CN116117659A - 一种修磨机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动化机器人领域，具体公开了一种修磨机器人。该修磨机器人包括底盘，所述底盘设有行走轮、行走驱动装置和导向装置，所述底盘一侧连接有进给机构，所述进给机构的可动端设有磨具或切削刀具，以及驱动所述磨具或切削刀具转动的旋转驱动装置。本发明在需要进行修磨作业时，可直接将修磨机器人放置在需要修磨的工件上，底盘行走带动磨具或切削刀具移动，调整磨具或切削刀具的进给量，自动进行开坡口、磨平面等操作，相比传统人工修磨作业，降低了作业难度，提高了效率。

Description

一种修磨机器人

技术领域

本发明属于自动化机器人技术领域，特别是涉及一种修磨机器人。

背景技术

工程机械的工作环境恶劣，零部件在工作时容易出现严重的磨损和锈蚀。为了维持设备的正常运转并降低成本，对于关键零部件一般会在施工现场进行再制造修复。

目前，现场再制造修复工作操作空间有限，多为人工手持磨削设备进行开坡口、修磨平面、焊接等操作，工作量大，修复精度无法保证。例如，掘进机主驱动系统中的环形密封跑道(与密封圈相对转动的密封配合面)是保证驱动箱内部清洁的关键部分，为了保证密封效果，密封圈和密封跑道之间为过盈配合。在工作时，密封圈和密封跑道相对旋转，由于外界砂石不断侵入，密封跑道会逐渐磨损，直至失效。在施工现场，通常是在隧道内部对密封跑道磨损的位置进行手工开坡口，之后对磨损部位补焊，最后将多余焊料填平，完成修复。然而，隧道内操作空间有限，作业难度高，效率低，修复后的精度无法保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种修磨机器人，以解决现有技术中零部件再制造修复操作困难、效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的修磨机器人的技术方案是：

一种修磨机器人，包括底盘，所述底盘设有行走轮、行走驱动装置和导向装置，所述底盘一侧连接有进给机构，所述进给机构的可动端设有磨具或切削刀具，以及驱动所述磨具或切削刀具转动的旋转驱动装置。

有益效果是：本发明中的修磨机器人中的底盘可自主行走，带动磨具或切削刀具实现自主打磨或切削修复。在需要进行修磨作业时，可直接将修磨机器人放置在需要修磨的工件上，调整磨具或切削刀具的进给量，自动进行开坡口、磨平面等操作，相比传统人工修磨作业，降低了作业难度，提高了效率。

作为进一步地改进，所述底盘的底部设有磁性件和/或所述行走轮为磁力轮。

有益效果是：使得修磨机器人可以吸附在工件表面，便于在竖直放置状态下的工件进行修磨，进一步降低了作业难度。

作为进一步地改进，所述导向装置包括导向轮，所述导向轮滚动轴线与所述行走轮的行走面垂直。

有益效果是：在对环形工件修复时，导向轮可贴合环(弧)形件的弧面实现导向，结构简单，成本低。

作为进一步的改进，所述导向轮设于所述底盘的两侧。

有益效果是：在对环形工件修复时，两侧的导向轮分别贴合环(弧)形件的外弧面和内弧面，形成稳定的夹持作用，提高了机器人的运动稳定性。

作为进一步地改进，该修磨机器人还设有模式切换单元，所述模式切换单元可将所述旋转驱动装置的转动轴线延伸方向在水平方向和竖直方向之间切换。

有益效果是：可以切换“卧轴”和“立轴”两种工作模式，实现一机多用，提高了效率，降低了成本。

作为进一步地改进，所述进给机构连接有连接座，所述进给机构通过所述连接座和所述底盘铰接，且铰接轴线与所述行走轮的行走面垂直。

有益效果是：使得进给机构和底盘的连接角度可调，扩大了磨具或切削刀具的覆盖范围。

作为进一步地改进，所述模式切换单元由设于连接座上的轴线互相垂直的铰接孔形成。

有益效果是：结构简单，降低了成本。

作为进一步地改进，所述进给机构设有二级传动机构，所述二级传动机构可做水平和竖直两个方向的运动。

有益效果是：可以调整不同方向的进给量，提高修磨机器人的灵活性与实用性。

作为进一步地改进，所述二级传动机构包括一级滚珠丝杠组件和二级滚珠丝杠组件，所述一级滚珠丝杠组件包括第一丝杠和第一螺母组件，所述二级滚珠丝杠组件包括第二丝杠和第二螺母组件，所述第一螺母组件形成所述第二丝杠的安装座，所述第二螺母组件形成所述进给机构的可动端，所述第一丝杠和第二丝杠中的一个轴线沿水平方向延伸，另一个轴线沿竖直方向延伸。

有益效果是：结构稳定，同时保证了传动精度。

作为进一步地改进，该修磨机器人还设有用于检测平面修复效果的检测模块。

有益效果是：可对修磨后的工件表面进行检测观察，保证了修磨效果。

作为进一步地改进，所述底盘还设有焊枪安装架。

有益效果是：可拓展集成焊接功能，实现多功能一体化，进一步提高了修复效率。

附图说明

图1为本发明中修磨机器人实施例1的结构示意图；

图2为图1中进给机构的结构示意图；

图3为本发明中修磨机器人实施例1在卧轴模式工作时的示意图；

图4为本发明中修磨机器人实施例1在立轴模式工作时的示意图；

图5为本发明中修磨机器人实施例2中铣刀的结构示意图。

附图标记说明：

1、底盘；2、连接座；3、进给机构；4、旋转动力装置；5、磨盘；6、图像采集模块；7、铣刀；11、行走轮；12、导向轮；31、第一丝杠；32、第一螺母组件；33、第二丝杠；34、第二螺母组件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的修磨机器人的具体实施例1：

本实施例所提供的修磨机器人如图1所示，包括底盘1、连接座2、进给机构3、旋转动力装置4、磨盘5，进给机构3通过连接座2与底盘1铰接，旋转动力装置4与进给机构3的可动端固定连接，磨盘5与旋转动力装置4的输出端传动连接。底盘1包括行走轮11和驱动行走轮11滚动的行走驱动装置，行走轮11可在需要修磨的工件表面行走。在底盘1的驱动作用下，通过调整进给机构3，本实施例可自主实现不同位置的打磨修复作业，提高了效率。其中，旋转动力装置4可以是电机或液压马达，此处不作具体限定，磨盘5也可以替换为球形磨具，只要可以实现磨削作用即可。

为了提高修磨机器人在竖直放置的工件表面工作的能力，底盘1底部和行走轮11中至少一个具有强磁性，在使用时可吸附在工件表面。底盘1还包括导向装置，具体地，导向装置由底盘1两侧的导向轮12组成，导向轮12的轴线延伸方向与行走轮11的行走面垂直。在对环形或弧形工件进行修磨加工时，一侧导向轮12可沿环形工件或弧形工件的内圆弧面行走，另一侧导向轮12可沿环形工件或弧形工件的外圆弧面行走，实现底盘1的转向。

如图2所示，进给机构3为二级传动机构，且一级传动机构为水平方向(相对行走轮11的行走面)，另一级传动机构为竖直方向(相对行走轮11的行走面)。具体地，进给机构3为滚珠丝杠组件机构，包括第一丝杠31、第一螺母组件32和第二丝杠33和第二螺母组件34，第一丝杠31和第二丝杠33的转动轴线垂直，第一螺母组件32为第二丝杠33的安装座。第一丝杆31和第二丝杠33还连接有调节手柄。本实施例可以通过进给机构3调整磨盘5两个方向的进给量，灵活性和实用性好。

连接座2设有轴线延伸方向互相垂直的“十”字形铰接孔。本实施例可以通过切换铰接孔实现如图3所示的卧轴和如图4所示的立轴两种工作模式，实现了一机多用。

底盘1一端还连接有图像采集模块6，可利用图像采集模块6对修复前、后工件表面质量进行观察，根据采集到的图像数据判断是否修复完成，提高了检测效率，保证了修复效果。

本实施例的工作原理：将底盘1放置或吸附在需要修复的工件平面，根据修复作业内容选择合适的工作模式，通过连接座2将进给机构3与底盘1连接，底盘1沿修复工作面自主行走，带动进给机构3同步运动，启动旋转动力装置4，实现磨盘5的转动，自动实现修复作业。

此外，进给机构3可绕连接座2和底盘1的铰接点摆动，在对环形工件修复加工时，可以保证有较大的覆盖角度。

本发明所提供的修磨机器人的具体实施例2，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，旋转动力装置4输出端连接有磨盘5，可以实现平面磨削、磨槽等作业。在本实施例中，旋转动力装置输出端连接有如图5所示的铣刀7，可以通过铣刀7实现开坡口、铣槽等作业。

本发明所提供的修磨机器人的具体实施例3，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，导向装置包括设于底盘1两侧的导向轮12。在本实施例中，导向装置为激光导向仪，底盘前轮设有转向机构，仍可实现对环形工件或弧形工件的修复作业。

本发明所提供的修磨机器人的具体实施例4，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，导向装置包括设于底盘1两侧的导向轮12。在本实施例中，导向轮为设于底盘一侧的导向轮，且导向轮为磁性轮，可吸附在环形工件或弧形工件的圆弧面。

本发明所提供的修磨机器人的具体实施例5，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，连接座2设有“十”字形铰接孔，铰接孔形成了切换磨盘5立轴/卧轴工作模式的模式切换单元。在本实施例中，进给机构与底盘的连接处设有二位自锁旋钮，二位自锁旋钮形成模式切换单元，可以旋转旋钮实现工作模式的切换。

本发明所提供的修磨机器人的具体实施例6，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，底盘1连接有图像采集模块6，目的是检测观察修复表面。在本实施例中，底盘连接有振动检测模块，通过振动检测模块的振动信号判断工件修复表面是否完成。

本发明所提供的修磨机器人的具体实施例7，其与实施例1的区别主要在于：在本实施例中，底盘一侧设有焊枪安装架，安装架连接有焊枪，拓展了焊接功能，进一步提高了修复效率。

本发明所提供的修磨机器人的具体实施例8，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，磨盘5直接与旋转动力装置4的输出端传动连接。在本实施例中，磨盘可转动地设于进给机构的可动端，旋转动力装置通过齿轮传动机构和磨盘传动连接。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种修磨机器人，其特征在于，包括底盘，所述底盘设有行走轮、行走驱动装置和导向装置，所述底盘一侧连接有进给机构，所述进给机构的可动端设有磨具或切削刀具，以及驱动所述磨具或切削刀具转动的旋转驱动装置。

2.根据权利要求1所述的修磨机器人，其特征在于，所述底盘的底部设有磁性件和/或所述行走轮为磁力轮。

3.根据权利要求1或2所述的修磨机器人，其特征在于，所述导向装置包括导向轮，所述导向轮滚动轴线与所述行走轮的行走面垂直。

4.根据权利要求3所述的修磨机器人，其特征在于，所述导向轮设于所述底盘的两侧。

5.根据权利要求1或2所述的修磨机器人，其特征在于，该修磨机器人还设有模式切换单元，所述模式切换单元可将所述旋转驱动装置的转动轴线延伸方向在水平方向和竖直方向之间切换。

6.根据权利要求4所述的修磨机器人，其特征在于，所述进给机构连接有连接座，所述进给机构通过所述连接座和所述底盘铰接，且铰接轴线与所述行走轮的行走面垂直。

7.根据权利要求5所述的修磨机器人，其特征在于，所述模式切换单元由设于连接座上的轴线互相垂直的铰接孔形成。

8.根据权利要求1或2所述的修磨机器人，其特征在于，所述进给机构设有二级传动机构，所述二级传动机构可做水平和竖直两个方向的运动。

9.根据权利要求8所述的修磨机器人，其特征在于，所述二级传动机构包括一级滚珠丝杠组件和二级滚珠丝杠组件，所述一级滚珠丝杠组件包括第一丝杠和第一螺母组件，所述二级滚珠丝杠组件包括第二丝杠和第二螺母组件，所述第一螺母组件形成所述第二丝杠的安装座，所述第二螺母组件形成所述进给机构的可动端，所述第一丝杠和第二丝杠中的一个轴线沿水平方向延伸，另一个轴线沿竖直方向延伸。

10.根据权利要求1所述的修磨机器人，其特征在于，该修磨机器人还设有用于检测平面修复效果的检测模块。

11.根据权利要求1所述的修磨机器人，其特征在于，所述底盘还设有焊枪安装架。

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