CN113459114A - 一种路面钻孔取芯机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种路面钻孔取芯机器人，包括：机身、安装在机身上的主驱动机构、以及可由主驱动机构驱动执行钻孔取芯作业的取芯钻头，其中：取芯钻头包括内部具有空腔的筒体部和周向布置在筒体部一端端口处的刃口部，取芯钻头的侧壁具有由其刃口部所在端向其另一端轴向延伸的切口，切口内设有高压枪头，高压枪头具有射流口，且其射流口朝向取芯钻头的轴心；机身上还安装有与高压枪头连接的高压水射流发生器。本发明可使取芯钻头采取的样品顺利取出。

Description

一种路面钻孔取芯机器人
技术领域
本发明涉及路面养护设备技术领域，具体涉及一种路面钻孔取芯机器人。
背景技术
水泥路面已在我国具有较高的覆盖率，在检测水泥路面质量时，需要用取芯设备钻孔取样以进行检测鉴定，现有的取芯设备的结构主要有取芯钻头和用于驱动取芯钻头执行钻孔取样作业的驱动装置，而现有的取芯设备在取样时，由于无法使样品与路基分断，因此从而不容易将样品取出。
发明内容
为了解决背景技术存在的技术问题，本发明提出的一种路面钻孔取芯机器人。
本发明提出的一种路面钻孔取芯机器人，包括：机身、安装在机身上的主驱动机构、以及可由主驱动机构驱动执行钻孔取芯作业的取芯钻头，其中：
取芯钻头包括内部具有空腔的筒体部和周向布置在筒体部一端端口处的刃口部，取芯钻头的侧壁具有由其刃口部所在端向其另一端轴向延伸的切口，切口内设有高压枪头，高压枪头具有射流口，且其射流口朝向取芯钻头的轴心；
机身上还安装有与高压枪头连接的高压水射流发生器。
优选地，筒体部包括主体部和刀座部，刀座部的壁厚大于主体部的壁厚，且刀座部的内壁位于主体部内壁所在面的内侧，刀座部的外壁位于主体部外壁所在面的外侧；刃口部位于刀座部上。
优选地，主驱动机构包括与取芯钻头连接的主轴和用于驱动主轴旋转的动力组件。
优选地，主轴包括旋转轴和顶出轴，动力组件包括马达；旋转轴的内部具有管腔和设置在管腔内的活塞块，旋转轴的侧壁且位于活塞块远离取芯钻头的一侧设有与管腔导通的进气口和出气口，所述进气口连接有用于向管腔内输送气体的进气管路，出气口连接有用于将管腔内的气体排出的回气管路；旋转轴与筒体部同轴，旋转轴的一端与马达连接，其另一端与筒体部远离刃口部的一端连接；筒体部具有与管腔同轴并导通的通孔；顶出轴位于管腔内，且其一端与活塞块固定，其另一端朝向通孔。
优选地，切口的两端贯通，高压枪头可抽进抽出的插装在切口内。
优选地，取芯钻头的外侧设有与切口相对的第一导轨、滑动安装在第一导轨上的第一夹持机构、以及固定安装在第一导轨上并与第一夹持机构连接以用于驱动第一夹持机构在导轨上滑动的第一副驱动机构；机身上设有用于驱动第一导轨向切口方向水平往复移动的第二副驱动机构。
优选地，第一夹持机构包括手指气缸。
优选地，机身包括底盘座、固定在底盘座上的机械臂、以及安装在机械臂端部的旋转座和用于驱动旋转座旋转的第三副驱动机构；主驱动机构、第二副驱动机构和第一驱动机构均分别安装在旋转座上。
优选地，取芯钻头远离其刃口部一端的端部设有与其内部导通的抽真空口，旋转座上安装有与抽真空口连通的抽真空机构。
优选地，取芯钻头的侧壁还设有由其刃口部所在端向其另一端轴向延伸的豁口，且该豁口与切口相对，豁口内设有管体，管体经管路与抽水泵连接，管体具有进水口。
优选地，抽水泵安装在机身上。
优选地，豁口的两端贯通，管体可抽进抽出的插装在豁口内。
优选地，取芯钻头的外侧设有与豁口相对的第二导轨、滑动安装在第二导轨上的第二夹持机构、以及固定安装在第二导轨上并与第二夹持机构连接以用于驱动第二夹持机构在第二导轨上滑动的第四副驱动机构；机身上设有用于驱动第二导轨向豁口方向水平往复移动的第五副驱动机构。
优选地，第二夹持机构包括手指气缸。
优选地，第五副驱动机构和第二导轨均分别安装在旋转座上。
本发明中，通过在取芯钻头的侧壁设置切口，在切口内侧设置高压枪头，并使高压枪头的射流口朝向取芯钻头的轴心，当钻孔达到预定深度时，利用高压枪头喷出的高压水射流以将取芯钻头内侧的样品与路基分割开，从而可将取芯钻头采取的样品顺利取出。
附图说明
图1为本发明提出的一种路面钻孔取芯机器人的结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为本发明提出的一种路面钻孔取芯机器人中所述取芯钻头的结构示意图。
具体实施方式
参照图1-3，本发明提出的一种路面钻孔取芯机器人，包括：机身、安装在机身上的主驱动机构1、以及可由主驱动机构1驱动执行钻孔取芯作业的取芯钻头2，其中：
取芯钻头2包括内部具有空腔的筒体部和周向布置在筒体部一端端口处的刃口部，取芯钻头2的侧壁具有由其刃口部所在端向其另一端轴向延伸的切口3，切口3内设有高压枪头4，高压枪头4为杆状结构，高压枪头4具有射流口，且其射流口朝向取芯钻头2的轴心。机身上还安装有与高压枪头4连接的高压水射流发生器(高压泵)。当主驱动机构1驱动取芯钻头2钻取到预定深度后，高压枪头4的射流口喷射处高压水流已将取芯钻头2内的样品与路基截断开，以使得取芯钻头2在退出时可将采取的样品顺利取出。
由上可知，本发明通过在取芯钻头2的侧壁设置切口3，在切口3内侧设置高压枪头4，并使高压枪头4的射流口朝向取芯钻头2的轴心，通过高压枪头4喷出的高压水射流以将取芯钻头2内侧的样品与路基分割开，从而可将取芯钻头2采取的样品顺利取出。
此外，本实施例中，筒体部包括主体部201和刀座部202，刀座部202的壁厚大于主体部201的壁厚，且刀座部202的内壁位于主体部201内壁所在面的内侧，刀座部202的外壁位于主体部201外壁所在面的外侧；刃口部位于刀座部202上，该结构的设置既可以保障刃口部的强度，又能保障取芯钻头2钻入路面后，切口3在径向方向具有较大的空间，以利于高压枪头4的设置。
本实施例中，主驱动机构1包括与取芯钻头2连接的主轴和用于驱动主轴旋转的动力组件；主轴包括旋转轴101和顶出轴102，动力组件包括马达；旋转轴101的内部具有管腔和设置在管腔内的活塞块5，旋转轴101的侧壁且位于活塞块5远离取芯钻头2的一侧设有与管腔导通的进气口和出气口，所述进气口连接有用于向管腔内输送气体的进气管路，出气口连接有用于将管腔内的气体排出的回气管路；旋转轴101与筒体部同轴，旋转轴101的一端与马达连接，其另一端与筒体部远离刃口部的一端连接；筒体部具有与管腔同轴并导通的通孔；顶出轴102位于管腔内，且其一端与活塞块5固定，其另一端朝向通孔。工作中，当取芯钻头2将样品取出后，进气管路向管腔内通气，以推动活塞块5带动顶出轴102伸至取芯钻头2内部直至将取芯钻头2内的样品顶出。
本实施例中，切口3的两端贯通，高压枪头4可抽进抽出的插装在切口3内，当取芯钻头2在钻孔过程中，可预先将高压枪头4抽出，当钻孔完成后，再将高压枪头4插入切口3内，以执行截断作业。
本实施例中，取芯钻头2的外侧设有与切口3相对的第一导轨6、滑动安装在第一导轨6上的第一夹持机构7、以及固定安装在第一导轨6上并与第一夹持机构7连接以用于驱动第一夹持机构7在导轨上滑动的第一副驱动机构8；第一夹持机构7包括手指气缸；机身上设有用于驱动第一导轨6向切口3方向水平往复移动的第二副驱动机构9。该结构的设置既可以实现高压枪头2的自动插入、抽出动作，又能自动调整插入深度，以满足不同层次样品采集需求。
本实施例中，机身包括底盘座10、固定在底盘座10上的机械臂11、以及安装在机械臂11端部的旋转座12和用于驱动旋转座12旋转的第三副驱动机构13；主驱动机构1、第二副驱动机构9和第一导轨6均分别安装在旋转座12上。当取芯钻头2完成钻入动作、高压枪头4插入切口3内后，主驱动机构1停止动作。同时，第三副驱动机构13驱动旋转座12旋转，进而带动主驱动机构1、第二副驱动机构9、第一导轨6、以及取芯钻头2和高压枪头4随之旋转，从而使得高压枪头4所发生的高压水流相对样品旋转，以保障截断效果。且为了使截断后的样品顺利被带出，本实施例还在取芯钻头2远离其刃口部一端的端部设置了与取芯钻头2内部导通的抽真空口，在旋转座12上安装有与抽真空口连通的抽真空机构20，具体地，抽真空机构20包括真空泵。以利用真空泵抽真空使取芯钻头2内部产生负压，进而使样品被顺利带出。
本实施例中，取芯钻头2的侧壁还设有由其刃口部所在端向其另一端轴向延伸的豁口14，且该豁口14与切口3相对，豁口14内设有管体15，管体15经管路与抽水泵连接，抽水泵安装在机身上。管体15具有进水口，以利用管体15将孔内积液抽出。
本实施例中，豁口14的两端贯通，管体15可抽进抽出的插装在豁口14内，当取芯钻头2在钻孔过程中，可预先将管体15抽出，当需要利用高压枪头4截断作业时，再将管体15插入豁口14内，以将孔内积液抽出。
本实施例中，取芯钻头2的外侧设有与豁口14相对的第二导轨16、滑动安装在第二导轨16上的第二夹持机构17、以及固定安装在第二导轨16上并与第二夹持机构17连接以用于驱动第二夹持机构17在第二导轨16上滑动的第四副驱动机构18；第二夹持机构17包括手指气缸；机身上设有用于驱动第二导轨16向豁口14方向水平往复移动的第五副驱动机构19。该结构的设置既可以实现管体15的自动插入、抽出动作，又能自动调整插入深度。且为了使管体15可以与取芯钻头2一同随着旋转座12的旋转而旋转，本实施例将第二导轨16和第五副驱动机构19分别安装在旋转座12上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种路面钻孔取芯机器人，其特征在于，包括：机身、安装在机身上的主驱动机构(1)、以及可由主驱动机构(1)驱动执行钻孔取芯作业的取芯钻头(2)，其中：
取芯钻头(2)包括内部具有空腔的筒体部和周向布置在筒体部一端端口处的刃口部，取芯钻头(2)的侧壁具有由其刃口部所在端向其另一端轴向延伸的切口(3)，切口(3)内设有高压枪头(4)，高压枪头(4)具有射流口，且其射流口朝向取芯钻头(2)的轴心；
机身上还安装有与高压枪头(4)连接的高压水射流发生器。
2.根据权利要求1所述的路面钻孔取芯机器人，其特征在于，筒体部包括主体部(201)和刀座部(202)，刀座部(202)的壁厚大于主体部(201)的壁厚，且刀座部(202)的内壁位于主体部(201)内壁所在面的内侧，刀座部(202)的外壁位于主体部(201)外壁所在面的外侧；刃口部位于刀座部(202)上。
3.根据权利要求1所述的路面钻孔取芯机器人，其特征在于，主驱动机构(1)包括与取芯钻头(2)连接的主轴和用于驱动主轴旋转的动力组件。
4.根据权利要求3所述的路面钻孔取芯机器人，其特征在于，主轴包括旋转轴(101)和顶出轴(102)，动力组件包括马达；旋转轴(101)的内部具有管腔和设置在管腔内的活塞块(5)，旋转轴(101)的侧壁且位于活塞块(5)远离取芯钻头(2)的一侧设有与管腔导通的进气口和出气口，进气口连接有用于向管腔内输送气体的进气管路，出气口连接有用于将管腔内的气体排出的回气管路；旋转轴(101)与筒体部同轴，旋转轴(101)的一端与马达连接，其另一端与筒体部远离刃口部的一端连接；筒体部具有与管腔同轴并导通的通孔；顶出轴(102)位于管腔内，且其一端与活塞块(5)固定，其另一端朝向通孔。
5.根据权利要求1所述的路面钻孔取芯机器人，其特征在于，切口(3)的两端贯通，高压枪头(4)可抽进抽出的插装在切口(3)内。
6.根据权利要求5所述的路面钻孔取芯机器人，其特征在于，取芯钻头(2)的外侧设有与切口(3)相对的第一导轨(6)、滑动安装在第一导轨(6)上的第一夹持机构(7)、以及固定安装在第一导轨(6)上并与第一夹持机构(7)连接以用于驱动第一夹持机构(7)在导轨上滑动的第一副驱动机构(8)；机身上设有用于驱动第一导轨(6)向切口(3)方向水平往复移动的第二副驱动机构(9)；优选地，第一夹持机构(7)包括手指气缸。
7.根据权利要求6所述的路面钻孔取芯机器人，其特征在于，机身包括底盘座(10)、固定在底盘座(10)上的机械臂(11)、以及安装在机械臂(11)端部的旋转座(12)和用于驱动旋转座(12)旋转的第三副驱动机构(13)；主驱动机构(1)、第二副驱动机构(9)和第一导轨(6)均分别安装在旋转座(12)上；优选地，取芯钻头(2)远离其刃口部一端的端部设有与其内部导通的抽真空口，旋转座(12)上安装有与抽真空口连通的抽真空机构(20)。
8.根据权利要求7所述的路面钻孔取芯机器人，其特征在于，取芯钻头(2)的侧壁还设有由其刃口部所在端向其另一端轴向延伸的豁口(14)，且该豁口(14)与切口(3)相对，豁口(14)内设有管体(15)，管体(15)经管路与抽水泵连接，管体(15)具有进水口；优选地，抽水泵安装在机身上。
9.根据权利要求8所述的路面钻孔取芯机器人，其特征在于，豁口(14)的两端贯通，管体(15)可抽进抽出的插装在豁口(14)内。
10.根据权利要求9所述的路面钻孔取芯机器人，其特征在于，取芯钻头(2)的外侧设有与豁口(14)相对的第二导轨(16)、滑动安装在第二导轨(16)上的第二夹持机构(17)、以及固定安装在第二导轨(16)上并与第二夹持机构(17)连接以用于驱动第二夹持机构(17)在第二导轨(16)上滑动的第四副驱动机构(18)；机身上设有用于驱动第二导轨(16)向豁口(14)方向水平往复移动的第五副驱动机构(19)；优选地，第二夹持机构(17)包括手指气缸；优选地，第五副驱动机构(19)和第二导轨(16)均分别安装在旋转座(12)上。
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Address after: 230000, intersection of Qinghua road and Susong Road, economic and Technological Development Zone, Hefei, Anhui Province

Applicant after: Anhui Kaifeng Engineering Technology Co.,Ltd.

Address before: 230000 Room 201, information security R & D building, No. 8, Mengyuan Road, high tech Zone, Hefei, Anhui

Applicant before: ANHUI YOUTE HIGHWAY MAINTENANCE TECHNOLOGY Co.,Ltd.