CN113103251B - 耐辐照核应急多功能拆解机器人 - Google Patents
耐辐照核应急多功能拆解机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113103251B CN113103251B CN202110384713.2A CN202110384713A CN113103251B CN 113103251 B CN113103251 B CN 113103251B CN 202110384713 A CN202110384713 A CN 202110384713A CN 113103251 B CN113103251 B CN 113103251B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mechanical arm
- chuck
- arm assembly
- assembly
- sawing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
- B25J5/005—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on endless tracks or belts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
- B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
- B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本申请涉及一种耐辐照核应急多功能拆解机器人,包括有移动底盘、机械臂组件、刀具库和动力组件,机械臂组件包括固定机架、并联机械臂和机械手,并联机械臂可转动地连接在固定机架上,机械手安装在并联机械臂的末端,且机械手可拆卸地连接有末端工具快换装置;刀具库上设置有铣刀存放模块和锯切刀存放模块,铣刀存放模块内盛放有多个尺寸各异的铣削刀具,锯切刀存放模块内盛放有多个尺寸各异的锯切刀具,末端工具快换装置包括旋转夹头和驱动装置。如此设置,通过机械臂组件和末端工具快换装置的配合,实现了铣削和锯切两种大负载高精度拆解作业,以及在不同工况下对不同末端工具的快速更换,并能够灵活且精确的控制末端工具的位置和姿态。
Description
技术领域
本申请涉及耐辐照核应急机器人技术领域,更具体地说,涉及一种耐辐照核应急多功能拆解机器人。
背景技术
核事故灾害环境具有强辐射、通讯受阻、作业任务复杂、作业对象不明确等特点,人工救援难以开展。涉核装置事故应急处置机器人在核事故复杂危险辐射环境下采用人机交互远程操作和自律协同方式完成进入核心区、环境探测和拆解搬运处置作业等任务。当重大核事故发生时,应急救援人员会第一时间使用耐辐照核应急机器人进入事故现场应急救援,而核事故现场失控的放射性物质会产生大量的α、β、γ和中子射线,同时事故现场还可能伴随严重的放射性气溶胶污染,因此应急工作人员受放射性影响,往往只能在较远的距离进行应急工作,并且为了拆解或维修各种管道或设备等,需要不同的拆解工具,从而需要机器人具备自动更换拆解工具的功能。
在救援过程中一般需要核应急救援机器人携带多种末端执行器进入高辐射现场进行不同种类的操作,比如高速切削、锯切、焊接、物料搬运等,而若需要实现不同种类的操作以及末端工具更换,则需要拆解机器人具备较强的机动灵活性、较好的机械刚度、较大的负载能力和较高的作业位置和姿态精度,而现有的核应急机器人无法实现辐射环境下的铣削和锯切多功能拆解作业,不能灵活且精确的控制末端工具的位置和姿态,而无法进行精确地操作,且不便于进行末端工具的更换。
因此,如何解决现有的核应急机器人无法实现辐射环境下的铣削和锯切多功能拆解作业,不能灵活且精确的控制末端工具的位置和姿态,且不能进行末端工具的更换的问题,是本领域技术人员所要解决的关键技术问题。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题,本申请的目的在于提供一种耐辐照核应急多功能拆解机器人,其能够解决现有的核应急机器人无法实现辐射环境下的铣削和锯切多功能拆解作业,不能灵活且精确的控制末端工具的位置和姿态,且不能进行末端工具的更换的问题。本申请提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
本申请提供了一种耐辐照核应急多功能拆解机器人,包括有移动底盘、连接所述移动底盘上的机械臂组件、刀具库和动力组件,所述机械臂组件包括有与所述移动底盘可旋转连接的固定机架、具有三个自由度的并联机械臂和具有两个自由度的机械手,所述并联机械臂可转动地连接在所述固定机架上,所述机械手安装在所述并联机械臂的末端,且所述机械手可拆卸地连接有末端工具快换装置;所述刀具库上设置有铣刀存放模块和锯切刀存放模块,所述铣刀存放模块内盛放有多个铣削刀具,所述锯切刀存放模块内盛放有多个锯切刀具,多个所述铣削刀具的尺寸各异,多个所述锯切刀具的尺寸各异,所述末端工具快换装置包括有用于夹持所述铣削刀具或所述锯切刀具的旋转夹头和用于控制所述旋转夹头夹紧和松开的驱动装置。
优选地,所述移动底盘包括有移动平台、位于所述移动平台左右两侧的履带行走装置、分布在所述移动平台的外周用于支撑所述移动平台的至少三个调平支腿、分布在所述移动平台的外周用于获取避障信息的第一激光雷达、位于所述移动平台的前侧用于获取环境信息的第二激光雷达和核心控制部件,各个所述调平支腿的下端设置有用于感应支撑压力的调平传感器,所述调平支腿与所述调平传感器可通信地连接、并根据所述调平支腿的感应值调节所述调平支腿的支撑长度;所述第一激光雷达、所述第二激光雷达和所述履带行走装置均与所述核心控制部件通信连接,所述核心控制部件根据所述第一激光雷达获取的避障信息控制所述履带行走装置执行避障动作,所述核心控制部件根据所述第二激光雷达获取的环境信息构建环境地图、并根据所述履带行走装置的里程信息确定自身处于所述环境地图中的坐标。
优选地,所述移动平台中部设置有用于容纳所述核心控制部件的耐辐照空腔。
优选地,所述动力组件包括电池组和位于所述电池组与所述机械臂组件之间的压力泵,所述压力泵与所述电池组电连接,所述压力泵和所述机械臂组件管路连接、并带动着所述机械臂组件动作。
优选地,所述动力组件包括发电机和压力泵,所述压力泵与所述发电机电连接,所述压力泵和所述机械臂组件管路连接、并带动着所述机械臂组件动作。
优选地,所述压力泵和所述移动底盘之间设置有减震垫块。
优选地,所述动力组件还包括有位于所述电池组与所述机械臂组件之间的压力罐,所述压力泵和所述压力罐管路连接。
优选地,所述固定机架通过回转支承与所述移动底盘可旋转地连接;所述机械臂组件还包括有用于驱动所述固定机架旋转的驱动单元,所述驱动单元包括有与所述固定机架相连接的齿轮、设置在所述回转支承上的齿圈和用于驱动所述齿轮转动的驱动电机,所述齿轮位于所述齿圈内、并与所述齿圈相啮合,所述驱动电机设置在所述固定机架上。
优选地,所述驱动装置包括有与机械臂固定连接的气动主轴、用于给所述旋转夹头供气和放气的夹头进气管和夹头出气管、用于控制所述夹头进气管和所述夹头出气管通断的第一控制阀,所述旋转夹头设置在所述气动主轴的末端,所述第一控制阀设置在所述气动主轴上,且所述第一控制阀与所述夹头进气管和所述夹头出气管相连接、以用于控制所述夹头进气管和所述夹头出气管的通断。
优选地,所述动力组件的外侧设置有耐辐照外壳。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:
机械臂组件具有六个自由度,采用并联与串联的混合构型,具体很好的机械刚度和灵活性,可以实现铣削和锯切两种大负载高精度拆解作业;可以实现末端工具空间和平面内的移动或转动,从而可以精确控制末端工具的轨迹和姿态,使操作更为精确,可以灵活且精确的控制末端工具的位置和姿态,并精确地进行末端工具的更换;而且,进行末端工具更换时,首先机械臂组件带动末端工具快换装置移动到所需尺寸的铣削刀具或锯切刀具处,并且机械臂组件向前推动旋转夹头到达铣削刀具或锯切刀具的位置处,驱动装置控制旋转夹头处于松开状态,机械臂组件继续向前推进旋转接头,使铣削刀具或锯切刀具进入到铣刀存放模块或锯切刀存放模块内,从而将铣削刀具或锯切刀具放回到刀具库内;然后再通过机械臂组件带动末端工具快换装置移动至所需要铣削刀具或锯切刀具的位置处,驱动装置控制旋转夹头处于松开状态,机械臂组件继续向前推进旋转接头,当旋转接头与铣削刀具或锯切刀具相连接后,驱动装置控制旋转夹头夹紧,从而使铣削刀具或锯切刀具安装在末端工具快换装置上,然后机械臂组件后退将铣削刀具或锯切刀具从刀具库上拨出,以便进行后续任务作业。如此设置,通过机械臂组件和末端工具快换装置的配合,实现了在不同工况下对不同末端工具的快速更换。
进一步地,通过履带行走装置带动着移动平台移动,以使得移动底盘牵引附着性能好,牵引力大、稳定性好,在坡地、粘重、潮湿地及沙土地的使用具有更好的性能。而且,各个调平支腿的下端设置有调平传感器,用于感应调平支腿与支撑地面之间的支撑压力,调平支腿与调平传感器可通信地连接、并根据调平支腿的感应值调节调平支腿的伸缩长度,当调平支腿感应的压力较小时,适当地增大调平支撑腿的支撑长度,当调平支腿感应的压力较大时,适当地减小调平支撑腿的支撑长度,这样,本移动底座可以通过自适应地调节而适用于各种不平整的路面,保证耐辐照核应急机器人在工作时保持平稳。在移动底盘行进过程中,核心控制部件根据第一激光雷达获取的避障信息控制履带行走装置执行避障动作,可以防止移动底盘与障碍物发生碰撞,避免设备损耗和时间耽搁;而且,核心控制部件根据第二激光雷达获取的环境信息构建环境地图,以便于移动底盘根据环境地图的路况行进和支撑,同时核心控制部件根据履带行走装置的里程信息确定自身处于环境地图中的坐标,进而实现对实时路况的激光定位导航,有利于工作人员远程获取环境信息并制定应急路线和措施。需要说明的是,通过构建环境地图来获取实时路况,可以确定移动底盘停靠的位置,以保证移动底盘停靠的位置平稳,同时配合自适应支撑的调节支腿保持进一步地平稳可靠。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一些示例性实施例示出的耐辐照核应急多功能拆解机器人的第一种结构图;
图2是根据一些示例性实施例示出的耐辐照核应急多功能拆解机器人的第一种结构图;
图3是根据一些示例性实施例示出移动底盘的立体图;
图4是根据一些示例性实施例示出的移动底盘的主视图;
图5是根据一些示例性实施例示出的调平支腿的结构示意图;
图6是根据一些示例性实施例示出的机械臂组件的立体图;
图7是根据一些示例性实施例示出的并联机械臂与机械手的连接关系图;
图8是根据一些示例性实施例示出的并联机械臂的立体图;
图9是根据一些示例性实施例示出的机械手的立体图;
图10是根据一些示例性实施例示出的固定机架的剖视图;
图11是根据一些示例性实施例示出的末端工具快换装置的立体图;
图12是根据一些示例性实施例示出的末端工具快换装置的立体图;
图13是根据一些示例性实施例示出的末端工具快换装置的分解图;
图14是根据一些示例性实施例示出的旋转夹头的立体图;
图15是根据一些示例性实施例示出的将刀具库的主面板隐藏后的主视图;
图16是根据一些示例性实施例示出的锯切刀具安装在安装座内的示意图;
图17是根据一些示例性实施例示出的铣削刀具位于快速插拔模块内的立体图;
图18是根据一些示例性实施例示出的快速插拔模块的分解图一;
图19是根据一些示例性实施例示出的快速插拔模块的分解图二;
图20是根据一些示例性实施例示出的外壳的剖视图。
图中:11、移动平台;12、履带行走装置;13、调平支腿;14、调平传感器;15、耐辐照空腔;16、第一激光雷达;17、第二激光雷达;121、行走架;122、驱动轮;123、导向轮;
21、电池组;22、压力泵;23、压力罐;24、刀具库;25、减震垫块;26、发电机;
31、回转支承;32、固定机架;33、并联主轴;34、第一副轴组件;35、第二副轴组件;36、第三副轴组件;37、动平台;38、机械手;39、第一转动支架;310、第二转动支架;311、连接座;312、连接头;313、主动轮;314、从动轮;315、传动带;316、推动电机;317、外管;318、推杆;319、驱动电机;320、齿轮;321、齿圈;322、旋转电机;323、球铰链;324、滑轨;325、激光传感器安装位置;
41、铣削刀具;42、锯切刀具;43、气动主轴;44、旋转夹头;45、夹头进气管;46、夹头出气管;47、第一控制阀;48、主轴进气管;49、主轴出气管;410、第二控制阀;411、供气管;412、法兰盘;413、夹板;414、定位槽;415、快速插拔模块;416、安装座;417、外壳;418、楔形筒夹;419、限位转环;420、弹簧;421、第一凸部;422、卡槽;423、第二凸部;424、第三凸部;425、凹槽;426、铣刀冷却喷管;427、锯切刀冷却喷管;428、冷却箱。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与本申请的一些方面相一致的装置或方法的例子。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
以下,参照附图对实施例进行说明。此外,下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外,下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
参考图1-图20,本具体实施方式提供了一种耐辐照核应急多功能拆解机器人,包括有移动底盘、机械臂组件、刀具库24和动力组件,其中,机械臂组件和动力组件均设置在移动底盘上,并由移动底盘承载和带动行进,机械臂组件用于对设置在移动底盘的前部,用于对障碍物进行拆卸除障,动力组件设置在移动底盘的后部,用于给机械臂组件提供动力、以带动机械臂组件动作。
其中,机械臂组件包括有固定机架32、并联机械臂和机械手38,并联机械臂可转动地连接在固定机架32上、以使并联机械臂能够相对于固定机架32转动,机械手38安装在并联机械臂的末端、以使机械手38随并联机械臂同步移动或转动,并且机械手38上可拆卸地连接有末端工具快换装置、以便于进行作业。
其中,并联机械臂具有三个自由度,机械手38具有两个自由度,这样,可以使机械臂组件具有五个自由度;并且,通过机械臂组件相对于移动底盘的旋转运动,使机械臂组件增加一个自由度,从而使机械臂组件能够获得六个自由度。
如此设置,机械臂组件具有六个自由度,可以实现末端工具空间和平面内的移动或转动,从而可以精确控制末端工具的轨迹和姿态,使操作更为精确,有利于精确地操作并进行末端工具的更换。
刀具库24上设置有铣刀存放模块和锯切刀存放模块,铣刀存放模块内盛放有多个铣削刀具41,锯切刀存放模块内盛放有多个锯切刀具42,并且,末端工具快换装置包括有旋转夹头44和驱动装置,旋转夹头44用于夹持铣削刀具41或锯切刀具42,驱动装置用于驱动旋转夹头44夹紧和松开,以将铣削刀具41或锯切刀具42夹紧或松开,从而实现末端工具的快速更换。这里,多个铣削刀具41的尺寸各异,多个锯切刀具42的尺寸各异,以便于选择需要的铣削刀具41或锯切刀具42。
在进行末端工具更换时,首先机械臂组件带动末端工具快换装置移动到刀具库24的适当位置,即机械臂组件带动末端工具快换装置移动到所需尺寸的铣削刀具41或锯切刀具42的位置处,并且机械臂组件向前推动旋转夹头44到达铣削刀具41或锯切刀具42处,驱动装置控制旋转夹头44处于松开状态,机械臂组件继续向前推进旋转接头,使铣削刀具41或锯切刀具42进入到铣刀存放模块或锯切刀存放模块内,从而将铣削刀具41或锯切刀具42放回到刀具库24内;然后,再通过机械臂组件带动末端工具快换装置移动至所需要铣削刀具41或锯切刀具42的位置处,驱动装置控制旋转夹头44处于松开状态,机械臂组件继续向前推进旋转接头,当旋转接头与铣削刀具41或锯切刀具42相连接后,驱动装置控制旋转夹头44夹紧,从而使铣削刀具41或锯切刀具42安装在末端工具快换装置上,然后机械臂组件后退将铣削刀具41或锯切刀具42从刀具库24上拨出,以便进行后续任务作业。
如此设置,通过机械臂组件和末端工具快换装置的配合,实现了在不同工况下对不同末端工具的快速更换,并能够灵活且精确的控制末端工具的位置和姿态。
一些实施例1
一些实施例中,如图3-5所示,移动底盘包括有移动平台11、履带行走装置12和调平支腿13,其中,移动平台11用于对耐辐照核应急机器人的其他结构进行承载支撑,比如动力组件和机械臂;履带行走装置12设置有两个、并分别连接在移动平台11的左右两侧,通过履带行走装置12带动着移动平台11移动,以使得移动底盘牵引附着性能好,牵引力大、稳定性好,在坡地、粘重、潮湿地及沙土地的使用具有更好的性能。
调平支腿13设置有至少三个、并分布在移动平台11的外周,在行进时,调平支腿13收起,履带行走装置12对移动平台11进行支撑,当耐辐照核应急机器人需要作业时,调平支腿13放下并支撑底座,进而在移动平台11的四周形成稳定的支撑,防止移动平台受力倾斜翻倒。
而且,各个调平支腿13的下端设置有调平传感器14,用于感应调平支腿13与支撑地面之间的支撑压力,调平支腿13与调平传感器14可通信地连接、并根据调平支腿13的感应值调节调平支腿13的伸缩长度,这里,调平支腿13与调平传感器14可以通过核心控制部件来实现连接控制。当调平支腿13感应的压力较小时,适当地增大调平支腿13的支撑长度,当调平支腿13感应的压力较大时,适当地减小调平支腿13的支撑长度,这样,本移动底座可以通过自适应地调平支腿13而适用于各种不平整的路面,保证耐辐照核应急机器人在工作时保持平稳。
这里,调平支腿13可以设置为伸缩结构,具体地,可以通过电机带动丝杠螺母的结构,也可以是液压缸或者气压缸的形式;调平传感器14设置为压力传感器,当然,也可以在调平支腿13的下端设置支撑座,以增大与地面的接触面积,压力传感器设置在调平支腿13和支撑座之间、并感应两者之间压力。
移动底盘还包括有第一激光雷达16、第二激光雷达17和核心控制部件,第一激光雷达16设置有多个、并分布在移动平台11的外周,用于获取避障信息,这里的避障信息为移动平台的周围的障碍信息,以便于移动底盘在行进时躲避障碍;第二激光雷达17设置在移动平台11的前侧,用于获取环境信息,这里的环境信息为移动底盘前侧行进路线的环境信息,以便于移动底盘根据实际环境行进。
具体地,第一激光雷达16设置为固态激光雷达,固态激光雷达设置有五个、并分布在移动平台11的后侧和左右两侧,固态激光雷达具有高灵敏度的特点,可以及时获取避障信息,做出避障动作。第二激光雷达17设置为多线激光雷达,其能够同时发射及接收多束激光,进而快速获取周围环境的3D扫描图。
第一激光雷达16、第二激光雷达17和履带行走装置12均与核心控制部件通信连接,在移动底盘行进过程中,核心控制部件根据第一激光雷达16获取的避障信息控制履带行走装置12执行避障动作,可以防止移动底盘与障碍物发生碰撞,避免设备损坏和时间耽搁;而且,核心控制部件根据第二激光雷达17获取的环境信息构建环境地图,以便于移动底盘根据环境地图的路况行进和支撑,同时核心控制部件根据履带行走装置12的里程信息确定自身处于环境地图中的坐标,进而实现对实时路况的激光定位导航,有利于工作人员远程获取环境信息并制定应急路线和措施。
需要说明的是,通过构建环境地图来获取实时路况,可以确定移动底盘停靠的位置,以保证移动底盘停靠的位置平稳,同时配合自适应支撑的调平支腿13保持进一步地平稳可靠。
如此设置,通过调平支腿13对移动平台11的自适应支撑,并通过构建环境地图自动导航行进路线,可以使耐辐照核应急机器人在各种不平整的路况能够准确高效地进行远程应急处置工作,进而提升救援的效率,同时行进过程中附着性好,稳定性强。
本实施例中,移动底座还包括有耐辐照空腔15,其中,耐辐照空腔15设置在移动平台11的中部,且内部具有较好的耐辐照性能,将核心控制部件布置在耐辐照空腔15内,可以防止外界的核辐射对控制系统造成干扰以及损害,进而有利于提升使用寿命和稳定性。
一些实施例中,履带行走装置12的前端向上倾斜、并与水平方向构成25-32度倾角,当移动底盘向前行进,由平面进入斜坡的过渡过程中增大履带的接触面积,可以较好地提升爬坡能力。具体地,履带行走装置12的前端倾斜角度可以设置为30度。
这里,履带行进装置包括有行走架121、驱动轮122、导向轮123和履带,其中,行走架121固定在移动平台11的左右侧面;导向轮123和驱动轮122分别位于行走架121的前后两端,履带包覆在导向轮123、驱动轮122和行走架121的外周,通过驱动轮122转动带动履带沿行走架121的外周环绕,进而实现行进。其中,导向轮123高于行走架121和驱动轮122,以使得位于前端的部分履带向上翘起、并与水平面形成夹角,以保证爬坡能力。
具体地,履带设置为橡胶履带,保证与地面具有较好的接触效果,而且配合前面的倾角设计,增大了履带从平面到斜坡这一过度过程的摩擦力,提升移动底座的整体行进性能。
驱动轮122采用链轮结构,可以使履带销顺利进入和退出,减少接触面的冲击,使齿面接触应力满足要求,减小磨损,使履带节距因磨损而增大时仍能保持工作而不掉链。
一些实施例中,移动平台11设置为轻量化支架结构,由多个横纵相连的支杆构成,这样可以减小移动底座的整体重量,减小行进的能量消耗,最大程度的提升耐辐照核应急机器人的工作时长。
一些优选方案中,调平支腿13设置有两组、并分别设置在移动平台11的前后两侧,这样将履带行进装置和调平底座相配合,在移动平台11的前后左右进行支撑,进一步地提升了移动底座的平稳性。
进一步地,各组调平底座均设置有两个、且间隔设置,即四个调平底座分别位于移动平台11的四角,四角支撑可以提升移动平台11的高度,进而适应于不同的工作环境。
一些实施例2
一些实施例中,如图2所示,动力组件包括有电池组21和压力泵22,压力泵22与电池组21电连接,通过电池组21为压力泵22供电,压力泵22和机械臂组件管路连接、并带动着机械臂组件动作,这样,将电池组21座位动力源无震动,可以增大机械臂组件的稳定性。
而且,压力泵22位于电池组21和机械臂组件之间,处于移动底盘的中部位置,可以减少压力泵22震动所产生的谐振,保证机械臂组件的平稳。
如此设置,通过对电源动力和压力泵22的位置设计,可以减小对移动底盘造成的震动,进而保证机械臂组件的平稳,有利于高效准确的拆解清除障碍物,提升应急救援的效率。
本实施例中,压力泵22和移动底盘之间设置有减震垫块25,可以减小压力泵22和移动底盘之间的震动传递,进而避免震动传递给机械臂组件,进一步地保证机械臂组件的平稳。
其中,动力组件还包括有压力罐23,压力罐23设置在机械臂组件和电池组21之间、并与压力泵22管路连接,通过压力泵22调控压力罐23中的气体,进而对机械臂组件的动作进行控制,而且,压力泵22和压力罐23相近设置,有利于减小管路的长度。具体地,将动力组件的泵罐分离设置,可以减小振动源的体积,进一步减小震动效果。
一些优选方案中,动力组件还包括有安装支架,安装支架固定在移动底盘的上方,其中,减震垫块25设置在安装支架和压力泵22之间,由于安装支架的作用,可以限制压力泵22的位置,防止压力泵22晃动,而且在压力泵22和移动底盘之间间隔支撑,可以增大震动的消耗,有利于减小对机械臂组件的震动传递。
具体地,刀具库24设置在安装支架上,且位于电池组21的上方。
进一步地,安装支架上设置有用于容纳电池组21、压力泵22和压力罐23的安装位,而且,压力泵22位于压力罐23的上方,可以减小压力罐23对移动底盘的影响;将压力泵22和压力罐23并排设置在电池组21的内侧,既保证了压力泵22和压力罐23的整体性,又合理利用空间,保证机器人的整体中心居中。
具体地,压力泵22和压力罐23分别设置为气泵和气罐,可以有效地减轻重量,达到轻量化的效果。
电池组21设置为UPS不间断电源,Uninterruptible Power Supply电池,不间断供电,保证电源稳定可靠。
为了避免辐射对动力组件的影响,动力组件的外侧设置有耐辐照外壳。
一些实施例3
一些实施例中,如图1所示,结合实施例2,动力组件包括有发电机26和压力泵22,压力泵22与发电机26电连接,通过发电机26为压力泵22供电,压力泵22和机械臂组件管路连接、并带动着机械臂组件动作。
这样,通过发电机26的设置,可以避免因电量不足而需充电的问题,无需充电时长,可以快捷地补充油量,并开展工作,提升应急救援的效率。
本实施例中,压力泵22和移动底盘之间设置有减震垫块25,可以减小压力泵22和移动底盘之间的震动传递,进而避免震动传递给机械臂组件,进一步地保证机械臂组件的平稳。
其中,动力组件还包括有压力罐23,压力罐23设置与压力泵22管路连接,通过压力泵22调控压力罐23中的气体,进而对机械臂组件的动作进行控制,而且,压力泵22和压力罐23相近设置,有利于减小管路的长度。具体地,将动力组件的泵罐分离设置,可以减小振动源的体积,进一步减小震动效果。
具体地,刀具库24、压力泵22和压力罐23设置在发电机26的上方。压力泵22和压力罐23分别设置为气泵和气罐,可以有效地减轻重量,达到轻量化的效果。
为了避免辐射对动力组件的影响,动力组件的外侧设置有耐辐照外壳。
一些实施例4
一些实施例中,压力泵22和压力罐23分别设置为气泵和气罐,动力组件和机械臂组件、末端工具快换装置通过气路连接。
如图11-20所示,驱动装置包括有气动主轴43、用于给旋转夹头44供气和放气的夹头进气管45和夹头出气管46、用于控制夹头进气管45和夹头出气管46通断的第一控制阀47,气动主轴43固定连接在机械臂上,旋转夹头44设置在气动主轴43的末端,第一控制阀47设置在气动主轴43上,并且第一控制阀47与夹头进气管45和夹头出气管46相连接,以用于控制夹头进气管45和夹头出气管46的通断,从而实现对旋转夹头44的控制。
需要说明的是,本末端工具快换装置还包括有主轴进气管48和主轴出气管49,主轴进气管48和主轴出气管49均与气动主轴43相连通,并且主轴进气管48和主轴出气管49通过第二控制阀410与气动主轴43相连接、以使第二控制阀410能够控制主轴进气管48和主轴出气管49的通断,从而控制气动主轴43的转动,以来控制旋转夹头44的转动,从而实现对铣削刀具41或锯切刀具42的作业控制。
这里,第一控制阀47和第二控制阀410可以为电磁阀,并且第一控制阀47和第二控制阀410均连接有供气管411,供气管411与供气设备相连接,以为驱动装置供气。
本实施例中,旋转夹头44包括有多个具有弹性的夹板413,多个夹板413绕旋转夹头44的轴线设置,并且相邻的两个夹板413之间留有间隙,以使多个夹板413能够相互靠近或远离。
当第一控制阀47控制夹头进气管45进气时,多个夹板413受气体的挤压相互靠近,将铣削刀具41或锯切刀具42夹紧;当第一控制阀47控制夹头出气管46出气时,以将旋转夹头44内的气体导出,使多个夹板413恢复形变,从而使多个夹板413相互远离,以将铣削刀具41或锯切刀具42松开。
一些实施例中,本自动换刀系统还包括有用于对铣削刀具41和锯切刀具42降温的冷却装置,冷却装置包括有盛装有冷却液的冷却箱428、用于给冷却箱428供气的气泵和与冷却箱428的出液口相连通的冷却喷管组件,冷却箱428和气泵均设置在移动载体上,并且气泵与冷却箱428相连通、以用于向冷却箱428内供气,使气体与冷却液混合,以便于冷却液从冷却喷管组件喷出,来对铣削刀具41和锯切刀具42降温。需要说明的是,冷却箱428的出口处设置有电磁阀,以用于控制冷却箱428出口的通断,从而控制出液。
这里,冷却喷管组件设置在旋转夹头44的上方,以便于对铣削刀具41和锯切刀具42降温。
其中,冷却喷管组件包括有铣刀冷却喷管426和锯切刀冷却喷管427,铣刀冷却喷管426的出口朝向铣刀设置,锯切刀冷却喷管427的出口朝向锯切刀,这样,便于对铣刀和锯切刀喷射冷却液。
旋转夹头44的夹紧过程为:供气管411进气,第一控制阀47控制夹头进气管45导通,使旋转夹头44夹紧;旋转夹头44内的气体由夹头出气管46通过第一控制阀47排出。并且,第一控制阀47还连接有消声器,消声器与第一控制阀47的出气口相连通,以降低排气时的噪音。
本实施例中,铣刀存放模块上设置有多个快速插拔模块415、以用于固定铣削刀具41,并且多个铣削刀具41一一放置在多个快速插拔模块415内;锯切刀存放模块上设置有多个安装座416、以用于固定锯切刀具42,多个锯切刀具42一一放置在多个安装座416内。
在一种优选的方案中,快速插拔模块415包括有外壳417、可滑动地设置在外壳417内的楔形筒夹418和限位转环419,外壳417与铣刀存放模块固定连接,限位转环419设置在楔形筒夹418的前端,限位转环419通过弹性件与外壳417的前端相连接,并且楔形筒夹418能够带动限位转环419滑动,这里,楔形筒夹418用于夹持铣削筒夹。
具体地,外壳417内壁上设置有卡槽422,限位转环419上设置有第一凸部421,第一凸部421能够滑入到卡槽422内、并滑入到楔形筒夹418外。当楔形筒夹418带动限位转环419前进时,限位转环419受弹性件的作用力发生转动,从而使第一凸部421滑入到卡槽422内,这时,限位转环419滑到楔形筒夹418上,使楔形筒夹418受第一凸部421的夹紧作用发生形变,从而将铣削刀具41夹紧,以便于铣削刀具41放置在刀具库上;当楔形筒夹418带动限位转环419前进、并使限位转环419受弹性件的作用力,再次发生转动,从而使第一凸部421从卡槽422内滑出,这时,限位转环419与楔形筒夹418相分离,使楔形筒夹418恢复形变,从而将铣削刀具41松开,以便于末端工具快换装置将铣削刀具41拔出。
楔形筒夹418的材质可以为具有弹性的工程塑料材质,具体不对楔形筒夹418的材质作具体限定,只需其具有一定弹性即可。并且楔形筒夹418的表面光滑,不会存在自锁的情形。弹性件可以为弹簧420。
其中,外壳417内壁上还设置有第二凸部423、以用于限制限位转环419滑动,第一凸部421能够抵在第二凸部423上,以使限位转环419与外壳417形成相对固定,从而避免限位转环419沿轴向滑动。
外壳417内壁上设置有多个第二凸部423,相邻两个第二凸部423之间的间隙形成卡槽422,并且,第一凸部421的数量与第二凸部423和卡槽422的数量相匹配。
这里,第二凸部423朝向限位转环419的一端设置有凹槽425,即第二凸部423的前端设置有凹槽425,第一凸部421的后端能够嵌入凹槽425内,从而使第一凸部421能够与第二凸部423形成卡接,以使限位转环419不能继续滑动。
需要说明的是,第一凸部421的后端面为斜面,第二凸部423的凹槽425的侧壁面为斜面,两个斜面的倾斜方向相同,以便于第一凸部421从凹槽425内脱出。
为了便于楔形筒夹418推动限位转环419前进压缩弹性件、而使第一凸部421滑入卡槽422内,在楔形筒夹418的外壁上设置有第三凸部424,第三凸部424能够与第一凸部421相抵,并推动第一凸部421远离第二凸部423,使第一凸部421的后端从凹槽425内脱出,并使限位转环419受弹性件的弹力作用发生转动,从而使第一凸部421滑入卡槽422内。
这里,第三凸部424的数量可以与第二凸部423的数量一致,并且第三凸部424可以位于第二凸部423的内侧,以与第二凸部423一一对应。
本实施例中,为了避免楔形筒夹418从外壳417的后端滑出,外壳417后端的开口直径小于楔形筒夹418的最大直径。
本实施例中,安装座416与锯切刀具42紧密配合、以使锯切刀具42固定在安装座416内,从而实现对锯切刀具42的固定。
优选地,为了便于拔出锯切刀具42,可以将安装座416的材质设置在具有弹性的塑料材质,这里,不对该塑料材质作具体限定,具体可以根据实际需要确定。
本实施例中,锯切刀具42包括有锯片和与锯片相连接的输入轴,输入轴能够伸入旋转夹头44内、并被旋转夹头44夹紧,从而实现末端工具快换装置与锯切刀具42的连接。
并且,锯切刀具42还包括有罩在输入轴外的固定外壳,当旋转夹头44将输入轴夹紧时,固定外壳罩在旋转夹头44外。在旋转夹头44外固定设置有法兰盘412,法兰盘412上设置有多个定位槽414,固定外壳上设置有多个定位销,多个定位销与多个定位槽414一一对应,并且定位销能够嵌入定位槽414内,以实现固定外壳与法兰盘412的连接,从而加强锯切刀具42与末端工具快换装置的连接。
锯切刀具42还包括有减速器,输入轴通过减速器和锯片相连接,以降低锯片的转速。
本实施例中,铣削刀具41包括有铣刀、用于固定铣刀的弹性夹头、套设在弹性夹头外的紧固螺母、用于与旋转夹头44相连接的刀轴和连接刀轴与弹性夹头的中间轴,中间轴的外径大于刀轴的外径,以便于确定旋转夹头44夹持铣削刀具41的位置。具体地,当旋转夹头44在夹紧铣削刀具41时,旋转夹头44的前端碰到中间轴的台肩时,即可表明旋转夹头44到位,即可使旋转夹头44将刀轴夹紧。
这里,铣刀的直径可以为10mm,也可以为12mm,或者为其他规格。
本实施例的另一优选方案中,刀具库的外表面设置有耐辐照材料层,以屏蔽α射线、β射线、γ射线或种子射线等,提高刀具库的耐辐照能力。
优选地,刀具库内设置有密闭空间、以用于安装电子元器件,以避免电子元器件受多种射线的影响而损坏或无法正常工作,从而起到保护电子元器件的作用。
一些实施例5
一些实施例中,如图6-10所示,机械臂组件包括有固定机架32和混联机器人,混联机器人安装在固定机架32上,并且固定机架与移动底盘可旋转地连接,以使混联机器人能够在移动底盘上360度旋转。
混联机器人的末端通过快换接头可拆卸地安装有末端工具,并且末端工具至少包括有铣削刀具和锯切刀具,这样,既便于实现铣削作业,又便于实现锯切作业,从而实现该机械臂组件的铣削和锯切的两用功能。
如此设置,混联机器人可以在移动底盘上实现360度旋转,以实现末端工具空间和平面内的移动或转动,从而可以精确控制末端工具的轨迹和姿态,使操作更为精确,解决了现有的应急机器人不能灵活且精确的控制末端工具的位置和姿态,而无法进行精确地操作且不便于进行末端工具的更换的问题。
本实施例的优选方案中,固定机架32通过回转支承31与移动底盘可旋转地连接。
并且,本机械臂组件还包括有驱动单元、以用于驱动固定机架32旋转,从而实现混联机器人的旋转。
具体地,驱动单元包括有齿轮320、齿圈321和驱动电机319,齿轮320与固定机架32相连接,驱动电机319用于驱动齿轮320转动,齿圈321设置在回转支承31上,齿轮320位于齿圈321内,并且齿轮320与齿圈321相啮合,这样,驱动电机319驱动齿轮320转动,使齿轮320绕齿圈321转动,从而实现固定机架32的旋转。
这里,驱动电机319设置在固定机架32上,以能够随齿轮320同步转动,从而便于驱动齿轮320转动。
需要说明的是,回转支承31固定安装在移动底盘上,具体地,回转支承31可以与移动底盘为一体式结构,也可以通过螺栓连接在移动底盘上,或者焊接在移动底盘上。
为了对作业工件进行精准定位,混联机器人的末端还设置有激光传感器,在旋转接头的下方设置有用于安装激光传感器的激光传感器安装位置325,激光传感器与耐辐照核应急机器人的控制装置可通信地连接,并且激光传感器能够检测混联机器人末端与工件的间距,并能够对工件进行扫描。当耐辐照核应急机器人到达拆解作业初始位置并启动精确定位操作时,混联机器人向工件移动至预设距离,即使混联机器人与工件的间距为预设距离,然后混联机器人再带动激光传感器扫描工件,在工件的作业面上方按照回字型进行扫描,即混联机器人的末端按照回字型螺旋线移动,并通过控制装置的软件记录距离信息,通过转换矩阵将距离信息转换为空间的点信息,空间的点信息进行相关的算法处理,得到面的矢量特征,以及工件的位姿信息,从而得出工件的特征点。这样,便于实现精准作业。当耐辐照核应急机器人到达初始作业位置时,操作人员远程启动混联机器人和激光传感器,并对作业对象(即工件)表面进行检测,通过软件计算获取作业对象(即工件)的精确坐标,从而完成对作业对象的精准定位操作。
本实施例中,快换接头包括有旋转夹头和驱动装置,旋转夹头用于夹持铣削刀具或锯切刀具,驱动装置用于驱动旋转夹头夹紧和松开,以将铣削刀具或锯切刀具夹紧或松开,从而实现末端工具的快速更换。
驱动装置包括有气动主轴、用于给旋转夹头供气和放气的夹头进气管和夹头出气管、用于控制夹头进气管和夹头出气管通断的控制阀,气动主轴固定连接在机械臂上,旋转夹头设置在气动主轴的末端,控制阀设置在气动主轴上,并且控制阀与夹头进气管和夹头出气管相连接,以用于控制夹头进气管和夹头出气管的通断,从而实现对旋转夹头的控制。
旋转夹头包括有多个具有弹性的夹板,多个夹板绕旋转夹头的轴线设置,并且相邻的两个夹板之间留有间隙,以使多个夹板能够相互靠近或远离。
当控制阀控制夹头进气管进气时,多个夹板受气体的挤压相互靠近,将铣削刀具或锯切刀具夹紧;当控制阀控制夹头出气管出气时,以将旋转夹头内的气体导出,使多个夹板恢复形变,从而使多个夹板相互远离,以将铣削刀具或锯切刀具松开。
优选地,机械臂组件还包括有用于对末端工具降温的冷却装置,冷却装置包括有盛装有冷却液的冷却箱428、用于给冷却箱428供气的气泵和与冷却箱428的出液口相连通的冷却喷管组件,冷却箱428和气泵均设置在移动底盘上,并且气泵与冷却箱428相连通、以用于向冷却箱428内供气,使气体与冷却液混合,以便于冷却液从冷却喷管组件喷出,来对末端工具降温。
需要说明的是,冷却箱428的出口处设置有电磁阀,以用于控制冷却箱428出口的通断,从而控制出液。
这里,冷却喷管组件设置在快换接头的上方,以便于对末端工具降温。
其中,冷却喷管组件包括有铣削冷却喷管和锯切冷却喷管,铣削冷却喷管的出口朝向铣削刀具设置,锯切冷却喷管的出口朝向锯切刀具,这样,便于对铣削刀具和锯切刀具喷射冷却液。
本实施例中,混联机器人包括有并联机械臂和机械手38,并且并联机械臂可转动地连接在固定机架32上、以使并联机械臂能够相对于固定机架32转动,机械手38安装在并联机械臂的末端、以使机械手38随并联机械臂同步移动或转动,并且机械手38上可拆卸地连接有末端工具、以便于进行作业。
其中,并联机械臂具有三个自由度,机械手38具有两个自由度,这样,可以使混联机器人具有五个自由度;并且,通过混联机器人相对于移动底盘的旋转运动,使混联机器人增加一个自由度,从而使混联机器人能够获得六个自由度,以实现末端工具空间和平面内的移动或转动,从而可以精确控制末端工具的轨迹和姿态,使操作更为精确。
本实施例的另一优选方案中,并联机械臂包括有并联主轴33、第一副轴组件34、第二副轴组件35、第三副轴组件36和动平台37,其中,并联主轴33、第一副轴组件34、第二副轴组件35、第三副轴组件36均与固定机架32可转动地连接,动平台37固定连接在并联主轴33的末端,并且第一副轴组件34、第二副轴组件35、第三副轴组件36的末端均与动平台37可转动地连接,第一副轴组件34和第二副轴组件35分别位于并联主轴33的两侧,第三副轴组件36位于并联主轴33的下方。而且并联主轴33可滑动地与固定机架32连接、以使并联主轴33能够相对于固定机架32滑动,第一副轴组件34、第二副轴组件35和第三副轴组件36均为可伸缩结构。这样,能够使并联机械臂具有三个自由度。
具体地,当第一副轴组件34和第二副轴组件35同步伸缩时,能够实现动平台37前后移动;当第一副轴组件34伸长、第二副轴组件35收缩或者第一副轴组件34收缩、第二副轴组件35伸长时,能够实现动平台37左右移动;当第三副轴组件36与第一副轴组件34和第二副轴组件35配合伸缩时,能够实现动平台37的上下移动,从而使并联机械臂具有三个自由度。
并且,机械手38安装在动平台37上,并联机械臂的三个自由度与机械手38的两个自由度相叠加,使混联机器人具有五个自由度。
本实施例中,并联主轴33、第一副轴组件34和第二副轴组件35均通过第一转动支架39与固定机架32可转动地连接,第三副轴组件36通过第二转动支架310与固定机架32可转动地连接,以使并联机械臂能够相对于固定机架32上下转动。
并且,并联主轴33能够与第一转动支架39相对滑动,以便于并联主轴33配合第一副轴组件34、第二副轴组件35和第三副轴组件36实现动平台37的前后、上下、左右移动。
为了实现并联主轴33能够相对于固定机架32滑动,并联主轴33通过球铰链323与第一转动支架39相连接、以实现并联主轴33与第一转动支架39的可转动连接,这里,并联主轴33设置在球铰链323内,并且在球铰链323内设置有凹槽,在并联主轴33上设置有滑轨324,滑轨324沿并联主轴33的轴向延伸,滑轨324能够嵌入凹槽内、并能够相对滑动,从而既能够实现并联主轴33相对于第一转动支架39转动,又能够使并联主轴33相对于第一转动支架39滑动。
其中,第一副轴组件34和第二副轴组件35均通过连接轴与第一转动支架39可转动地连接,第三副轴组件36通过虎克铰与第二转动支架310可转动地连接,以便于带动动平台37移动。
具体地,第一副轴组件34、第二副轴组件35和第三副轴组件36均包括有推杆318、外管317、用于控制推杆318伸缩的滚珠丝杠和用于控制滚珠丝杠的推动电机316,推杆318的第二端与动平台37相连接,外管317套设在推杆318外,外管317与固定机架32相连接,推动电机316设置在外管317上,并且推动电机316的输出轴与滚珠丝杠的丝杠传动连接、以用于带动丝杠转动,推杆318的第一端与滚珠丝杠的螺母相连接、以使推杆318能够沿丝杠移动,从而实现移动副的运动形式。
需要说明的是,第一副轴组件34的外管317和第二副轴组件35的外管317均与第一转动支架39可转动地连接,第三副轴组件36的外管317与第二转动支架310可转动地连接。推动电机316采用体积较小的直流伺服电机,并固定在外管317的前端(即远离动平台37的一端),以使结构更加紧凑,减小系统的转动惯量,并且增强了驱动环节的刚度和运动稳定性。
这里,第一副轴组件34、第二副轴组件35和第三副轴组件36的推杆318的第二端均通过虎克铰与动平台37相连接。并且虎克铰设置为T型结构,以有助于保障动平台37与虎克铰装配孔的同轴度。
本实施例中,机械手38包括有连接座311和连接头312,连接座311与动平台37可旋转地连接,连接头312与连接座311可转动地连接,并且末端工具可拆卸地安装在连接头312上。如此,使机械手38具有两个自由度,从而能够控制末端工具的姿态,以便于精确作业。
优选地,机械臂组件还包括有旋转电机322、以用于驱动机械手38旋转,旋转电机322设置在动平台37内,以使结构紧凑并减小机械手38与动平台37的距离,并且旋转电机322还连接有减速器,减速器与机械手38相连接,以降低转速,这样,旋转电机322直接连接减速器后输出转矩驱动机械手38转动,在减轻动平台37质量的同时,减小了机械臂组件工作时末端工具对动平台37的弯矩,有助于提高动平台37的相对刚度。
本实施例中,机械手38还包括有用于驱动连接头312转动的驱动组件,驱动组件包括有固定设置在连接座311上的电机、设置在在电机输出轴上的主动轮313、与连接头312相连接的从动轮314和用于连接主动轮313与从动轮314的传动带315,连接头312通过转轴与连接座311可转动地连接,从动轮314固定设置在转轴的一端,以便于带动转轴转动,从而带动连接头312转动。
需要说明的是,本文所表述的“第一”“第二”等词语,不是对具体顺序的限制,仅仅只是用于区分各个部件或功能。所阐述的“水平”“竖直”“上”“下”“左”“右”是在该耐辐照核应急多功能拆解机器人处于自然摆放状态时之所指。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本申请提供的多个方案包含本身的基本方案,相互独立,并不互相制约,但是其也可以在不冲突的情况下相互结合,达到多个效果共同实现。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,但可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种耐辐照核应急多功能拆解机器人,其特征在于,包括有移动底盘、连接所述移动底盘上的机械臂组件、刀具库(24)和动力组件,所述机械臂组件包括有与所述移动底盘可旋转连接的固定机架(32)、具有三个自由度的并联机械臂和具有两个自由度的机械手(38),所述并联机械臂可转动地连接在所述固定机架(32)上,所述机械手(38)安装在所述并联机械臂的末端,且所述机械手(38)可拆卸地连接有末端工具快换装置;所述刀具库(24)上设置有铣刀存放模块和锯切刀存放模块,所述铣刀存放模块内盛放有多个铣削刀具(41),所述锯切刀存放模块内盛放有多个锯切刀具(42),多个所述铣削刀具(41)的尺寸各异,多个所述锯切刀具(42)的尺寸各异,所述末端工具快换装置包括有用于夹持所述铣削刀具(41)或所述锯切刀具(42)的旋转夹头(44)和用于控制所述旋转夹头(44)夹紧和松开的驱动装置;
所述铣刀存放模块上设置有多个快速插拔模块(415),快速插拔模块(415)包括有外壳(417)、可滑动地设置在外壳(417)内的楔形筒夹(418)和限位转环(419),外壳(417)与铣刀存放模块固定连接,限位转环(419)设置在楔形筒夹(418)的前端,限位转环(419)通过弹性件与外壳(417)的前端相连接;外壳(417)内壁上设置有卡槽(422),限位转环(419)上设置有第一凸部(421),当楔形筒夹(418)带动限位转环(419)前进时,限位转环(419)受弹性件的作用力发生转动,从而使第一凸部(421)滑入到卡槽(422)内时,限位转环(419)滑到楔形筒夹(418)上,使楔形筒夹(418)受第一凸部(421)的夹紧作用发生形变,将铣削刀具(41)夹紧;当楔形筒夹(418)带动限位转环(419)前进、并使限位转环(419)受弹性件的作用力,使第一凸部(421)从卡槽(422)内滑出时,限位转环(419)与楔形筒夹(418)相分离,使楔形筒夹(418)恢复形变;
所述移动底盘包括有移动平台(11)、位于所述移动平台(11)左右两侧的履带行走装置(12)、分布在所述移动平台(11)的外周用于支撑所述移动平台(11)的至少三个调平支腿(13)、分布在所述移动平台(11)的外周用于获取避障信息的第一激光雷达(16)、位于所述移动平台的前侧用于获取环境信息的第二激光雷达(17)和核心控制部件,各个所述调平支腿(13)的下端设置有用于感应支撑压力的调平传感器(14),所述调平支腿(13)与所述调平传感器(14)可通信地连接、并根据所述调平支腿(13)的感应值调节所述调平支腿(13)的支撑长度;所述第一激光雷达(16)、所述第二激光雷达(17)和所述履带行走装置(12)均与所述核心控制部件通信连接,所述核心控制部件根据所述第一激光雷达(16)获取的避障信息控制所述履带行走装置(12)执行避障动作,所述核心控制部件根据所述第二激光雷达(17)获取的环境信息构建环境地图、并根据所述履带行走装置(12)的里程信息确定自身处于所述环境地图中的坐标;
所述驱动装置包括有与机械臂固定连接的气动主轴(43)、用于给所述旋转夹头(44)供气和放气的夹头进气管(45)和夹头出气管(46)、用于控制所述夹头进气管(45)和所述夹头出气管(46)通断的第一控制阀(47),所述旋转夹头(44)设置在所述气动主轴(43)的末端,所述第一控制阀(47)设置在所述气动主轴(43)上,且所述第一控制阀(47)与所述夹头进气管(45)和所述夹头出气管(46)相连接、以用于控制所述夹头进气管(45)和所述夹头出气管(46)的通断。
2.根据权利要求1所述的耐辐照核应急多功能拆解机器人,其特征在于,所述移动平台(11)中部设置有用于容纳所述核心控制部件的耐辐照空腔(15)。
3.根据权利要求1所述的耐辐照核应急多功能拆解机器人,其特征在于,所述动力组件包括电池组(21)和位于所述电池组(21)与所述机械臂组件之间的压力泵(22),所述压力泵(22)与所述电池组(21)电连接,所述压力泵(22)和所述机械臂组件管路连接、并带动着所述机械臂组件动作。
4.根据权利要求1所述的耐辐照核应急多功能拆解机器人,其特征在于,所述动力组件包括发电机(26)和压力泵(22),所述压力泵(22)与所述发电机(26)电连接,所述压力泵(22)和所述机械臂组件管路连接、并带动着所述机械臂组件动作。
5.根据权利要求3或4所述的耐辐照核应急多功能拆解机器人,其特征在于,所述压力泵(22)和所述移动底盘之间设置有减震垫块(25)。
6.根据权利要求3所述的耐辐照核应急多功能拆解机器人,其特征在于,所述动力组件还包括有位于所述电池组(21)与所述机械臂组件之间的压力罐(23),所述压力泵(22)和所述压力罐(23)管路连接。
7.根据权利要求1所述的耐辐照核应急多功能拆解机器人,其特征在于,所述固定机架(32)通过回转支承(31)与所述移动底盘可旋转地连接;所述机械臂组件还包括有用于驱动所述固定机架(32)旋转的驱动单元,所述驱动单元包括有与所述固定机架(32)相连接的齿轮(320)、设置在所述回转支承(31)上的齿圈(321)和用于驱动所述齿轮(320)转动的驱动电机(319),所述齿轮(320)位于所述齿圈(321)内、并与所述齿圈(321)相啮合,所述驱动电机(319)设置在所述固定机架(32)上。
8.根据权利要求1所述的耐辐照核应急多功能拆解机器人,其特征在于,所述动力组件的外侧设置有耐辐照外壳(417)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110384713.2A CN113103251B (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 耐辐照核应急多功能拆解机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110384713.2A CN113103251B (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 耐辐照核应急多功能拆解机器人 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113103251A CN113103251A (zh) | 2021-07-13 |
CN113103251B true CN113103251B (zh) | 2023-07-07 |
Family
ID=76715404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110384713.2A Active CN113103251B (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 耐辐照核应急多功能拆解机器人 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113103251B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116872230B (zh) * | 2023-08-13 | 2023-11-28 | 山东省核与辐射安全监测中心 | 一种辐射环境下的多功能侦测作业机器人 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3777610A (en) * | 1972-10-10 | 1973-12-11 | Eastman Kodak Co | Apparatus for supporting and clamping knives on a rotary cutter head |
DE4035778C1 (en) * | 1990-11-08 | 1992-04-09 | Noell Gmbh, 8700 Wuerzburg, De | Suction unit for use on manipulators or robots - has lower section with interchangeable collector container and suction element and upper section with vacuum head and pressurised gas system |
CN1277089A (zh) * | 1999-06-09 | 2000-12-20 | 桑德维克公司 | 用于切削刀具可拆卸组装的刀杆 |
CN101774170A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-14 | 华北电力大学 | 核电站作业机器人及其控制系统 |
CN102233575A (zh) * | 2010-04-23 | 2011-11-09 | 北京航空航天大学 | 一种用于核辐射环境下的小型应急救援及探测机器人 |
CN103290771A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-09-11 | 湖南三一路面机械有限公司 | 一种刀具夹持装置及铣削机械 |
CN103433918A (zh) * | 2013-09-09 | 2013-12-11 | 清华大学 | 一种五自由度混联工业机器人 |
CN106586545A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-04-26 | 广州松兴电气股份有限公司 | 一种抓手快换装置 |
CN106736658A (zh) * | 2017-03-11 | 2017-05-31 | 温智韬 | 抗拉夹紧快速拆装多用途夹具 |
CN110977921A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-04-10 | 上海飒智智能科技有限公司 | 一种智能移动协作机器人 |
CN111113468A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-05-08 | 江苏宇邦工业自动化系统有限公司 | 一种工业机器人末端的快换装置及其快换方法 |
CN112091926A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-18 | 南华大学 | 核应急多功能作业机器人 |
CN112443710A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 大连中和聚能自动控制系统有限公司 | 一种可独立拆卸及重复使用的钢管接头 |
CN212706766U (zh) * | 2020-07-22 | 2021-03-16 | 大连瑞恒德科技有限公司 | 一种机械手臂电动夹具 |
-
2021
- 2021-04-09 CN CN202110384713.2A patent/CN113103251B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3777610A (en) * | 1972-10-10 | 1973-12-11 | Eastman Kodak Co | Apparatus for supporting and clamping knives on a rotary cutter head |
DE4035778C1 (en) * | 1990-11-08 | 1992-04-09 | Noell Gmbh, 8700 Wuerzburg, De | Suction unit for use on manipulators or robots - has lower section with interchangeable collector container and suction element and upper section with vacuum head and pressurised gas system |
CN1277089A (zh) * | 1999-06-09 | 2000-12-20 | 桑德维克公司 | 用于切削刀具可拆卸组装的刀杆 |
CN101774170A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-14 | 华北电力大学 | 核电站作业机器人及其控制系统 |
CN102233575A (zh) * | 2010-04-23 | 2011-11-09 | 北京航空航天大学 | 一种用于核辐射环境下的小型应急救援及探测机器人 |
CN103290771A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-09-11 | 湖南三一路面机械有限公司 | 一种刀具夹持装置及铣削机械 |
CN103433918A (zh) * | 2013-09-09 | 2013-12-11 | 清华大学 | 一种五自由度混联工业机器人 |
CN106586545A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-04-26 | 广州松兴电气股份有限公司 | 一种抓手快换装置 |
CN106736658A (zh) * | 2017-03-11 | 2017-05-31 | 温智韬 | 抗拉夹紧快速拆装多用途夹具 |
CN112443710A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 大连中和聚能自动控制系统有限公司 | 一种可独立拆卸及重复使用的钢管接头 |
CN110977921A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-04-10 | 上海飒智智能科技有限公司 | 一种智能移动协作机器人 |
CN111113468A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-05-08 | 江苏宇邦工业自动化系统有限公司 | 一种工业机器人末端的快换装置及其快换方法 |
CN212706766U (zh) * | 2020-07-22 | 2021-03-16 | 大连瑞恒德科技有限公司 | 一种机械手臂电动夹具 |
CN112091926A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-18 | 南华大学 | 核应急多功能作业机器人 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
挖掘机快换装置的结构分析与优化设计;刘春丽;中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑(第12(2013)期);C038-142 * |
机器人作业工具快速更换技术;陈有权;中国优秀博硕士学位论文全文数据库 信息科技辑(第S1期);第13-22页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113103251A (zh) | 2021-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2112963B1 (en) | Robotic vehicle with tracks and flippers | |
AU2018282490B2 (en) | Ground manipulation system and method for fixing an aircraft | |
US4697239A (en) | Automated installation for processing large objects | |
CN106476003A (zh) | 模块化机器人组装套件,模块化机器人集群和通过模块化机器人集群完成任务的方法 | |
CN110027673B (zh) | 一种用于巨型船体多功能加工的自适应牵引爬壁机器人 | |
CN113103251B (zh) | 耐辐照核应急多功能拆解机器人 | |
US20210229254A1 (en) | Overhead drill and anchor press | |
CN110641576A (zh) | 一种舵轮agv移动平台 | |
CN109986529B (zh) | 飞机起落架柔性智能安装系统 | |
CN111846001B (zh) | 轮腿变结构机器人 | |
CN209938997U (zh) | 起落架柔性智能安装系统用升降机构 | |
CN110227690A (zh) | 一种车载自动化激光清洗设备 | |
CN113084832B (zh) | 基于电池动力的耐辐照核应急拆解机器人 | |
CN117301089A (zh) | 一种综掘工作面多功能巡检机器人装置及使用方法 | |
CN209903204U (zh) | 起落架柔性智能安装系统用机械手臂 | |
CN115450688A (zh) | 一种煤矿井下智能辅助运输装置及控制方法 | |
CN211056032U (zh) | 一种定位夹具的快速切换系统 | |
Gonzalez-De-Santos et al. | An industrial walking machine for naval construction | |
CN219311272U (zh) | 一种用于激光加工的倒挂式机械手装置 | |
CN118418107B (zh) | 一种工业机器人转盘 | |
CN215618053U (zh) | 一种铁路巡检机械臂 | |
CN116505864B (zh) | 一种用于空间狭小条件下的光伏板清洁与维保方法 | |
CN221792710U (zh) | 一种六爪卡盘式矿用退锚回收机器人 | |
Jian et al. | Design of a mobile robot for the innovation in power line inspection and maintenance | |
CN215361872U (zh) | 无人机电池自动更换装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |