CN203752147U - 一种六自由度机械臂及具有该机械臂的撬毛台车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种六自由度机械臂和具有该机械臂的撬毛台车。本实用新型一种六自由度机械臂，它包括工作臂机构、液压破碎锤，工作臂机构包括快换装置、摇杆、转锤油缸、小臂、小臂油缸、中臂、中臂油缸，工作臂机构还包括大臂座、大臂油缸、第一大臂、第二大臂、第三大臂，第三大臂和第一大臂的上部分别与第二大臂的左右端相铰接，两者的下部分别铰接在大臂座的左右两端，大臂油缸的缸体端固定在大臂座上，活塞杆端连接在第一大臂上。本新型机械臂中的第一大臂、第二大臂、第三大臂与大臂座形成一个四连杆机构，可实现不同巷道对高度的作业需求，并有独特的平行保持功能，作业时具有灵活、快速、准确的定位功能。

Description

一种六自由度机械臂及具有该机械臂的撬毛台车

技术领域

本实用新型涉及撬毛台车的一种专用六自由度机械臂，属矿山机械设备。

背景技术

撬毛作业是在爆破后清除岩石表面松动的石头（即浮石），以防止其在随后的工序中冒落，伤害人身与设备。这是一项非常艰险的工作，如果用人工持钎杆撬毛，即使操作正确，十分小心，也存在很多危险，如冒顶、碎石的飞溅、粉尘飞扬、岩层的突然移动等等，工作条件非常恶劣与危险。目前清理毛石的主要方法有手持式撬毛设备和专业撬毛台车，但两者都存在弊端。手持式撬毛设备清理工作强度和危险性比较大，对操作人员的安全存在极大的隐患。撬毛台车可以实现隧道或者地下矿山的机械化撬毛作业，在国外矿山已成熟应用，国内近几年开始推广。实用新型专利（授权专利号：CN 202090917 U）公开了一种回转式撬毛台车，该撬毛台车采用两节臂结构，只有4个自由度，无法实现巷道内全方位作业和准确定点定位，作业时需要频繁的移动设备，由于隧道或采矿巷道空间狭小，作业效率低下。另外发明专利拆除机器人（专利号：ZL200510022502.5）采用三节臂结构，模拟人手，具备5个自由度，相对两节臂更加灵活，但对于隧道两侧无法实现有效作业。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种六自由度机械臂和具有该机械臂的撬毛台车，该机械臂通过独特的机构设计，作业时具有灵活、快速、准确的定位功能。具有该机械臂的撬毛台车则克服了现有撬毛台车两节臂以及三节臂的灵活性较差，柔性不足的缺点，实现了撬毛作业的高效作业。

本实用新型一种六自由度机械臂，它包括工作臂机构、液压破碎锤，工作臂机构包括快换装置、摇杆、转锤油缸、小臂、小臂油缸、中臂、中臂油缸，工作臂机构还包括大臂座、大臂油缸、第一大臂、第二大臂、第三大臂，第三大臂和第一大臂的上部分别与第二大臂的左右端相铰接，两者的下部分别铰接在大臂座的左右两端，大臂油缸的缸体端固定在大臂座上，活塞杆端连接在第一大臂上。

本新型中的第一大臂、第二大臂、第三大臂与大臂座形成一个四连杆机构，可实现不同巷道对高度的作业需求，并有独特的平行保持功能，作业时具有灵活、快速、准确的定位功能。

本实用新型还包括具有该机械臂的撬毛台车，六自由度机械臂实施作业，使撬毛台车更具柔性特征，灵活性更高，适应性更广，实现了全方位作业，大大提高了其作业效率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述：

图1为本新型六自由度机械臂的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为旋转油缸的工作范围示意图；

图4为本新型六自由度机械臂的工作示意图；

图5为具有六自由度机械臂的撬毛台车示意图。

具体实施方式

从图1、图2可知，本实用新型公开了一种六自由度机械臂，它包括工作臂机构、液压破碎锤1，工作臂机构包括快换装置3、摇杆4、转锤油缸5、小臂6、小臂油缸7、中臂8、中臂油缸9，工作臂机构还包括大臂座11、大臂油缸12、第一大臂13、第二大臂14、第三大臂15，第三大臂15和第一大臂13的上部分别与第二大臂14的左右端相铰接，两者的下部分别铰接在大臂座11的左右两端，大臂油缸12的缸体端固定在大臂座11上，活塞杆端连接在第一大臂13上。

本新型中的第一大臂、第二大臂、第三大臂与大臂座形成一个四连杆机构，可实现不同巷道对高度的作业需求，并有独特的平行保持功能，作业时具有灵活、快速、准确的定位功能。

作为本新型的一种改进方式，本新型机械臂中的工作臂机构还包括旋转油缸2，旋转油缸2设置在液压破碎锤1和快换装置3之间，分别与两者相连接。这样，通过旋转油缸2可实现液压破碎锤±90°的左右摆动，如图3所示。

作为本新型的又一种改进方式，本新型机械臂还包括工作臂的回转机构，回转机构包括回转支承10、大臂座摆动油缸16，回转支承10上方固定连接大臂座11，两个大臂座摆动油缸16前后对称地设置在大臂座11上。这样，通过大臂座摆动油缸实现整个工作装置的左右±30°的摆动功能。当机械臂工作时，当高压油进入油缸，通过油缸的伸缩可控制机械臂的各种动作。本实用新型机械臂结构紧凑，能在狭小的空间方便地进行作业。

总之，本新型机械臂结构紧凑，具备6个自由度。本新型六自由度机械臂通过后端四连杆平行机构可实现对于大巷道向上更大距离的作业同时具有平动作业功能，因为大臂油缸的伸缩，对于前端工作臂和液压锤位姿影响很小，近似平动，便于液压锤作业时精确定点；其次，通过前端旋转油缸的配置，实现了液压锤左右90°摆动，结合大臂座摆动油缸可实现巷道左右两侧的自由作业。本新型六自由度机械臂的工作范围如图4所示。

本新型还公开了一种撬台毛车，如图5所示，它具有上述的六自由度机械臂，六自由度机械臂通过回转支承10固定在撬毛台车的车体上。由于撬毛台车在巷道或者隧道中进行撬毛作业受到空间限制，要实现撬毛台车安全高效作业，须尽量减少设备移动，因此通过本新型撬毛台车通过六自由度工作臂机构，实现破碎锤准确定点定位和全方位作业，使撬毛台车更具柔性特征，灵活性更高，适应性更广，实现了全方位作业，大大提高了其作业效率。

Claims (4)

1.一种六自由度机械臂，它包括工作臂机构、液压破碎锤（1），工作臂机构包括快换装置（3）、摇杆（4）、转锤油缸（5）、小臂（6）、小臂油缸（7）、中臂（8）、中臂油缸（9），其特征是：工作臂机构还包括大臂座（11）、大臂油缸（12）、第一大臂（13）、第二大臂（14）、第三大臂（15），第三大臂（15）和第一大臂（13）的上部分别与第二大臂（14）的左右端相铰接，两者的下部分别铰接在大臂座（11）的左右两端，大臂油缸（12）的缸体端固定在大臂座（11）上，活塞杆端连接在第一大臂（13）上。

2.根据权利要求1所述的六自由度机械臂，其特征是：工作臂机构还包括旋转油缸（2），旋转油缸（2）设置在液压破碎锤（1）和快换装置（3）之间，分别与两者相连接。

3.根据权利要求1或2所述的六自由度机械臂，其特征是：六自由度机械臂还包括工作臂的回转机构，回转机构包括回转支承（10）、大臂座摆动油缸（16），回转支承（10）上方固定连接大臂座（11），两个大臂座摆动油缸（16）前后对称地设置在大臂座（11）上。

4.一种撬毛台车，它包括六自由度机械臂，其特征是：所述六自由度机械臂为权利要求1-3任一权利要求所述的六自由度机械臂，六自由度机械臂通过回转支承（10）固定在撬毛台车的车体上。