CN112814056A - 一种精巧型工程施工机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精巧型工程施工机器人，所述机器人包括行走单元、施工轨迹调整单元、幅宽调整单元和施工操作单元，所述行走单元用作行走并支承所述施工轨迹调整单元，所述施工轨迹调整单元布置在所述行走单元上、用作调整上下方向的施工轨迹，所述幅宽调整单元布置在所述施工轨迹调整单元上、用作调整左右方向的施工轨迹，所述施工操作单元布置在所述幅宽调整单元上、用作连接对应施工器具并进行具体施工操作。本发明具有结构精巧、无需人员车内驾驶、施工精准且灵活等特点，有效满足于工程施工作业的高灵活性及高精准性技术要求。

Description

一种精巧型工程施工机器人

技术领域

本发明涉及机器人，具体是一种工程施工用的机器人。

背景技术

在土建、垃圾处理等工程施工作业中，会大量用到包括推土机、铲运机、平土机、松土机、扒渣机等在内的工程车辆。

常规的工程车辆是以驾驶员在车内驾驶操作而完成作业的，其车架上除了行走结构和施工执行结构之外还设置有驾驶结构，整体结构复杂且体积庞大、重量重、造价高昂。在施工操作方面，驾驶员在车上的驾驶操作受限于视野区影响，无法全面、精准的观察周围工况环境，施工灵活性较差。在安全性方面，驾驶员在车内驾驶操作方式，使得其无法实现远程遥控操作，如此在地质复杂地带（例如泥土松软区域、沙堆、悬空崖边、山坡等）作业时，驾驶员的人身安全存在重大隐患。

随着科学技术的飞速发展，近年来，各种适用于工程施工的机器人屡见公开报道，例如中国专利文献公开的“一种施工机器人”（公开号CN 109531536，公开日2019年03月29日）、“履带式自定位机器人多功能智能施工平台”（公开号，CN 107127731，公开日2017年09月05日）、“一种用于船体外表面施工的机器人”（公开号CN 111633565，公开日2020年09月08日）、“一种全自动砌墙工艺”（公开号CN 110685446，公开日2020年01月14日）等等。这些适用于工程施工的机器人相较常规工程车辆而言，结构精巧、重量轻，施工灵活，无需人员车内驾驶，在工程施工中能够很好的替代常规工程车辆或填补常规工程车辆的施工局限性。

然而，这些适用于工程施工的机器人所采用的施工执行结构（或者说是机械臂），通过液压系统、伺服系统、电动系统等多驱动介质组成复杂的多节联动结构，以实现其施工操作的灵活性。其不仅结构体积较大，而且其施工运行轨迹较难满足于工程施工作业的高灵活性及高精准性技术要求，较难实现精准定位作业。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述工程施工的特殊性和现有工程车辆及工程施工机器人的技术不足，自主研发一种结构精巧、无需人员车内驾驶、施工精准且灵活、满足于工程施工作业高灵活性及高精准性技术要求的精巧型工程施工机器人。

本发明的技术目的通过下述技术方案实现： 一种精巧型工程施工机器人，所述机器人包括：

-行走单元，所述行走单元主要由机架及布置在所述机架上的行走动力和行走轮组成；

-施工轨迹调整单元，所述施工轨迹调整单元主要由竖向并排布置在所述行走单元上的第一竖向机械臂和第二竖向机械臂、以及铰接在所述第一竖向机械臂和所述第二竖向机械臂之间的横向机械臂组成，所述横向机械臂为长度可伸缩结构，所述横向机械臂在所述第一竖向机械臂上的铰接位能够沿着所述第一竖向机械臂的高度方向作独立位移调整，所述横向机械臂在所述第二竖向机械臂上的铰接位能够沿着所述第二竖向机械臂的高度方向作独立位移调整；

-幅宽调整单元，所述幅宽调整单元主要由铰接在所述横向机械臂前端的后动臂、以及能够驱动所述后动臂相对于所述横向机械臂作左右方向摆动的回转电机组成；

-施工操作单元，所述施工操作单元主要由铰接在所述后动臂前端的前动臂、以及能够驱动所述前动臂相对于所述后动臂作上下方向摆动的驱动缸组成，所述前动臂的前端连接有施工器具。

上述技术措施以行走单元上布置的特定施工轨迹调整单元、幅宽调整单元、施工操作单元组成工程施工用的机器人。该机器人相较现有工程车辆而言，其结构精巧、重量轻，施工灵活，无需人员车内驾驶，在工程施工中能够很好的替代常规工程车辆或填补常规工程车辆的施工局限性。该机器人相较现有工程施工机器人而言，结构更为精巧，在施工轨迹调整单元的作用之下、以及其与幅宽调整单元的配合之下，既可以使前部的施工操作单元实现高度方向的平移升降动作，又可以使前部的施工操作单元实现高度方向的多种摆线运行动作，还可以使前部的施工操作单元实现左右方向的摆动折叠动作，施工运行轨迹多样且高度灵活、高度精准，有效满足于工程施工作业高灵活性及高精准性技术要求。

进一步的，所述机器人还包括有布置在所述行走单元和所述施工轨迹调整单元之间的旋转单元；所述旋转单元主要由转盘组件、旋转动力和承载平台组成，所述转盘组件的底部装配在所述行走单元的机架上、顶部用作连接所述承载平台，所述转盘组件将所述承载平台支撑在所述行走单元的上方，所述旋转动力用作驱动所述转盘组件产生周向旋转动作，所述承载平台用作支承所述施工轨迹调整单元。该技术措施能够使施工轨迹调整单元在行走单元上实现周向旋转动作，从而既可以使前部的施工操作单元在行走单元上的可施工作业覆盖面积大，还可以使前部的施工操作单元实现周向变轨迹施工作业，进一步可靠地提高了该机器人在工程施工过程中的灵活性。

再进一步的，所述机器人还包括有布置在所述旋转单元和所述施工轨迹调整单元之间的滑台单元；所述滑台单元主要由滑轨、安装板、滑台侧丝杠和滑台侧驱动电机组成，所述滑轨固定于所述旋转单元的承载平台上，所述滑台侧丝杠通过轴承组件沿着所述滑轨的长度方向相对于所述滑轨形成固定装配，所述滑台侧丝杠的一端与所述滑台侧驱动电机的输出轴相连接，所述安装板装配在所述滑台侧丝杠上、且通过至少一块滑块与所述滑轨相连接，所述安装板用作固定所述施工轨迹调整单元的第一竖向机械臂和第二竖向机械臂。又进一步的，所述滑台单元的滑轨是由平行且间距排布的滑轨一和滑轨二组成，所述滑轨一和所述滑轨二之间的空间用作排布所述滑台侧丝杠，所述安装板的两侧分别通过至少一块滑台侧滑块与对应的滑轨相连接。该技术措施能够使行走单元上排布的施工轨迹调整单元在行走单元的上方实现不同位置的灵活调整，这尤其是在旋转单元的配合下更为突出，既可以使前部的施工操作单元在行走单元上的可施工作业覆盖面积进一步可靠增大，又可以使前部的施工操作单元实现更加灵活的多方位变轨迹施工作业，还可以灵活、可靠地调整施工重心，以防因重心不稳而引起的侧翻等施工事故发生。

在上述方案基础上作为优选方案之一，所述行走单元还包括有履带，所述履带套装在所述行走单元的对应行走轮上。该技术措施能够使机器人在各种复杂的、恶劣的路况环境中较为可靠地位移行进。

在上述方案基础上作为优选方案之一，所述施工轨迹调整单元的第一竖向机械臂主要由臂体一、丝杠一、滑块一和驱动电机一组成，所述臂体一的高度方向上具有能够排布所述丝杠一的空间及能够排布所述滑块一的滑轨结构，所述丝杠一通过轴承组件沿着所述臂体一的高度方向装配在所述臂体一上，所述丝杠一的一端与所述驱动电机一的输出轴相连接，所述滑块一装配在所述丝杠一上、且与所述臂体一上的滑轨结构相连接，所述施工轨迹调整单元的横向机械臂上具有横臂侧铰座一，所述横向机械臂通过所述横臂侧铰座一铰接在所述第一竖向机械臂的滑块一上；和/或，所述施工轨迹调整单元的第二竖向机械臂主要由臂体二、丝杠二、滑块二和驱动电机二组成，所述臂体二的高度方向上具有能够排布所述丝杠二的空间及能够排布所述滑块二的滑轨结构，所述丝杠二通过轴承组件沿着所述臂体二的高度方向装配在所述臂体二上，所述丝杠二的一端与所述驱动电机二的输出轴相连接，所述滑块二装配在所述丝杠二上、且与所述臂体二上的滑轨结构相连接，所述横向机械臂上具有横臂侧铰座二，所述横向机械臂通过所述横臂侧铰座二铰接在所述第二竖向机械臂的滑块二上。该技术措施作为前部施工操作单元在高度方向上进行平移升降动作及摆线运行动作的关键，其充分利用杠杆力与电机驱动而实现，整体结构简单、体积小，易于维护，其既可以使横向机械臂带动下的前部施工操作单元可靠地实现平移升降动作，又可以使横向机械臂带动下的前部施工操作单元可靠地实现单支点摆线运行动作，还可以使横向机械臂带动下的前部施工操作单元可靠地实现交叉摆线运行动作，运行灵活、精准、可靠。

在上述方案基础上作为优选方案之一，所述施工轨迹调整单元的第一竖向机械臂和所述第二竖向机械臂之间设置有支撑板。该技术措施能够可靠地增强第一竖向机械臂与第二竖向机械臂之间的结构强度，保障第一竖向机械臂和第二竖向机械臂能够稳定、持久的保持相对位置。

在上述方案基础上作为优选方案之一，所述施工轨迹调整单元的横向机械臂主要由从前而后依次连接在一起的横臂侧铰座三、横臂侧铰座一、伸缩机构、横臂侧铰座二组成，所述伸缩机构为气缸结构，所述横臂侧铰座三用作连接幅宽调整单元的后动臂，所述横臂侧铰座一用作连接第一竖向机械臂，所述横臂侧铰座二用作连接第二竖向机械臂。

在上述方案基础上作为优选方案之一，所述幅宽调整单元的回转电机输出轴连接在所述后动臂与所述横向机械臂之间的连杆轴上，所述连杆轴通过轴承组件装配在所述横向机械臂前端处的铰座上，所述连杆轴的旋转动作带动所述后动臂对应摆动。该技术措施在使后动臂以简单结构可靠地实现左右摆动折叠的同时，通过横向机械臂前端处铰座上排布的、用作装配连杆轴的轴承组件，使后动臂的重力被有效地分散到横向机械臂上，减少作用在连杆轴上的摩擦力，提高连杆轴运行的稳定性及服役寿命。

在上述方案基础上作为优选方案之一，所述施工操作单元连接的施工器具为松土器、耙子或铲斗。该技术措施通过更换对应的施工器具，能够使同一台机器人在不同的工程作业中得以应用，用途多样，通用性好。

本发明的有益技术效果是：上述技术措施所形成的工程施工机器人，相较现有工程车辆而言，其结构精巧、重量轻，施工灵活，无需人员车内驾驶，在工程施工中能够很好的替代常规工程车辆或填补常规工程车辆的施工局限性；上述技术措施所形成的工程施工机器人，相较现有工程施工机器人而言，结构更为精巧，在施工轨迹调整单元的作用之下、以及其与幅宽调整单元的配合之下，既可以使前部的施工操作单元实现高度方向的平移升降动作，又可以使前部的施工操作单元实现高度方向的多种摆线运行动作，还可以使前部的施工操作单元实现左右方向的摆动折叠动作，施工运行轨迹多样且高度灵活、高度精准，有效满足于工程施工作业高灵活性及高精准性技术要求。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为图1中的行走单元与旋转单元组合在一起的结构示意图。

图3为图1中的滑台单元的结构示意图。

图4为图1中施工轨迹调整单元的、除横向机械臂以外的结构示意图。

图5为图1中施工轨迹调整单元的横向机械臂的结构示意图。

图6为图1中幅宽调整单元与施工操作单元组合在一起的结构示意图。

图7为本发明的一种状态示意图。

图8为本发明的另一种状态示意图。

图中代号含义：1—行走单元；11—机架；12—行走轮；13—履带；2—旋转单元；21—转盘组件；22—承载平台；3—滑台单元；31—滑轨一；32—滑轨二；33—滑台侧滑块；34—安装板；35—滑台侧丝杠；36—滑台侧驱动电机；4—施工轨迹调整单元；41—第一竖向机械臂；411—臂体一；412—丝杠一；413—滑块一；414—驱动电机一；42—第二竖向机械臂；421—臂体二；422—丝杠二；423—滑块二；424—驱动电机二；43—横向机械臂；431—横臂侧铰座一；432—套管；433—伸缩机构；434—横臂侧铰座二；435—横臂侧铰座三；436—连杆轴；44—支撑板；5—幅宽调整单元；51—后动臂；52—后臂侧铰座一；53—后臂侧铰座二；54—回转电机；6—施工操作单元；61—前动臂；62—施工器具；63—驱动缸；64—驱动铰座；65—连接铰座。

具体实施方式

本发明涉及机器人，具体是一种工程施工用的机器人，下面以多个实施例对本发明的主体技术内容进行详细说明。其中，实施例1结合说明书附图-即图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8对本发明的技术方案内容进行清楚、详细的阐释；其它实施例虽未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。

在此需要特别说明的是，本发明的附图是示意性的，其为了清楚本发明的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本发明贡献于现有技术的技术方案。

实施例1

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，本发明包括行走单元1、旋转单元2、滑台单元3、施工轨迹调整单元4、幅宽调整单元5和施工操作单元6。

其中，行走单元1为履带式结构，主要由机架11、行走轮12、履带13、行走动力等组成。机架11作为承载基体，其两侧分别排布一组行走轮12，每一组行走轮12主要由驱动轮、诱导轮、托带轮等组成；机架11的内部用作排布行走动力（例如电机及蓄电池等）。履带13为两副，分别套装在机架11每一侧的对应行走轮12上。行走单元1的驾驶系统可以采用已成熟的红外远程遥控驾驶技术，无需人员在车内驾驶，即以无人驾驶技术使行走单元1实现可控的行走功能。

旋转单元2主要由转盘组件21、承载平台22和旋转动力组成。转盘组件21通常采用转盘轴承，其外圈/内圈与行走单元1的机架11顶部形成固定连接，其内圈/外圈与承载平台22的底部形成固定连接，即转盘组件21的底部装配在行走单元1的机架11上、顶部用作连接承载平台22，从而将承载平台22支撑在行走单元1的上方。承载平台22作为施工作业执行平台，其面积通常与行走单元1的平面面积相仿，能够有效排布下述滑台单元3，在转盘组件21的作用下，承载平台22能够在行走单元1的机架11上方实现周向旋转的位置调整。旋转动力通常优选控制方便、精准的伺服电机（也可以采用步进电机等代替），旋转动力通过紧固件等固定在行走单元1的机架11内，其输出端与转盘组件21实现啮合连接，旋转动力用作驱动转盘组件21产生周向旋转动作。

滑台单元3主要由滑轨一31、滑轨二32、多块滑台侧滑块33、安装板34、滑台侧丝杠35和滑台侧驱动电机36组成。

具体的，滑台单元3的滑轨一31和滑轨二32的长度对应于旋转单元2的承载平台22长度。滑轨一31和滑轨二32沿着承载平台22的长度方向中心区域处，通过紧固件等固定在承载平台22上。在承载平台22上，滑轨一31和滑轨二32以间距排布并保持平行，滑轨一31和滑轨二32的外侧之间间距基本等于或略小于安装板34的宽度，滑轨一31和滑轨二32的内侧之间间距（即二者的组合空间）用作排布滑台侧丝杠35。

滑台单元3的多块滑台侧滑块33分为两组，一组对应于滑轨一31并滑动装配在滑轨一31上，另一组对应于滑轨二32并滑动装配在滑轨二32上。

滑台单元3的安装板34的长度方向和宽度方向对应于上述滑轨一31和滑轨二32的排布结构，通常安装板34的长度分别小于上述滑轨一31和滑轨二32的长度。安装板34的两侧底面分别通过紧固件等与下方所对应的滑台侧滑块33形成连接，如此，安装板34通过多块滑台侧滑块33以可滑动结构装配在下方的滑轨上。

滑台单元3的滑台侧丝杠35对应于上述滑轨一31和滑轨二32的配合空间长度方向，布置在滑轨一31和滑轨二32之间的空间内，具体是在该空间的两端分别设置一组轴承组件，由轴承组件固定滑台侧丝杠35，即滑台侧丝杠35通过两端处的轴承组件沿着滑轨的长度方向相对于滑轨形成固定装配，同时，两端轴承组件之间的滑台侧丝杠35与安装板34的底部形成螺纹连接（例如在安装板34的底部固定匹配于滑台侧丝杠35的螺母等），滑台侧丝杠35在动作过程中，通过与安装板34之间的配合结构而将周向旋转运动转换为安装板34在滑轨上的直线运动。

滑台单元3的滑台侧驱动电机36的输出轴与滑台侧丝杠35的一端相连接，滑台侧丝杠35的周向旋转动作由滑台侧驱动电机36控制，为了稳定，最好是将滑台侧驱动电机36通过紧固件等固定在承载平台22上。滑台侧驱动电机36通常优选控制方便、精准的伺服电机（也可以采用步进电机等代替）。

施工轨迹调整单元4主要由第一竖向机械臂41、第二竖向机械臂42和横向机械臂43组成。第一竖向机械臂41和第二竖向机械臂42分别通过紧固件等竖立固定在上述滑台单元3的安装板34上，第一竖向机械臂41和第二竖向机械臂42在安装板34上的排布间距对应于安装板34的长度方向，即沿着安装板34的长度方向间距排布。为了增强第一竖向机械臂41和第二竖向机械臂42之间相对位置的结构强度，在第一竖向机械臂41和第二竖向机械臂42之间还设置有支撑板44，该支撑板44可以采用三角撑等代替。

具体的，施工轨迹调整单元4的第一竖向机械臂41主要由臂体一411、丝杠一412、滑块一413和驱动电机一414组成。

第一竖向机械臂41的臂体一411作为排布丝杠一412、滑块一413、驱动电机一414的承载基础，其通过紧固件等竖立在上述安装板34的一端顶部。设定臂体一411用作排布丝杠一412的侧面为正面。臂体一411的正面中心处沿着高度方向设置有能够排布丝杠一412的空间，该空间的上、下两端分别设置有一组轴承组件。臂体一411的正面两侧处沿着高度方向设置有滑轨结构。

第一竖向机械臂41的丝杠一412长度方向对应于臂体一411的高度方向。丝杠一412通过臂体一411正面两端处的轴承组件而固定在臂体一411上，使得丝杠一412沿着臂体一411的高度方向装配。

第一竖向机械臂41的滑块一413背面以螺纹结构（例如螺母）与丝杠一412连接，滑块一413的背面两侧与臂体一411的正面两侧滑轨结构形成滑动配合，丝杠一412在动作过程中，通过与滑块一413之间的配合结构而将周向旋转运动转换为滑块一413在臂体一411滑轨上的直线运动。

第一竖向机械臂41的驱动电机一414的输出轴与丝杠一412的一端相连接，通常驱动电机一414通过紧固件等固定在臂体一411的顶部，如此，驱动电机一414的输出轴与丝杠一412的顶端相连接，丝杠一412的周向旋转动作由驱动电机一414控制。驱动电机一414通常优选控制方便、精准的伺服电机（也可以采用步进电机等代替）。

施工轨迹调整单元4的第二竖向机械臂42主要由臂体二421、丝杠二422、滑块二423和驱动电机二424组成。

第二竖向机械臂42的臂体二421作为排布丝杠二422、滑块二423、驱动电机二424的承载基础，其通过紧固件等竖立在上述安装板34的另一端顶部，设定臂体二421用作排布丝杠二422的侧面为正面，且臂体二421的正面与上述臂体一411的正面在同一侧。臂体二421的正面中心处沿着高度方向设置有能够排布丝杠二422的空间，该空间的上、下两端分别设置有一组轴承组件。臂体二421的正面两侧处沿着高度方向设置有滑轨结构。

第二竖向机械臂42的丝杠二422长度方向对应于臂体二421的高度方向。丝杠二422通过臂体二421正面两端处的轴承组件而固定在臂体二421上，使得丝杠二422沿着臂体二421的高度方向装配。

第二竖向机械臂42的滑块二423背面以螺纹结构（例如螺母）与丝杠二422连接，滑块二423的背面两侧与臂体二421的正面两侧滑轨结构形成滑动配合，丝杠二422在动作过程中，通过与滑块二423之间的配合结构而将周向旋转运动转换为滑块二423在臂体二421滑轨上的直线运动。

第二竖向机械臂42的驱动电机二424的输出轴与丝杠二422的一端相连接，通常驱动电机二424通过紧固件等固定在臂体二421的顶部，如此，驱动电机二424的输出轴与丝杠二422的顶端相连接，丝杠二422的周向旋转动作由驱动电机二424控制。驱动电机二424通常优选控制方便、精准的伺服电机（也可以采用步进电机等代替）。

上述第一竖向机械臂41的滑块一413上下位移动作，独立于上述第二竖向机械臂42的滑块二423上下位移动作。即，在驱动电机一414和丝杠一412的作用下，滑块一413可以独立在臂体一411上进行上下滑动位移；在驱动电机二424和丝杠二422的作用下，滑块二423可以独立在臂体二421上进行上下滑动位移；在驱动电机一414和驱动电机二424的同步作用下，滑块一413和滑块二423可以在各自对应的臂体上同步进行上下滑动位移。

施工轨迹调整单元4的横向机械臂43主要由从前而后依次连接在一起的横臂侧铰座三435、横臂侧铰座一431、套管432、伸缩机构433、横臂侧铰座二434组成。横臂侧铰座三435用作与下述幅宽调整单元5的后动臂51连接，在横臂侧铰座三435的上、下两端处分别装配有轴承组件，通过这两处的轴承组件连接有穿过横臂侧铰座三435的连杆轴436，即连杆轴436穿装在横臂侧铰座三435的上、下两端轴承组件中。横臂侧铰座一431通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在上述第一竖向机械臂41的滑块一413上。横臂侧铰座二434通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在上述第二竖向机械臂42的滑块二423上。套管432为伸缩机构433的加长结构，伸缩机构433为气缸结构，套管432与伸缩机构433的一端以螺纹连接结构或销钉连接结构形成加长连接；伸缩机构433的作用在于调节横臂侧铰座一431与横臂侧铰座二434在不等高状态下滑动位移时的横向机械臂43长度变化。

如上所述施工轨迹调整单元4，当滑块一413和滑块二423同步升降位移时，则横向机械臂43随之进行上下平移运行。当滑块一413/滑块二423升降位移而滑块二423/滑块一413保持固定时，则横向机械臂43随之进行单支点的摆线运行。当滑块一413和滑块二423进行反向升降位移（即一个上行时、另一个正下行）时，则横向机械臂43随之进行交叉的摆线运行。

幅宽调整单元5主要由后动臂51和回转电机54组成。

具体的，幅宽调整单元5的后动臂51的后端具有能够与上述横向机械臂43前端处的横臂侧铰座三435相铰接的后臂侧铰座一52，后动臂51的前端具有能够与下述施工操作单元相铰接的后臂侧铰座二53。后动臂51后端的后臂侧铰座一52穿装在横臂侧铰座三435内，并由连杆轴436将二者铰接在一起，连杆轴436的旋转动作需要带动后动臂51对应摆动，因此，连杆轴436通过键等结构与后动臂51形成相对固定连接。

幅宽调整单元5的回转电机54通过紧固件等固定在横向机械臂43前端处，回转电机54的输出轴连接在后动臂51与横向机械臂43之间的前述连杆轴436上，回转电机54输出的旋转力使得连杆轴436在轴承组件内产生周向旋转，周向旋转的连杆轴436带动后动臂51同步摆动，使后动臂51在横向机械臂43的前端处实现左右方向的摆动折叠。回转电机54通常优选控制方便、精准的伺服电机（也可以采用步进电机等代替）。

施工操作单元6主要由前动臂61和驱动缸63组成。

具体的，施工操作单元6的前动臂61前端具有连接施工器具62的接头，前动臂61的中部处具有用作与上述后动臂51前端处的后臂侧铰座二53相铰接的连接铰座65，前动臂61的后端具有用作与驱动缸63相铰接的驱动铰座64。前动臂61中部的连接铰座65通过铰轴（或配套轴承组件）铰接在后动臂51前端的后臂侧铰座二53上，前动臂61前端的、用作连接施工器具62的接头向前延伸出，前动臂61后端的、用作连接驱动缸63的驱动铰座64向后延伸出。

施工操作单元6的驱动缸63后端通过铰轴（或配套轴承组件）铰接在后动臂51中后部的侧壁上，驱动缸63的前端通过铰轴（或配套轴承组件）铰接在前动臂61后端的驱动铰座64上。驱动缸63主要由驱动电机及传动杆组成，驱动电机通常优选控制方便、精准的伺服电机（也可以采用步进电机等代替），在驱动缸63的作用下，前动臂61以连接铰座63处为支点，在后动臂51的前端处作上下方向的摆动。

施工操作单元6连接的施工器具62为松土器、耙子或铲斗等，具体应根据当前工程工况需求而进行灵活更换即可。

实施例2

本发明包括行走单元、滑台单元、施工轨迹调整单元、幅宽调整单元和施工操作单元。

其中，行走单元为轮式结构，主要由机架、行走轮、行走动力等组成。机架作为承载基体，其两侧分别排布一组行走轮；机架的内部用作排布行走动力（例如电机及蓄电池）。行走单元的驾驶系统可以采用已成熟的红外远程遥控驾驶技术，无需人员在车内驾驶，即以无人驾驶技术使行走单元实现可靠的行走功能。

滑台单元主要由滑轨一、滑轨二、多块滑台侧滑块、安装板、滑台侧丝杠和滑台侧驱动电机组成。

具体的，滑台单元的滑轨一和滑轨二的长度对应于行走单元的机架长度。滑轨一和滑轨二沿着机架的长度方向靠近中心区域处，通过紧固件等固定在机架上。在机架上，滑轨一和滑轨二以间距排布并保持平行，滑轨一和滑轨二的外侧之间间距基本等于或略小于安装板的宽度，滑轨一和滑轨二的内侧之间间距（即二者的组合空间）用作排布滑台侧丝杠。

滑台单元的多块滑台侧滑块分为两组，一组对应于滑轨一并滑动装配在滑轨一上，另一组对应于滑轨二并滑动装配在滑轨二上。

滑台单元的安装板的长度方向和宽度方向对应于上述滑轨一和滑轨二的排布结构，通常安装板的长度分别小于上述滑轨一和滑轨二的长度。安装板的两侧底面分别通过紧固件等与下方所对应的滑台侧滑块形成连接，如此，安装板通过多块滑台侧滑块以可滑动结构装配在下方的滑轨上。

滑台单元的滑台侧丝杠对应于上述滑轨一和滑轨二的配合空间长度方向，布置在滑轨一和滑轨二之间空间内的机架上，具体是在该空间的两端分别设置一组轴承组件，由轴承组件固定滑台侧丝杠，即滑台侧丝杠通过两端处的轴承组件沿着滑轨的长度方向相对于滑轨形成固定装配，同时，两端轴承组件之间的滑台侧丝杠与安装板的底部形成螺纹连接，滑台侧丝杠在动作过程中，通过与安装板之间的配合结构而将周向旋转运动转换为安装板在滑轨上的直线运动。

滑台单元的滑台侧驱动电机的输出轴与滑台侧丝杠的一端相连接，滑台侧丝杠的周向旋转动作由滑台侧驱动电机控制，为了稳定，最好是将滑台侧驱动电机固定在机架上。滑台侧驱动电机通常选用伺服电机。

施工轨迹调整单元主要由第一竖向机械臂、第二竖向机械臂和横向机械臂组成。第一竖向机械臂和第二竖向机械臂分别通过紧固件等竖立固定在上述滑台单元的安装板上，第一竖向机械臂和第二竖向机械臂在安装板上的排布间距对应于安装板的长度方向，即沿着安装板的长度方向间距排布。为了增强第一竖向机械臂和第二竖向机械臂之间相对位置的结构强度，在第一竖向机械臂和第二竖向机械臂之间还设置有支撑板。

具体的，施工轨迹调整单元的第一竖向机械臂主要由臂体一、丝杠一、滑块一和驱动电机一组成。

第一竖向机械臂的臂体一作为排布丝杠一、滑块一、驱动电机一的承载基础，其通过紧固件等竖立在上述安装板的一端顶部，设定臂体一用作排布丝杠一的侧面为正面。臂体一的正面中心处沿着高度方向设置有能够排布丝杠一的空间，该空间的上、下两端分别设置有一组轴承组件。臂体一的正面两侧处沿着高度方向设置有滑轨结构。

第一竖向机械臂的丝杠一长度方向对应于臂体一的高度方向。丝杠一通过臂体一正面两端处的轴承组件而固定在臂体一上，使得丝杠一沿着臂体一的高度方向装配。

第一竖向机械臂的滑块一背面以螺纹结构与丝杠一连接，滑块一的背面两侧与臂体一的正面两侧滑轨结构形成滑动配合，丝杠一在动作过程中，通过与滑块一之间的配合结构而将周向旋转运动转换为滑块一在臂体一滑轨上的直线运动。

第一竖向机械臂的驱动电机一的输出轴与丝杠一的一端相连接，通常驱动电机一通过紧固件等固定在臂体一的顶部，如此，驱动电机一的输出轴与丝杠一的顶端相连接，丝杠一的周向旋转动作由驱动电机一控制。驱动电机一通常选用伺服电机。

施工轨迹调整单元的第二竖向机械臂主要由臂体二、丝杠二、滑块二和驱动电机二组成。

第二竖向机械臂的臂体二作为排布丝杠二、滑块二、驱动电机二的承载基础，其通过紧固件等竖立在上述安装板的另一端顶部，设定臂体二用作排布丝杠二的侧面为正面，且臂体二的正面与上述臂体一的正面在同一侧。臂体二的正面中心处沿着高度方向设置有能够排布丝杠二的空间，该空间的上、下两端分别设置有一组轴承组件。臂体二的正面两侧处沿着高度方向设置有滑轨结构。

第二竖向机械臂的丝杠二的长度方向对应于臂体二的高度方向。丝杠二通过臂体二正面两端处的轴承组件而固定在臂体二上，使得丝杠二沿着臂体二的高度方向装配。

第二竖向机械臂的滑块二的背面以螺纹结构与丝杠二连接，滑块二的背面两侧与臂体二的正面两侧滑轨结构形成滑动配合，丝杠二在动作过程中，通过与滑块二之间的配合结构而将周向旋转运动转换为滑块二在臂体二滑轨上的直线运动。

第二竖向机械臂的驱动电机二的输出轴与丝杠二的一端相连接，通常驱动电机二通过紧固件等固定在臂体二的顶部，如此，驱动电机二的输出轴与丝杠二的顶端相连接，丝杠二的周向旋转动作由驱动电机二控制。驱动电机二通常选用伺服电机。

上述第一竖向机械臂的滑块一上下位移动作，独立于上述第二竖向机械臂的滑块二上下位移动作。即，在驱动电机一和丝杠一的作用下，滑块一可以独立在臂体一上进行上下滑动位移；在驱动电机二和丝杠二的作用下，滑块二可以独立在臂体二上进行上下滑动位移；在驱动电机一和驱动电机二的同步作用下，滑块一和滑块二可以在各自对应的臂体上同步进行上下滑动位移。

施工轨迹调整单元的横向机械臂主要由从前而后依次连接在一起的横臂侧铰座三、横臂侧铰座一、套管、伸缩机构、横臂侧铰座二组成。横臂侧铰座三用作与下述幅宽调整单元的后动臂连接，在横臂侧铰座三的上、下两端处分别装配有轴承组件，通过这两处的轴承组件连接有穿过横臂侧铰座三的连杆轴，即连杆轴穿装在横臂侧铰座三的上、下两端轴承组件中。横臂侧铰座一通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在上述第一竖向机械臂的滑块一上。横臂侧铰座二通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在上述第二竖向机械臂的滑块二上。套管为伸缩机构的加长结构，伸缩机构为气缸结构，套管与伸缩机构的一端以螺纹连接结构或销钉连接结构形成加长连接；伸缩机构的作用在于调节横臂侧铰座一与横臂侧铰座二在不等高状态下滑动位移时的横向机械臂长度变化。

如上所述施工轨迹调整单元，当滑块一和滑块二同步升降位移时，则横向机械臂随之进行上下平移运行；当滑块一/滑块二升降位移而滑块二/滑块一保持固定时，则横向机械臂随之进行单支点的摆线运行；当滑块一和滑块二进行反向升降位移（即一个上行时、另一个正下行）时，则横向机械臂随之进行交叉的摆线运行。

幅宽调整单元主要由后动臂和回转电机组成。

具体的，幅宽调整单元的后动臂后端具有能够与上述横向机械臂前端处的横臂侧铰座三相铰接的后臂侧铰座一，后动臂的前端具有能够与下述施工操作单元相铰接的后臂侧铰座二。后动臂后端的后臂侧铰座一穿装在横臂侧铰座三内，并由连杆轴将二者铰接在一起，连杆轴的旋转动作需要带动后动臂对应摆动，因此，连杆轴通过键结构等与后动臂形成相对固定连接。

幅宽调整单元的回转电机通过紧固件等固定在横向机械臂前端处，回转电机的输出轴连接在后动臂与横向机械臂之间的前述连杆轴上，回转电机输出的旋转力使得连杆轴在轴承组件内产生周向旋转，周向旋转的连杆轴带动后动臂同步摆动，使后动臂在横向机械臂的前端处实现左右方向的摆动折叠。回转电机通常选用伺服电机。

施工操作单元主要由前动臂和驱动缸组成。

具体的，施工操作单元的前动臂前端具有连接施工器具的接头，前动臂的中部处具有用作与上述后动臂前端处的后臂侧铰座二相铰接的连接铰座，前动臂的后端具有用作与驱动缸相铰接的驱动铰座。前动臂中部的连接铰座通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在后动臂前端的后臂侧铰座二上，前动臂前端的、用作连接施工器具的接头向前延伸出，前动臂后端的、用作连接驱动缸的驱动铰座向后延伸出。

施工操作单元的驱动缸后端通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在后动臂中后部的侧壁上，驱动缸的前端通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在前动臂后端的驱动铰座上。驱动缸主要由驱动电机及传动杆组成，驱动电机通常优选伺服电机，在驱动缸的作用下，前动臂以连接铰座处为支点，在后动臂的前端处作上下方向的摆动。

施工操作单元连接的施工器具为松土器、耙子或铲斗等，具体应根据当前工程工况需求而进行灵活更换即可。

实施例3

本发明包括行走单元、旋转单元、施工轨迹调整单元、幅宽调整单元和施工操作单元。

其中，行走单元为履带式结构，主要由机架、行走轮、履带、行走动力等组成。机架作为承载基体，其两侧分别排布一组行走轮，每一组行走轮主要由驱动轮、诱导轮、托带轮等组成；机架的内部用作排布行走动力。履带为两副，分别套装在机架每一侧的对应行走轮上。行走单元的驾驶系统可以采用已成熟的红外远程遥控驾驶技术，无需人员在车内驾驶，即以无人驾驶技术使行走单元实现行走功能。

旋转单元主要由转盘组件、承载平台和旋转动力组成。

具体的，旋转单元的转盘组件通常采用转盘轴承，其外圈/内圈与行走单元的机架顶部形成固定连接，其内圈/外圈与承载平台的底部形成固定连接，即转盘组件的底部装配在行走单元的机架上、顶部用作连接承载平台，从而将承载平台支撑在行走单元的上方。

旋转单元的承载平台作为施工作业执行平台，其面积通常与行走单元的平面面积相仿，能够有效排布下述施工轨迹调整单元，在转盘组件的作用下，承载平台能够在行走单元的机架上方实现周向旋转的位置调整。

旋转单元的旋转动力通常选用伺服电机，旋转动力通过紧固件等固定在行走单元的机架内，其输出端与转盘组件实现啮合连接，旋转动力用作驱动转盘组件产生周向旋转动作。

施工轨迹调整单元主要由第一竖向机械臂、第二竖向机械臂和横向机械臂组成。第一竖向机械臂和第二竖向机械臂分别通过紧固件等竖立固定在上述旋转单元的承载平台上，第一竖向机械臂和第二竖向机械臂在承载平台上的排布间距对应于承载平台的长度方向，即沿着承载平台的长度方向间距排布。为了增强第一竖向机械臂和第二竖向机械臂之间相对位置的结构强度，在第一竖向机械臂和第二竖向机械臂之间还设置有支撑板。

具体的，施工轨迹调整单元的第一竖向机械臂主要由臂体一、丝杠一、滑块一和驱动电机一组成。

第一竖向机械臂的臂体一作为排布丝杠一、滑块一、驱动电机一的承载基础，其通过紧固件等竖立在上述安装板的一端顶部，设定臂体一用作排布丝杠一的侧面为正面。臂体一的正面中心处沿着高度方向设置有能够排布丝杠一的空间，该空间的上、下两端分别设置有一组轴承组件。臂体一的正面两侧处沿着高度方向设置有滑轨结构。

第一竖向机械臂的丝杠一长度方向对应于臂体一的高度方向。丝杠一通过臂体一正面两端处的轴承组件而固定在臂体一上，使得丝杠一沿着臂体一的高度方向装配。

第一竖向机械臂的滑块一背面以螺纹结构与丝杠一连接，滑块一的背面两侧与臂体一的正面两侧滑轨结构形成滑动配合，丝杠一在动作过程中，通过与滑块一之间的配合结构而将周向旋转运动转换为滑块一在臂体一滑轨上的直线运动。

第一竖向机械臂的驱动电机一的输出轴与丝杠一的一端相连接，通常驱动电机一通过紧固件等固定在臂体一的顶部，如此驱动电机一的输出轴与丝杠一的顶端相连接，丝杠一的周向旋转动作由驱动电机一控制。驱动电机一通常选用伺服电机。

施工轨迹调整单元的第二竖向机械臂主要由臂体二、丝杠二、滑块二和驱动电机二组成。

第二竖向机械臂的臂体二作为排布丝杠二、滑块二、驱动电机二的承载基础，其通过紧固件等竖立在上述安装板的另一端顶部，设定臂体二用作排布丝杠二的侧面为正面，且臂体二的正面与上述臂体一的正面在同一侧。臂体二的正面中心处沿着高度方向设置有能够排布丝杠二的空间，该空间的上、下两端分别设置有一组轴承组件。臂体二的正面两侧处沿着高度方向设置有滑轨结构。

第二竖向机械臂的丝杠二长度方向对应于臂体二的高度方向。丝杠二通过臂体二正面两端处的轴承组件而固定在臂体二上，使得丝杠二沿着臂体二的高度方向装配。

第二竖向机械臂的滑块二背面以螺纹结构与丝杠二连接，滑块二的背面两侧与臂体二的正面两侧滑轨结构形成滑动配合，丝杠二在动作过程中，通过与滑块二之间的配合结构而将周向旋转运动转换为滑块二在臂体二滑轨上的直线运动。

第二竖向机械臂的驱动电机二的输出轴与丝杠二的一端相连接，通常驱动电机二通过紧固件等固定在臂体二的顶部，如此驱动电机二的输出轴与丝杠二的顶端相连接，丝杠二的周向旋转动作由驱动电机二控制。驱动电机二通常选用伺服电机。

上述第一竖向机械臂的滑块一上下位移动作，独立于上述第二竖向机械臂的滑块二上下位移动作。即，在驱动电机一和丝杠一的作用下，滑块一可以独立在臂体一上进行上下滑动位移；在驱动电机二和丝杠二的作用下，滑块二可以独立在臂体二上进行上下滑动位移；在驱动电机一和驱动电机二的同步作用下，滑块一和滑块二可以在各自对应的臂体上同步进行上下滑动位移。

施工轨迹调整单元的横向机械臂主要由从前而后依次连接在一起的横臂侧铰座三、横臂侧铰座一、套管、伸缩机构、横臂侧铰座二组成。

具体的，横向机械臂的横臂侧铰座三用作与下述幅宽调整单元的后动臂连接。在横臂侧铰座三的上、下两端处分别装配有轴承组件，通过这两处的轴承组件连接有穿过横臂侧铰座三的连杆轴，即连杆轴穿装在横臂侧铰座三的上、下两端轴承组件中。

横向机械臂的横臂侧铰座一通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在上述第一竖向机械臂的滑块一上。

横向机械臂的横臂侧铰座二通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在上述第二竖向机械臂的滑块二上。

横向机械臂的套管为伸缩机构的加长结构，伸缩机构为气缸结构，套管与伸缩机构的一端以螺纹连接结构或销钉连接结构形成加长连接。伸缩机构的作用在于调节横臂侧铰座一与横臂侧铰座二在不等高状态下滑动位移时的横向机械臂长度变化。

如上所述施工轨迹调整单元，当滑块一和滑块二同步升降位移时，则横向机械臂随之进行上下平移运行；当滑块一/滑块二升降位移而滑块二/滑块一保持固定时，则横向机械臂随之进行单支点的摆线运行；当滑块一和滑块二进行反向升降位移（即一个上行时、另一个正下行）时，则横向机械臂随之进行交叉的摆线运行。

幅宽调整单元主要由后动臂和回转电机组成。

具体的，幅宽调整单元的后动臂后端具有能够与上述横向机械臂前端处的横臂侧铰座三相铰接的后臂侧铰座一，后动臂的前端具有能够与下述施工操作单元相铰接的后臂侧铰座二。后动臂后端的后臂侧铰座一穿装在横臂侧铰座三内，并由连杆轴将二者铰接在一起，连杆轴的旋转动作需要带动后动臂对应摆动，因此，连杆轴通过键结构等与后动臂形成相对固定连接。

幅宽调整单元的回转电机通过紧固件等固定在横向机械臂前端处，回转电机的输出轴连接在后动臂与横向机械臂之间的上述连杆轴上，回转电机输出的旋转力使得连杆轴在轴承组件内产生周向旋转，周向旋转的连杆轴带动后动臂同步摆动，使后动臂在横向机械臂的前端处实现左右方向的摆动折叠。回转电机通常选用伺服电机。

施工操作单元主要由前动臂和驱动缸组成。

具体的，施工操作单元的前动臂前端具有连接施工器具的接头，前动臂的中部处具有用作与上述后动臂前端处的后臂侧铰座二相铰接的连接铰座，前动臂的后端具有用作与驱动缸相铰接的驱动铰座。前动臂中部的连接铰座通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在后动臂前端的后臂侧铰座二上，前动臂前端的、用作连接施工器具的接头向前延伸出，前动臂后端的、用作连接驱动缸的驱动铰座向后延伸出。

施工操作单元的驱动缸后端通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在后动臂中后部的侧壁上，驱动缸的前端通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在前动臂后端的驱动铰座上。驱动缸主要由驱动电机及传动杆组成，驱动电机通常优选伺服电机，在驱动缸的作用下，前动臂以连接铰座处为支点，在后动臂的前端处作上下方向的摆动。

施工操作单元连接的施工器具为松土器、耙子或铲斗等，具体应根据当前工程工况需求而进行灵活更换即可。

实施例4

本发明包括行走单元、旋转单元、滑台单元、施工轨迹调整单元、幅宽调整单元和施工操作单元。

其中，行走单元为履带式结构，主要由机架、行走轮、履带、行走动力等组成。机架作为承载基体，其两侧分别排布一组行走轮，每一组行走轮主要由驱动轮、诱导轮、托带轮等组成；机架的内部用作排布行走动力。履带为两副，分别套装在机架每一侧的对应行走轮上。行走单元的驾驶系统可以采用已成熟的红外远程遥控驾驶技术，无需人员在车内驾驶，即以无人驾驶技术使行走单元实现行走功能。

旋转单元主要由转盘组件、承载平台和旋转动力组成。

具体的，旋转单元的转盘组件通常采用转盘轴承，其外圈/内圈与行走单元的机架顶部形成固定连接，其内圈/外圈与承载平台的底部形成固定连接，即转盘组件的底部装配在行走单元的机架上、顶部用作连接承载平台，从而将承载平台支撑在行走单元的上方。

旋转单元的承载平台作为施工作业执行平台，其面积通常与行走单元的平面面积相仿，能够有效排布下述滑台单元，在转盘组件的作用下，承载平台能够在行走单元的机架上方实现周向旋转的位置调整。

旋转单元的旋转动力通常选用伺服电机，旋转动力通过紧固件等固定在行走单元的机架内，其输出端与转盘组件实现啮合连接，旋转动力用作驱动转盘组件产生周向旋转动作。

滑台单元主要由滑轨、多块滑台侧滑块、安装板、滑台侧丝杠和滑台侧驱动电机组成。

具体的，滑台单元的滑轨长度对应于旋转单元的承载平台长度。滑轨的宽度较宽，滑轨沿着承载平台的长度方向中心区域处，通过紧固件等固定在承载平台上。滑轨的宽度中心处具有沿着滑轨长度方向的、排布滑台侧丝杠的空间，滑轨的外侧宽度基本等于或略小于安装板的宽度。

滑台单元的多块滑台侧滑块分为两组，一组对应于滑轨的一侧并滑动装配在滑轨上，另一组对应于滑轨的另一侧并滑动装配在滑轨上。

滑台单元的安装板的长度方向和宽度方向对应于上述滑轨的排布结构，通常安装板的长度小于上述滑轨的长度。安装板的两侧底面分别通过紧固件等与下方所对应的滑台侧滑块形成连接，如此安装板通过多块滑台侧滑块以可滑动结构装配在下方的滑轨上。

滑台单元的滑台侧丝杠对应于前述滑轨的长度方向，布置在滑轨中心处的空间内，具体是在该空间的两端分别设置一组轴承组件，由轴承组件固定滑台侧丝杠，即滑台侧丝杠通过两端处的轴承组件沿着滑轨的长度方向相对于滑轨形成固定装配，同时，两端轴承组件之间的滑台侧丝杠与安装板的底部形成螺纹连接，滑台侧丝杠在动作过程中，通过与安装板之间的配合结构而将周向旋转运动转换为安装板在滑轨上的直线运动。

滑台单元的滑台侧驱动电机的输出轴与滑台侧丝杠的一端相连接，滑台侧丝杠的周向旋转动作由滑台侧驱动电机控制，为了稳定，最好是将滑台侧驱动电机固定在承载平台上。滑台侧驱动电机通常选用伺服电机。

施工轨迹调整单元主要由第一竖向机械臂、第二竖向机械臂和横向机械臂组成。第一竖向机械臂和第二竖向机械臂分别通过紧固件等竖立固定在上述滑台单元的安装板上，第一竖向机械臂和第二竖向机械臂在安装板上的排布间距对应于安装板的长度方向，即沿着安装板的长度方向间距排布。为了增强第一竖向机械臂和第二竖向机械臂之间相对位置的结构强度，在第一竖向机械臂和第二竖向机械臂之间还设置有支撑板。

具体的，施工轨迹调整单元的第一竖向机械臂主要由臂体一、丝杠一、滑块一和驱动电机一组成。

第一竖向机械臂的臂体一作为排布丝杠一、滑块一、驱动电机一的承载基础，其通过紧固件等竖立在上述安装板的一端顶部，设定臂体一用作排布丝杠一的侧面为正面。臂体一的正面中心处沿着高度方向设置有能够排布丝杠一的空间，该空间的上、下两端分别设置有一组轴承组件。臂体一的正面两侧处沿着高度方向设置有滑轨结构。

第一竖向机械臂的丝杠一长度方向对应于臂体一的高度方向。丝杠一通过臂体一正面两端处的轴承组件而固定在臂体一上，使得丝杠一沿着臂体一的高度方向装配。

第一竖向机械臂的滑块一背面以螺纹结构与丝杠一连接，滑块一的背面两侧与臂体一的正面两侧滑轨结构形成滑动配合，丝杠一在动作过程中，通过与滑块一之间的配合结构而将周向旋转运动转换为滑块一在臂体一滑轨上的直线运动。

第一竖向机械臂的驱动电机一输出轴与丝杠一的一端相连接，通常驱动电机一通过紧固件固定在臂体一的顶部，如此驱动电机一的输出轴与丝杠一的顶端相连接，丝杠一的周向旋转动作由驱动电机一控制。驱动电机一通常选用伺服电机。

施工轨迹调整单元的第二竖向机械臂主要由臂体二、丝杠二、滑块二和驱动电机二组成。

第二竖向机械臂的臂体二作为排布丝杠二、滑块二、驱动电机二的承载基础，其通过紧固件等竖立在上述安装板的另一端顶部，设定臂体二用作排布丝杠二的侧面为正面，且臂体二的正面与上述臂体一的正面在同一侧。臂体二的正面中心处沿着高度方向设置有能够排布丝杠二的空间，该空间的上、下两端分别设置有一组轴承组件。臂体二的正面两侧处沿着高度方向设置有滑轨结构。

第二竖向机械臂的丝杠二长度方向对应于臂体二的高度方向。丝杠二通过臂体二正面两端处的轴承组件而固定在臂体二上，使得丝杠二沿着臂体二的高度方向装配。

第二竖向机械臂的滑块二背面以螺纹结构与丝杠二连接，滑块二的背面两侧与臂体二的正面两侧滑轨结构形成滑动配合，丝杠二在动作过程中，通过与滑块二之间的配合结构而将周向旋转运动转换为滑块二在臂体二滑轨上的直线运动。

第二竖向机械臂的驱动电机二输出轴与丝杠二的一端相连接，通常驱动电机二通过紧固件固定在臂体二的顶部，如此驱动电机二的输出轴与丝杠二的顶端相连接，丝杠二的周向旋转动作由驱动电机二控制。驱动电机二通常选用伺服电机。

上述第一竖向机械臂的滑块一上下位移动作，独立于上述第二竖向机械臂的滑块二上下位移动作。即，在驱动电机一和丝杠一的作用下，滑块一可以独立在臂体一上进行上下滑动位移；在驱动电机二和丝杠二的作用下，滑块二可以独立在臂体二上进行上下滑动位移；在驱动电机一和驱动电机二的同步作用下，滑块一和滑块二可以在各自对应的臂体上同步进行上下滑动位移。

施工轨迹调整单元的横向机械臂主要由从前而后依次连接在一起的横臂侧铰座三、横臂侧铰座一、伸缩机构、横臂侧铰座二组成。

具体的，横向机械臂的横臂侧铰座三用作与下述幅宽调整单元的后动臂连接。在横臂侧铰座三的上、下两端处分别装配有轴承组件，通过这两处的轴承组件连接有穿过横臂侧铰座三的连杆轴，即连杆轴穿装在横臂侧铰座三的上、下两端轴承组件中。

横向机械臂的横臂侧铰座一通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在上述第一竖向机械臂的滑块一上。

横向机械臂的横臂侧铰座二通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在上述第二竖向机械臂的滑块二上。

横向机械臂的伸缩机构为气缸结构，伸缩机构的作用在于调节横臂侧铰座一与横臂侧铰座二在不等高状态下滑动位移时的横向机械臂长度变化。

如上所述施工轨迹调整单元，当滑块一和滑块二同步升降位移时，则横向机械臂随之进行上下平移运行；当滑块一/滑块二升降位移而滑块二/滑块一保持固定时，则横向机械臂随之进行单支点的摆线运行；当滑块一和滑块二进行反向升降位移（即一个上行时、另一个正下行）时，则横向机械臂随之进行交叉的摆线运行。

幅宽调整单元主要由后动臂和回转电机组成。

具体的，幅宽调整单元的后动臂后端具有能够与上述横向机械臂前端处的横臂侧铰座三相铰接的后臂侧铰座一，后动臂的前端具有能够与下述施工操作单元相铰接的后臂侧铰座二。后动臂后端的后臂侧铰座一穿装在横臂侧铰座三内，并由连杆轴将二者铰接在一起，连杆轴的旋转动作需要带动后动臂对应摆动，因此，连杆轴通过键结构等与后动臂形成相对固定连接。

幅宽调整单元的回转电机通过紧固件等固定在横向机械臂前端处，回转电机的输出轴连接在后动臂与横向机械臂之间的上述连杆轴上，回转电机输出的旋转力使得连杆轴在轴承组件内产生周向旋转，周向旋转的连杆轴带动后动臂同步摆动，使后动臂在横向机械臂的前端处实现左右方向的摆动折叠。回转电机通常选用伺服电机。

施工操作单元主要由前动臂和驱动缸组成。

具体的，施工操作单元的前动臂前端具有连接施工器具的接头，前动臂的中部处具有用作与上述后动臂前端处的后臂侧铰座二相铰接的连接铰座，前动臂的后端具有用作与驱动缸相铰接的驱动铰座。前动臂中部的连接铰座通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在后动臂前端的后臂侧铰座二上，前动臂前端的、用作连接施工器具的接头向前延伸出，前动臂后端的、用作连接驱动缸的驱动铰座向后延伸出。

施工操作单元的驱动缸后端通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在后动臂中后部的侧壁上，驱动缸的前端通过铰轴（或配套轴承组件等）铰接在前动臂后端的驱动铰座上。驱动缸主要由驱动电机及传动杆组成，驱动电机通常优选伺服电机，在驱动缸的作用下，前动臂以连接铰座处为支点，在后动臂的前端处作上下方向的摆动。

施工操作单元连接的施工器具为松土器、耙子或铲斗等，具体应根据当前工程工况需求而进行灵活更换即可。

对于以上各实施例所述的技术内容，还需要作如下特别说明：各实施例的上述技术方案仅涉及其各部件之间的结构组成，不涉及其具体施工操作时的控制系统，该控制系统可以通过远程对各单元的对应电机动作遥控操作而实现，若所适用工况环境为规律性作业则可以通过常规的逻辑电路或程序处理器而实现智能自动化控制，这些不在本发明的技术贡献范围之内。

以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制。

尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述实施例进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种精巧型工程施工机器人，其特征在于，所述机器人包括：

-行走单元（1），所述行走单元（1）主要由机架（11）及布置在所述机架（11）上的行走动力和行走轮（12）组成；

-施工轨迹调整单元（4），所述施工轨迹调整单元（4）主要由竖向并排布置在所述行走单元（1）上的第一竖向机械臂（41）和第二竖向机械臂（42）、以及铰接在所述第一竖向机械臂（41）和所述第二竖向机械臂（42）之间的横向机械臂（43）组成，所述横向机械臂（43）为长度可伸缩结构，所述横向机械臂（43）在所述第一竖向机械臂（41）上的铰接位能够沿着所述第一竖向机械臂（41）的高度方向作独立位移调整，所述横向机械臂（43）在所述第二竖向机械臂（42）上的铰接位能够沿着所述第二竖向机械臂（42）的高度方向作独立位移调整；

-幅宽调整单元（5），所述幅宽调整单元（5）主要由铰接在所述横向机械臂（43）前端的后动臂（51）、以及能够驱动所述后动臂（51）相对于所述横向机械臂（43）作左右方向摆动的回转电机（54）组成；

-施工操作单元（6），所述施工操作单元（6）主要由铰接在所述后动臂（51）前端的前动臂（61）、以及能够驱动所述前动臂（61）相对于所述后动臂（51）作上下方向摆动的驱动缸（63）组成，所述前动臂（61）的前端连接有施工器具（62）。

2.根据权利要求1所述精巧型工程施工机器人，其特征在于，所述机器人还包括有布置在所述行走单元（1）和所述施工轨迹调整单元（4）之间的旋转单元（2）；所述旋转单元（2）主要由转盘组件（21）、旋转动力和承载平台（22）组成，所述转盘组件（21）的底部装配在所述行走单元（1）的机架（11）上、顶部用作连接所述承载平台（22），所述转盘组件（21）将所述承载平台（22）支撑在所述行走单元（1）的上方，所述旋转动力用作驱动所述转盘组件（21）产生周向旋转动作，所述承载平台（22）用作支承所述施工轨迹调整单元（4）。

3.根据权利要求2所述精巧型工程施工机器人，其特征在于，所述机器人还包括有布置在所述旋转单元（2）和所述施工轨迹调整单元（4）之间的滑台单元（3）；所述滑台单元（3）主要由滑轨、安装板（34）、滑台侧丝杠（35）和滑台侧驱动电机（36）组成，所述滑轨固定于所述旋转单元（2）的承载平台（22）上，所述滑台侧丝杠（35）通过轴承组件沿着所述滑轨的长度方向相对于所述滑轨形成固定装配，所述滑台侧丝杠（35）的一端与所述滑台侧驱动电机（36）的输出轴相连接，所述安装板（34）装配在所述滑台侧丝杠（35）上、且通过至少一块滑块与所述滑轨相连接，所述安装板（34）用作固定所述施工轨迹调整单元（4）的第一竖向机械臂（41）和第二竖向机械臂（42）。

4.根据权利要求3所述精巧型工程施工机器人，其特征在于，所述滑台单元（3）的滑轨是由平行且间距排布的滑轨一（31）和滑轨二（32）组成，所述滑轨一（31）和所述滑轨二（32）之间的空间用作排布所述滑台侧丝杠（35），所述安装板（34）的两侧分别通过至少一块滑台侧滑块（33）与对应的滑轨相连接。

5.根据权利要求1或2所述精巧型工程施工机器人，其特征在于，所述行走单元（1）还包括有履带（13），所述履带（13）套装在所述行走单元（1）的对应行走轮（12）上。

6.根据权利要求1所述精巧型工程施工机器人，其特征在于，所述施工轨迹调整单元（4）的第一竖向机械臂（41）主要由臂体一（411）、丝杠一（412）、滑块一（413）和驱动电机一（414）组成，所述臂体一（411）的高度方向上具有能够排布所述丝杠一（412）的空间及能够排布所述滑块一（413）的滑轨结构，所述丝杠一（412）通过轴承组件沿着所述臂体一（411）的高度方向装配在所述臂体一（411）上，所述丝杠一（412）的一端与所述驱动电机一（414）的输出轴相连接，所述滑块一（413）装配在所述丝杠一（412）上、且与所述臂体一（411）上的滑轨结构相连接，所述施工轨迹调整单元（4）的横向机械臂（43）上具有横臂侧铰座一（431），所述横向机械臂（43）通过所述横臂侧铰座一（431）铰接在所述第一竖向机械臂（41）的滑块一（413）上；和/或，所述施工轨迹调整单元（4）的第二竖向机械臂（42）主要由臂体二（421）、丝杠二（422）、滑块二（423）和驱动电机二（424）组成，所述臂体二（421）的高度方向上具有能够排布所述丝杠二（422）的空间及能够排布所述滑块二（423）的滑轨结构，所述丝杠二（422）通过轴承组件沿着所述臂体二（421）的高度方向装配在所述臂体二（421）上，所述丝杠二（422）的一端与所述驱动电机二（424）的输出轴相连接，所述滑块二（423）装配在所述丝杠二（422）上、且与所述臂体二（421）上的滑轨结构相连接，所述横向机械臂（43）上具有横臂侧铰座二（434），所述横向机械臂（43）通过所述横臂侧铰座二（434）铰接在所述第二竖向机械臂（42）的滑块二（423）上。

7.根据权利要求1或6所述精巧型工程施工机器人，其特征在于：所述施工轨迹调整单元（4）的第一竖向机械臂（41）和所述第二竖向机械臂（42）之间设置有支撑板（44）。

8.根据权利要求1或6所述精巧型工程施工机器人，其特征在于：所述施工轨迹调整单元（4）的横向机械臂（43）主要由从前而后依次连接在一起的横臂侧铰座三（435）、横臂侧铰座一（431）、伸缩机构（433）、横臂侧铰座二（434）组成，所述伸缩机构（433）为气缸结构，所述横臂侧铰座三（435）用作连接幅宽调整单元（5）的后动臂（51），所述横臂侧铰座一（431）用作连接第一竖向机械臂（41），所述横臂侧铰座二（434）用作连接第二竖向机械臂（42）。

9.根据权利要求1所述精巧型工程施工机器人，其特征在于：所述幅宽调整单元（5）的回转电机（54）输出轴连接在所述后动臂（51）与所述横向机械臂（43）之间的连杆轴（436）上，所述连杆轴（436）通过轴承组件装配在所述横向机械臂（43）前端处的铰座上，所述连杆轴（436）的旋转动作带动所述后动臂（51）对应摆动。

10.根据权利要求1所述精巧型工程施工机器人，其特征在于：所述施工操作单元（6）连接的施工器具（62）为松土器、耙子或铲斗。

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