CN113370016B - 拨线装置及研磨机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种拨线装置，包括固定架、驱动机构和拨杆。驱动机构可伸缩地安装于固定架；拨杆包括第一端部、与第一端部相对的第二端部以及位于第一端部和第二端部之间的安装部，安装部铰接于固定架，第一端部安装有供电电缆，第二端部铰接于驱动机构，以使驱动机构伸缩时带动拨杆转动。本发明还提供一种研磨机器人，包括机器人主体以及拨线装置，拨线装置安装于机器人主体。本发明提供的拨线装置及研磨机器人，可以根据研磨机器人当前的行驶方向，自动拨动供电电缆的位置，防止研磨机器人在打磨过程中对供电电缆造成损坏而引起的触电事故，提高了研磨机器人作业的安全性。

Description

拨线装置及研磨机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种拨线装置及研磨机器人。

背景技术

研磨机器人是用于混泥土地面打磨或研磨的自动化设备，主要用于去除混泥土表面浮浆(混泥土完全干透之后)，以便开展后续地坪表面施工工作。通过更换不同的机器刀头可以实现地坪打磨或研磨功能。广泛应用于地下车库与工业厂房的地坪施工，是环氧地坪施工，固化地坪施工及金刚砂地坪施工过程中不可或缺的设备。

由于研磨机器人器所需功率较大，因此，目前通常采用380V的高压电进行供电，为避免研磨机在研磨过程中将供电电缆损坏，操作者通常需要手握着供电电缆，并且，在来回过程中需要左右手不停的交替，操作者一旦遗忘左右交替或者左右交替错误，供电电缆可能就会被研磨盘损坏，造成人身或财产安全。此外，人工手握380V高压供电电缆也存在较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拨线装置及研磨机器人，以解决上述问题。本发明实施例通过以下技术方案来实现上述目的。

第一方面，本发明提供一种拨线装置，包括固定架、驱动机构和拨杆。驱动机构可伸缩地安装于固定架；拨杆包括第一端部、与第一端部相对的第二端部以及位于第一端部和第二端部之间的安装部，安装部铰接于固定架，第一端部安装有供电电缆，第二端部铰接于驱动机构，以使驱动机构伸缩时带动拨杆转动。

在一种实施方式中，拨线装置还包括控制器，控制器与驱动机构电性连接，用于控制驱动机构处于伸出状态或缩回状态。

在一种实施方式中，驱动机构为电缸，所述驱动机构包括机械连接的缸体和活塞杆，缸体通过第一铰接轴安装于固定架，活塞杆远离缸体的一端通过第二铰接轴与第二端部铰接。

在一种实施方式中，当活塞杆处于伸出状态时，拨杆与活塞杆之间的夹角为锐角，当活塞杆处于缩回时，拨杆与活塞杆之间的夹角为钝角。

在一种实施方式中，安装部通过安装轴铰接于固定架，安装轴和第一铰接轴分别位于固定架的相对两侧，安装轴的轴向垂直于拨杆的长度方向和活塞杆的长度方向。

在一种实施方式中，固定架开设安装腔以及连通安装腔的开口，固定架具有垂直邻接的第一侧面和第二侧面，开口暴露于第一侧面和第二侧面，驱动机构安装于安装腔，拨杆向开口外延伸，拨杆的转动角度大于90度。

在一种实施方式中，拨线装置还包括行程开关、拉线以及控制器，行程开关固定安装于第二端部并与控制器信号连接，控制器与驱动机构电性连接，拉线的一端设置于行程开关，拉线的另一端设置于供电电缆，当供电电缆被拉紧时，拉线被同时拉紧且拉动行程开关，以使行程开关发出报警信号，控制器根据报警信号停止驱动机构。

在一种实施方式中，拨线装置还包括弹性件，供电电缆包括预留弯曲段，预留弯曲段、弹性件及拉线并排设置，预留弯曲段一端固定于第一端部，另一端设置扎带，弹性件安装于第一端部和扎带之间，拉线设置于行程开关和扎带之间，拉线的长度小于弹性件的最大伸长长度。

第二方面，本发明还提供一种研磨机器人，包括机器人主体以及拨线装置，拨线装置安装于机器人主体。

在一种实施方式中，研磨机器人还包括动力系统，动力系统安装于机器人主体并用于驱动研磨机器人，拨线装置还包括控制器，控制器与驱动机构电性连接，用于控制驱动机构处于伸出状态或缩回状态，控制器还与动力系统信号连接，用于在停止驱动机构时发出停止信号，以使动力系统停止。

相较于现有技术，本发明提供的拨线装置及研磨机器人，可以根据研磨机器人当前的行驶方向，自动拨动供电电缆的位置，防止研磨机器人在打磨过程中对供电电缆造成损坏而引起的触电事故，提高了研磨机器人作业的安全性。

本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的拨线装置的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的拨线装置在驱动机构为伸出状态下的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的拨线装置在驱动机构为缩回状态下的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的拨线装置在一种状态下的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的拨线装置在另一种状态下的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的研磨机器人的结构示意图。

图7是本发明实施例提供的拨线原理的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

研磨机器人1、拨线装置10、固定架11、底面112、第一侧面114、第二侧面115、安装腔116、开口118、驱动机构12、缸体122、活塞杆124、第一铰接轴126、第二铰接轴128、拨杆13、第一端部132、第二端部134、安装部136、安装轴14、行程开关15、开关主体152、拉杆154、拉线16、控制器17、弹性件18、扎带19、供电电缆20、预留弯曲段22、机器人主体30、动力系统40、取电点P

具体实施方式

为了便于理解本实施例，下面将参照相关附图对本实施例进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

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。本文中在本实施例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。

请参阅图1和图2，本发明提供一种拨线装置10，包括固定架11、驱动机构12和拨杆13。驱动机构12可伸缩地安装于固定架11；拨杆13包括第一端部132、与第一端部132相对的第二端部134以及位于第一端部132和第二端部134之间的安装部136，安装部136铰接于固定架11，第一端部132安装有供电电缆20，第二端部134铰接于驱动机构12，以使驱动机构12伸缩时带动拨杆13转动。

具体地，在本实施例中，固定架11大致为中空的长方体结构，固定架11包括底面112及与底面112连接的第一侧面114和第二侧面115，其中第一侧面114和第二侧面115垂直邻接。固定架11开设安装腔116以及连通安装腔116的开口118。开口118暴露于第一侧面114和第二侧面115，安装腔116由底面112及第一侧面114和第二侧面115等围合形成。安装腔116可以用于安装驱动机构12。开口118可以用于拨杆13的转动，防止拨杆13在转动过程中与固定架11发生干涉，而对拨杆13的转动造成影响。

请参阅图2和图3，驱动机构12安装于安装腔116内并自开口118暴露出。其中安装方式可以是固定安装于固定架11，也可以是可转动地安装于固定架11。在本实施例中，驱动机构12包括机械连接的缸体122和活塞杆124，缸体122铰接于固定架11，活塞杆124铰接于拨杆13，驱动机构12的伸出状态为活塞杆124相对缸体122伸出，缩回状态为活塞杆124相对缸体122缩回。驱动机构12包括相对的第一铰接轴126和第二铰接轴128，第一铰接轴126设置于缸体122远离活塞杆124的一侧，缸体122通过第一铰接轴126安装于固定架11。第二铰接轴128设置于活塞杆124远离缸体122的一侧，活塞杆124远离缸体122的一端通过第二铰接轴128与第二端部134铰接。在本实施例中，驱动机构12为电缸。在其他实施方式中，驱动机构12还可以是气缸或者液压缸，还可以是其他具有驱动拨杆13作用的其他结构。

请参阅图2，在本实施例中，拨杆13的转动角度大于90度，当活塞杆124处于伸出状态时，活塞杆124可以伸出固定架11的外部，拨杆13与活塞杆124之间的夹角为锐角。其中拨杆13与活塞杆124之间的夹角的大小与活塞杆124相对缸体122的伸出长度有关，活塞杆124的伸出长度越长时，拨杆13与活塞杆124之间的夹角越小，对供电电缆20的拨动作用也就越明显。请参阅图3，当活塞杆124处于缩回时，拨杆13与活塞杆124之间的夹角为钝角。其中拨杆13与活塞杆124之间的夹角的大小与活塞杆124相对缸体122的缩回长度有关，活塞杆124的缩回后的长度越短时，拨杆13与活塞杆124之间的夹角越大，对供电电缆20的拨动作用也就越明显。

拨杆13向开口118外延伸，拨杆13大致为杆状结构。在本实施例中，拨杆13为矩形杆体，即拨杆13的横截面为矩形。在其他实施方式中，拨杆13还可以是圆柱形杆体或者横截面为其他形状的杆体。拨杆13还可以是中空结构，以减轻拨杆13本身的重量，减少驱动机构12推动拨杆13转动所需要的能量，提升对供电电缆20的拨动性能。拨杆13至少部分收容于开口118和安装腔116。

安装部136位于位于靠近第二端部134的一侧，安装部136铰接于固定架11。安装部136类似于杠杆结构的支点，驱动机构12和供电电缆20分别位于支点的两端。安装部136与第二端部134之间的距离与对供电电缆20的拨动作用有关，安装部136与第二端部134之间的间距越大，则第二端部134需要的驱动力就越小，也就是说，更容易拨动供电电缆20。反之，则更难拨动供电电缆20。

请参阅图4，在本实施例中，拨线装置10还包括安装轴14，安装轴14和第一铰接轴126分别位于固定架11的相对两侧，安装轴14位于安装腔116内且固定安装于底面112，安装轴14的轴向垂直于拨杆13的长度方向和活塞杆124的长度方向。安装部136通过安装轴14铰接于固定架11。

请参阅图4和图5，在本实施例中，拨线装置10还包括行程开关15、拉线16以及控制器17。

拉线16的一端设置于行程开关15，拉线16另一端设置于供电电缆20。由于拉线16与供电电缆20固定连接，因此，在拉动供电电缆20时，拉线16也会被拉动，当供电电缆20被拉紧时，拉线16被同时拉紧且拉动行程开关15，以使行程开关15发出报警信号，控制器17根据报警信号停止驱动机构12，避免过拉导致供电电缆20拉断的情况。

行程开关15固定安装于第二端部134并与控制器17信号连接，行程开关15可以用于防止供电电缆20被过度拉紧。具体地，行程开关15包括活动连接的开关主体152和拉杆154，拉线16与拉杆154固定连接，以在供电电缆20受拉时带动拉杆154相对开关主体152运动。

控制器17与驱动机构12电性连接，用于控制驱动机构12处于伸出状态或缩回状态。控制器17可以根据报警信号控制拨杆13停止运动，也就是说，在行程开关15发出报警信号时，控制器17可以接受报警信号，并控制驱动机构12停止伸出和缩回，并且控制拨杆13停止带动供电电缆20运动，防止拨动或者带动供电电缆20时导致供电电缆20拉断，造成漏电等危险，影响作业员的安全。

在本实施例中，拨线装置10还包括弹性件18和扎带19，供电电缆20包括预留弯曲段22，预留弯曲段22、弹性件18及拉线16并排设置，扎带19设置于预留弯曲段22的一端，拉线16设置于行程开关15和扎带19之间。

弹性件18安装于第一端部132和扎带19之间，弹性件18的最大伸长长度大于拉线16长度，使得在拉线16被拉紧之前不会由于弹性件18不能再伸长而导致的拉线16不能带动行程开关15。

预留弯曲段22的一端固定于第一端部132，预留弯曲段22的另一端设置扎带19，在本实施例中，预留弯曲段22需要保持一定的弯曲，确保弹性件18拉长至最大值时供电电缆20不受拉力，也就是在供电电缆20受力之前就会触发行程开关15并发出报警信号，减少供电电缆20的受力大小，避免因意外拉力过大，导致电缆损坏甚至破断，保护供电电缆20不被拉断，提高了作业的安全性。弹性件18可以是弹簧，也可以是其他弹性体。

在本实施例中，行程开关15、拉线16、控制器17以及弹性件18等，可以使拨线装置10具有过拉保护的功能。以下对拨线装置10的过拉保护的原理进行说明：

在拨线装置10的拨线过程中，供电电缆20会有一定的拉拽力。当供电电缆20的拉力处于设定受力范围以内，拨线装置10上的弹性件18处于近似自然状态，此时，拉线16也处于松弛状态，因此，行程开关15未触发危险信号，拨线装置10可以进行正常的运动和拨线。

当供电电缆20的拉力超过了设定的受力范围，拨线装置10上的弹性件18处于明显拉伸状态，此时，拉线16也处于拉紧状态，与此同时，行程开关15的拉杆154被拉动，行程开关15触发危险信号，控制器17根据该危险信号控制拨杆13停止运动和拨线。拨线装置10的过拉保护功能可以起到保护供电电缆20不被拉断的目的，可以确保作业员的人身财产安全，大大提高了作业的安全性。

请参阅图6，本发明还提供一种研磨机器人1，包括机器人主体30以及拨线装置10，拨线装置10安装于机器人主体30。机器人主体30可以包括机体、研磨盘、行走机构、开关按钮、以及报警指示灯等结构。其中机体、研磨盘以及行走机构的结构可以参照现有技术，此处不再叙述。

请参阅图6和图7，在本实施例中，研磨机器人1还包括动力系统40，动力系统40安装于机器人主体30并用于驱动研磨机器人1，控制器17还与动力系统40信号连接，用于在停止驱动机构12时发出停止信号，以使动力系统40停止，也就是使研磨机器人1停止移动。

以下以一种具体的示例对本发明提供的研磨机器人1进行说明：

假设研磨的供电点(电源)位于研磨机器人1的北面，此时研磨机器人1需东西方向来回研磨。

当研磨机器人1由东向西研磨时，控制器17控制驱动机构12处于完全伸出状态，拨线装置10将供电电缆20拨动至研磨机前进方向的右侧。当研磨机器人1由西向东研磨时，控制器17控制驱动机构12处于完全缩回状态，拨线装置10将供电电缆20拨动至研磨机器人1前进方向的左侧。当研磨机器人1的运动方向由东向西掉头至由西向东时，控制器17控制驱动机构12自动由全伸运动至全缩状态，带动供电电缆20由处于研磨机器人1的右侧自动调整为处于研磨机器人1的左侧。即实现了供电电缆20始终处于靠近取电点P的一侧。实现了自动拨线，从而避免的供电电缆20被研磨碾压或磨损，确保了研磨作业的安全性。当研磨机器人1的运动方向由西向东掉头至由东向西时，与研磨机器人1的运动方向由东向西掉头至由西向东的原理相同。

本发明提供的研磨机器人1，实现了供电电缆20始终处于靠近取电点P的一侧，从而避免供电电缆20被研磨机器人1碾压或磨损，确保了研磨作业的安全性。

在其他实施方式中，拨线装置10的应用不限于研磨机器人1，还可以是其他采用采用供电电缆20供电并且往复运动进行作业，以及通过往复运动实现对作业面的全覆盖的其他设备。例如带供电电缆20的清扫机或整平机等设备。

综上，本发明提供的拨线装置10及研磨机器人1，可以根据研磨机器人1当前的行驶方向，自动拨动供电电缆20的位置，防止研磨机器人1在打磨过程中对供电电缆20造成损坏而引起的触电事故，提高了研磨机器人1作业的安全性。

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本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 (9)

1.一种拨线装置，其特征在于，包括：

固定架，所述固定架开设安装腔以及连通所述安装腔的开口，所述固定架具有垂直邻接的第一侧面和第二侧面，所述开口暴露于所述第一侧面和所述第二侧面；

驱动机构，可伸缩地安装于所述固定架的所述安装腔；及

拨杆，包括第一端部、与第一端部相对的第二端部以及位于所述第一端部和所述第二端部之间的安装部，所述安装部铰接于所述固定架，所述第一端部安装有供电电缆，所述第二端部铰接于所述驱动机构，以使所述驱动机构伸缩时带动所述拨杆转动，所述拨杆向所述开口外延伸，所述拨杆的转动角度大于90度。

2.根据权利要求1所述的拨线装置，其特征在于，所述拨线装置还包括控制器，所述控制器与所述驱动机构电性连接，用于控制所述驱动机构处于伸出状态或缩回状态。

3.根据权利要求2所述的拨线装置，其特征在于，所述驱动机构为电缸，所述驱动机构包括机械连接的缸体和活塞杆，所述缸体通过第一铰接轴安装于所述固定架，所述活塞杆远离所述缸体的一端通过第二铰接轴与所述第二端部铰接。

4.根据权利要求3所述的拨线装置，其特征在于，当所述活塞杆处于伸出状态时，所述拨杆与所述活塞杆之间的夹角为锐角，当所述活塞杆处于缩回状态时，所述拨杆与所述活塞杆之间的夹角为钝角。

5.根据权利要求3所述的拨线装置，其特征在于，所述安装部通过安装轴铰接于所述固定架，所述安装轴和所述第一铰接轴分别位于所述固定架的相对两侧，所述安装轴的轴向垂直于所述拨杆的长度方向和所述活塞杆的长度方向。

6.根据权利要求1所述的拨线装置，其特征在于，所述拨线装置还包括行程开关、拉线以及控制器，所述行程开关固定安装于所述第二端部并与所述控制器信号连接，所述控制器与所述驱动机构电性连接，所述拉线的一端设置于所述行程开关，所述拉线的另一端设置于所述供电电缆，当所述供电电缆被拉紧时，所述拉线被同时拉紧且拉动所述行程开关，以使所述行程开关发出报警信号，所述控制器根据所述报警信号停止所述驱动机构。

7.根据权利要求6所述的拨线装置，其特征在于，所述拨线装置还包括弹性件，所述供电电缆包括预留弯曲段，所述预留弯曲段、所述弹性件及所述拉线并排设置，所述预留弯曲段一端固定于所述第一端部，另一端设置扎带，所述弹性件安装于所述第一端部和所述扎带之间，所述拉线设置于所述行程开关和所述扎带之间，所述拉线的长度小于所述弹性件的最大伸长长度。

8.一种研磨机器人，其特征在于，包括机器人主体以及如权利要求1-7任一项所述的拨线装置，所述拨线装置安装于所述机器人主体。

9.根据权利要求8所述的研磨机器人，其特征在于，所述研磨机器人还包括动力系统，所述动力系统安装于所述机器人主体并用于驱动所述研磨机器人，所述拨线装置还包括控制器，所述控制器与所述驱动机构电性连接，用于控制所述驱动机构处于伸出状态或缩回状态，所述控制器还与所述动力系统信号连接，用于在停止所述驱动机构时发出停止信号，以使所述动力系统停止。

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