如上述权利要求9所述的打磨机械手或者如权利要求1至8任一项所述的变距曲柄滑块驱动机构。

Images