CN113085671B - 一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，包括：接触网吊柱，所述接触网吊柱固定设置在液压夹持组件上，且液压夹持组件端部与第一轴关节部件固定设置，同时第一轴关节部件的底部设置有第二轴关节部件，第二轴关节部件的右侧安装有第三轴关节部件；液压夹持组件，所述液压夹持组件中设置有两组液压自定心夹具，且液压自定心夹具的底部安装有尼龙夹头，同时尼龙夹头的外侧设置有尼龙夹头安装板；第一轴关节部件，所述第一轴关节部件的顶部是第一伺服电机，且第一伺服电机的下侧安装有第一行星减速机。该隧道接触网吊柱安装多关节机器人，以机器人代替人工操作，可以确保吊柱安装精度并提高吊柱安装效率。
Description
技术领域
本发明涉及基建施工领域，具体为一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人。
背景技术
近年来，我国高铁迅猛发展，高铁里程逐年提高，提高施工效率，保证工程质量是当前铁路发展的首要要求；接触网系统作为电气化铁路牵引供电系统中的重要组成部分，是给电力机车不间断地、可靠地提供电力来源的重要保证；接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路；其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础等几部分组成；当前国内外隧道内的接触网上部结构件安装，均采用人工完成，即搭设脚手架，由人力将吊柱吊至隧道顶部，并在脚手架上对位安装；脚手架、吊装装置属笨重无动力设备，其隧道内移动困难、安全防护性差、占用人手多，在施工安全上存在较大的隐患，已不能满足现阶段施工进度及工效的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，以解决上述背景技术中提到的缺陷。
为实现上述目的，提供一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，包括：
接触网吊柱，所述接触网吊柱固定设置在液压夹持组件上，且液压夹持组件端部与第一轴关节部件固定设置，同时第一轴关节部件的底部设置有第二轴关节部件，第二轴关节部件的右侧安装有第三轴关节部件；
液压夹持组件，所述液压夹持组件中设置有两组液压自定心夹具，且液压自定心夹具的底部安装有尼龙夹头，同时尼龙夹头的外侧设置有尼龙夹头安装板；
第一轴关节部件，所述第一轴关节部件的顶部是第一伺服电机，且第一伺服电机的下侧安装有第一行星减速机，同时第一行星减速机的下侧安装有RV减速机安装座；
液压倾翻机构，所述液压倾翻机构的倾翻液压缸尾部安装在第七轴水平进给部件上，且倾翻液压缸的头部与倾翻摆臂连接；第五回转轴关节部件上方安装有第四轴关节部件，且第五回转轴关节部件底部安装有第六轴关节部件；
第七轴水平进给部件，所述第七轴水平进给部件的伺服丝杆传动机构安装在水平底座的上方，且伺服丝杆传动机构的左上侧安装有倾翻底座，倾翻底座的下方设置有滑块；
第八轴回转关节部件，所述第八轴回转关节部件安装在第九轴升降进给部件的上方，且第九轴升降进给部件上的固定内框架固定在作业车上方，同时固定内框架外侧四周安装有导轨滑块，电动缸安装在固定内框架的侧面。
优选的，所述液压夹持组件包括液压自定心夹具、夹具安装底座、尼龙夹头安装板和尼龙夹头，且尼龙夹头是由两组弧形板组成，尼龙夹头安装板的剖面为“F”形设置。
优选的，所述第一轴关节部件包括第一伺服电机、第一行星减速机、芯轴、第一RV减速机、转接盘和RV减速机安装座，且第一伺服电机、第一行星减速机形成一级传动结构，第一RV减速机和小齿轮组成二级传动结构。
优选的，所述液压倾翻机构包括倾翻液压缸、倾翻摆臂和倾翻轴承座，且液压倾翻机构为横向移动结构，液压倾翻机构上安装有倾翻锁紧机构。
优选的，所述第七轴水平进给部件包括伺服丝杆传动机构、倾翻底座、滑块和水平底座，且倾翻底座为水平横向移动结构。
优选的，所述第八轴回转关节部件包括推力球轴承、第二RV减速机、第二行星减速机和第二伺服电机，且第二伺服电机与第二行星减速机形成一级减速结构，第二RV减速机形成二级减速结构。
优选的，所述第九轴升降进给部件包括升降外框架、电动缸、第三伺服电机、固定内框架、导轨滑块和备用液压缸。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：当电动缸故障时，拆除第三伺服电机，可启用备用液压缸，备用液压缸尾部安装在固定内框架上，通过电磁换向阀控制备用液压缸进行上升，缸头与升降外框架上部底面连接，从而将升降外框架进行顶起，以机器人代替人工操作，可以确保吊柱安装精度并提高吊柱安装效率。
附图说明
图1为本发明结构正视示意图；
图2为本发明结构图1的立体图；
图3为本发明结构图1的俯视图；
图4为本发明结构图1的侧视图；
图5为本发明结构液压夹持组件示意图；
图6为本发明结构图5的三维图；
图7为本发明结构图5的侧视图；
图8为本发明结构第一轴关节部件示意图；
图9为本发明结构图8的俯视图；
图10为本发明结构图9中的A-A剖面示意图；
图11为本发明结构液压倾翻机构示意图；
图12为本发明结构第七轴水平进给部件示意图；
图13为本发明结构第八轴回转关节部件示意图；
图14为本发明结构第九轴升降进给部件示意图。
图中标号：1、接触网吊柱；2、液压夹持组件；2-1、液压自定心夹具；2-2、夹具安装底座；2-3、尼龙夹头安装板；2-4、尼龙夹头；3、第一轴关节部件；3-1、第一伺服电机；3-2、第一行星减速机；3-3、芯轴；3-4、第一RV减速机；3-5、转接盘；3-6、RV减速机安装座；4、第二轴关节部件；5、第三轴关节部件；6、第四轴关节部件；7、第五回转轴关节部件；8、第六轴关节部件；9、液压倾翻机构；9-1、倾翻液压缸；9-2、倾翻摆臂；9-3、倾翻轴承座；10、倾翻锁紧机构；11、第七轴水平进给部件；11-1、伺服丝杆传动机构；11-2、倾翻底座；11-3、滑块；11-4、水平底座；12、第八轴回转关节部件；12-1、推力球轴承；12-2、第二RV减速机；12-3、第二行星减速机；12-4、第二伺服电机；13、第九轴升降进给部件；13-1、升降外框架；13-2、电动缸；13-3、第三伺服电机；13-4、固定内框架；13-5、导轨滑块；13-6、备用液压缸。
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1-14，本发明提供一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，包括：接触网吊柱1、液压夹持组件2、第一轴关节部件3、液压倾翻机构9、第七轴水平进给部件11和第八轴回转关节部件12；
接触网吊柱1固定设置在液压夹持组件2上，且液压夹持组件2端部与第一轴关节部件3固定设置，同时第一轴关节部件3的底部设置有第二轴关节部件4，第二轴关节部件4的右侧安装有第三轴关节部件5；
液压夹持组件2中设置有两组液压自定心夹具2-1，且液压自定心夹具2-1的底部安装有尼龙夹头2-4，同时尼龙夹头2-4的外侧设置有尼龙夹头安装板2-3；
第一轴关节部件3的顶部是第一伺服电机3-1，且第一伺服电机3-1的下侧安装有第一行星减速机3-2，同时第一行星减速机3-2的下侧安装有RV减速机安装座3-6；
液压倾翻机构9的倾翻液压缸9-1尾部安装在第七轴水平进给部件11上，且倾翻液压缸9-1的头部与倾翻摆臂9-2连接；第五回转轴关节部件7上方安装有第四轴关节部件6，且第五回转轴关节部件7底部安装有第六轴关节部件8；
第七轴水平进给部件11的伺服丝杆传动机构11-1安装在水平底座11-4的上方，且伺服丝杆传动机构11-1的左上侧安装有倾翻底座11-2，倾翻底座11-2的下方设置有滑块11-3；
第八轴回转关节部件12安装在第九轴升降进给部件13的上方，且第九轴升降进给部件13上的固定内框架13-4固定在作业车上方，同时固定内框架13-4外侧四周安装有导轨滑块13-5，电动缸13-2安装在固定内框架13-4的侧面。
作为一种较佳的实施方式，液压夹持组件2包括液压自定心夹具2-1、夹具安装底座2-2、尼龙夹头安装板2-3和尼龙夹头2-4，且尼龙夹头2-4是由两组弧形板组成，尼龙夹头安装板2-3的剖面为“F”形设置。
液压自定心夹具2-1通过液压系统进行控制，工作压力为34MPa，夹持负载为300Kg，通过电磁换向阀控制2套液压自定心夹具2-1进行同步打开或夹紧，实现对接触网吊柱1的抓取或松开。
作为一种较佳的实施方式，第一轴关节部件3包括第一伺服电机3-1、第一行星减速机3-2、芯轴3-3、第一RV减速机3-4、转接盘3-5和RV减速机安装座3-6，且第一伺服电机3-1、第一行星减速机3-2形成一级传动结构，第一RV减速机3-4和小齿轮组成二级传动结构。
第一伺服电机通过第一行星减速机3-2进行一级传动，然后通过RV减速机安装座3-6进行二级传动，带动末端的液压夹持组件2进行转动。
同样第2至6轴关节部件均采用同样的结构方式实现各个关节的转动；此处不再赘述。
作为一种较佳的实施方式，液压倾翻机构9包括倾翻液压缸9-1、倾翻摆臂9-2和倾翻轴承座9-3，且液压倾翻机构9为横向移动结构，液压倾翻机构9上安装有倾翻锁紧机构10。
倾翻液压缸9-1尾部安装在第七轴水平进给部件11上，其头部与倾翻摆臂9-2连接，通过液压缸装置的伸缩实现倾翻摆臂9-2的水平状态和竖直状态切换；倾翻轴承座9-3，起到支撑转动作用；倾翻轴承座9-3处于竖直位置时，侧方倾翻锁紧机构10的液压缸伸出作用，锁定销轴倾翻摆臂9-2的销孔处，将倾翻摆臂9-2进行锁紧定位，起到安全保护作用。
作为一种较佳的实施方式，第七轴水平进给部件11包括伺服丝杆传动机构11-1、倾翻底座11-2、滑块11-3和水平底座11-4，且倾翻底座11-2为水平横向移动结构。
通过伺服电机装置带动丝杆转动，从而带动上方的倾翻底座11-2进行水平前进或后退动作，从而实现上部所有结构的水平移动工作。
作为一种较佳的实施方式，第八轴回转关节部件12包括推力球轴承12-1、第二RV减速机12-2、第二行星减速机12-3和第二伺服电机12-4，且第二伺服电机12-4与第二行星减速机12-3形成一级减速结构，第二RV减速机12-2形成二级减速结构。
通过第二伺服电机12-4带动第二行星减速机12-3进行一级减速，然后再与第二RV减速机12-2传动进行二级减速，第二RV减速机12-2的输出端与水平底座11-4连接，带动上部整体转动，其中推力球轴承12-1起到支撑转动作用。
作为一种较佳的实施方式，第九轴升降进给部件13包括升降外框架13-1、电动缸13-2、第三伺服电机13-3、固定内框架13-4、导轨滑块13-5和备用液压缸13-6。
通过第三伺服电机13-3驱动电动缸13-2，电动缸13-2头部上升，将升降外框架13-1顶起，从而带动上部所有机构整体上升或下降。
当电动缸13-2故障时，拆除第三伺服电机13-3，可启用备用液压缸13-6，备用液压缸13-6尾部安装在固定内框架13-4上，通过电磁换向阀控制备用液压缸13-6进行上升，缸头与升降外框架13-1上部底面连接，从而将升降外框架13-1进行顶起，以机器人代替人工操作，可以确保吊柱安装精度并提高吊柱安装效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，其特征在于，包括：
接触网吊柱(1)，所述接触网吊柱(1)固定设置在液压夹持组件(2)上，且液压夹持组件(2)端部与第一轴关节部件(3)固定设置，同时第一轴关节部件(3)的底部设置有第二轴关节部件(4)，第二轴关节部件(4)的右侧安装有第三轴关节部件(5)；
液压夹持组件(2)，所述液压夹持组件(2)中设置有两组液压自定心夹具(2-1)，且液压自定心夹具(2-1)的底部安装有尼龙夹头(2-4)，同时尼龙夹头(2-4)的外侧设置有尼龙夹头安装板(2-3)；
第一轴关节部件(3)，所述第一轴关节部件(3)的顶部是第一伺服电机(3-1)，且第一伺服电机(3-1)的下侧安装有第一行星减速机(3-2)，同时第一行星减速机(3-2)的下侧安装有RV减速机安装座(3-6)；
液压倾翻机构(9)，所述液压倾翻机构(9)的倾翻液压缸(9-1)尾部安装在第七轴水平进给部件(11)上，且倾翻液压缸(9-1)的头部与倾翻摆臂(9-2)连接；第五回转轴关节部件(7)上方安装有第四轴关节部件(6)，且第五回转轴关节部件(7)底部安装有第六轴关节部件(8)；
第七轴水平进给部件(11)，所述第七轴水平进给部件(11)的伺服丝杆传动机构(11-1)安装在水平底座(11-4)的上方，且伺服丝杆传动机构(11-1)的左上侧安装有倾翻底座(11-2)，倾翻底座(11-2)的下方设置有滑块(11-3)；
第八轴回转关节部件(12)，所述第八轴回转关节部件(12)安装在第九轴升降进给部件(13)的上方，且第九轴升降进给部件(13)上的固定内框架(13-4)固定在作业车上方，同时固定内框架(13-4)外侧四周安装有导轨滑块(13-5)，电动缸(13-2)安装在固定内框架(13-4)的侧面。
2.根据权利要求1所述的一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，其特征在于：所述液压夹持组件(2)包括液压自定心夹具(2-1)、夹具安装底座(2-2)、尼龙夹头安装板(2-3)和尼龙夹头(2-4)，且尼龙夹头(2-4)是由两组弧形板组成，尼龙夹头安装板(2-3)的剖面为“F”形设置。
3.根据权利要求1所述的一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，其特征在于：所述第一轴关节部件(3)包括第一伺服电机(3-1)、第一行星减速机(3-2)、芯轴(3-3)、第一RV减速机(3-4)、转接盘(3-5)和RV减速机安装座(3-6)，且第一伺服电机(3-1)、第一行星减速机(3-2)形成一级传动结构，第一RV减速机(3-4)和小齿轮组成二级传动结构。
4.根据权利要求1所述的一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，其特征在于：所述液压倾翻机构(9)包括倾翻液压缸(9-1)、倾翻摆臂(9-2)和倾翻轴承座(9-3)，且液压倾翻机构(9)为横向移动结构，液压倾翻机构(9)上安装有倾翻锁紧机构(10)。
5.根据权利要求1所述的一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，其特征在于：所述第七轴水平进给部件(11)包括伺服丝杆传动机构(11-1)、倾翻底座(11-2)、滑块(11-3)和水平底座(11-4)，且倾翻底座(11-2)为水平横向移动结构。
6.根据权利要求1所述的一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，其特征在于：所述第八轴回转关节部件(12)包括推力球轴承(12-1)、第二RV减速机(12-2)、第二行星减速机(12-3)和第二伺服电机(12-4)，且第二伺服电机(12-4)与第二行星减速机(12-3)形成一级减速结构，第二RV减速机(12-2)形成二级减速结构。
7.根据权利要求1所述的一种隧道接触网吊柱安装多关节机器人，其特征在于：所述第九轴升降进给部件(13)包括升降外框架(13-1)、电动缸(13-2)、第三伺服电机(13-3)、固定内框架(13-4)、导轨滑块(13-5)和备用液压缸(13-6)。
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