CN211517505U - 一种带钻孔装置的四自由度履带机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，包括前后两段行进机构，两段行进机构之间设置关节机构，所述的关节机构包括两个相互垂直串联连接的二自由度调节机构，自由度调节机构包括回转结构，回转结构一端与行进机构连接，另一端连接摆动结构，回转结构带动所述的行进机构作回转动作，摆动结构带动所述的行进机构转弯或抬头动作，两个二自由度调节机构内端的两个摆动结构相互垂直串联连接，在行进机构上安装一个钻孔装置，钻孔装置包括由步进电机驱动的钻头，钻头设置在顶板上，所述的顶板连接多个直线电动推杆，钻头的伸出长度由直线电动推杆电动调节。本实用新型提高作业质量和效率，适应多种复杂地形环境下的工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻孔机构，具体是一种带钻孔装置的四自由度履带机器人。
背景技术
现有的钻孔装置通常依托人手持进行作业，质量受加工工人的技术水平、情绪、孔加工重复定位精度等因素的影响，质量得不到保证；也有将钻孔装置安装在行进机械上进入狭小区域进行作业，但是常规的行进机械在自由度调节方面比较欠缺，不能很好的完成不同位置的钻孔操作，效率低下。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，能够实现打孔机械化，提高作业质量和效率，适应多种复杂地形环境下的工作。
本实用新型采用的技术方案如下：一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，其特征在于包括前后两段行进机构，两段行进机构之间设置关节机构，所述的关节机构包括两个相互垂直串联连接的二自由度调节机构，所述的二自由度调节机构包括回转结构，回转结构一端与行进机构连接，另一端连接摆动结构，回转结构带动所述的行进机构作回转动作，摆动结构带动所述的行进机构转弯或抬头动作，两个二自由度调节机构内端的两个摆动结构相互垂直串联连接，在所述的行进机构上安装一个钻孔装置，所述的钻孔装置包括由步进电机驱动的钻头，所述钻头设置在顶板上，所述的顶板连接多个直线电动推杆，钻头的伸出长度由直线电动推杆电动调节。
所述的钻孔装置包括外框架，所述的外框架上设置底板，所述底板分别铰接三个直线电动推杆的底端，所述直线电动推杆的顶端固定连接三个套筒转换接头，所述套筒转换接头铰接顶板。
所述顶板固定连接减速器，所述减速器顶端固定连接夹头，减速器的底端固定连接步进电机，所述夹头另一端固定连接钻头。
所述底板上侧通过铰接支架与直线电动推杆铰接，套筒转换接头通过铰接支架与顶板铰接。
所述夹头内的六角柄与钻头固接且同轴连接，所述六角柄与减速器输出轴固接且同轴连接。
所述的回转结构包括相互配合的圆形支架和回转电机，回转电机动作带动圆形支架旋转。
所述的摆动结构包括舵机支架，舵机支架中心设置舵机，舵机动作带动舵机支架摆动。
所述行进机构包括两侧的外框挡板，所述的外框挡板之间设置主动轴和从动轴，主动轴连接主动轮，从动轴连接从动轮，行进机构内设置电机驱动主动轴旋转带动主动轮转动。
在前段的行进机构上设置鱼眼摄像头。
本实用新型的有益效果是：
1.本发明在原有的单履带管道机器人的基础上，搭载了钻孔装置。步进电机启动通过减速器带动钻头旋转工作，所选步进电机可以调节转速和方向，能够根据材料需要调整钻头的转速；同时打孔钻头也可更换为自己需要的尺寸。三个直线电动推杆串联工作，通过直线电动推杆自身长度的变化调节钻头的高度，适应作业环境的能力大大提升。
2.机器人主体由两个二自由度调节机构串联接，并增加了回转(roll)模块，通过二自由度的十字机构和两个回转模块的组合，形成一个四自由度的关节机构，通过多个电机相互配合，能够实现跃障、爬坡、转弯、翻身等功能，适合复杂的探测需求。
3.本实用新型横截面积小，能够在狭长型管道中进行作业；前后行进机构分别用两个步进电机控制，能实现正向和反向的爬行，同时抓地性也更强。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型钻孔装置的结构示意图；
图3为本实用新型钻孔装置侧面结构示意图。
图4为本实用新型关节机构的示意图。
图中：1.前段行进机构，2.后段行进机构，3.关节机构，4.摄像头，5.下刀架，6.底板，7.直线电动推杆，8.套筒转换接头，9.顶板，10.减速器，11.夹头， 12.步进电机，13.钻头，14.第一刀架，15.第二刀架，16.上刀架，17.支架，18. 螺钉螺母 19.圆形支架 20.回转电机 21.舵机支架 22.舵机。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1-图4所示的一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，包括前段行进机构1和后段行进机构2，两段行进机构之间设置关节机构3，所述的关节机构包括两个相互垂直串联连接的二自由度调节机构，所述的二自由度调节机构包括回转结构，回转结构一端与行进机构连接，另一端连接摆动结构，回转结构带动所述的行进机构作回转动作，摆动结构带动所述的行进机构转弯或抬头动作，两个二自由度调节机构内端的两个摆动结构相互垂直串联连接，在所述的行进机构上安装一个钻孔装置，所述的钻孔装置包括由步进电机驱动的钻头，所述钻头设置在顶板上，所述的顶板连接多个直线电动推杆，钻头的伸出长度由直线电动推杆电动调节。
所述的钻孔装置包括外框架，外框架由第一刀架14、第二刀架15、上刀架 16和下刀架5组成。底板和顶板通过螺钉螺母18与铰接支架固接。所述的外框架上设置底板6，所述底板分别铰接三个直线电动推杆的底端，所述直线电动推杆的顶端固定连接三个套筒转换接头8，所述套筒转换接头8铰接顶板9。
所述顶板9固定连接减速器10，所述减速器10顶端固定连接夹头11，减速器的底端固定连接步进电机12，所述夹头11另一端固定连接钻头13。
所述底板6上侧通过铰接支架17与直线电动推杆7铰接，套筒转换接头8 通过铰接支架17与顶板9铰接。
所述夹头11内的六角柄与钻头13固接且同轴连接，所述六角柄与减速器10 输出轴固接且同轴连接。
所述的回转结构包括相互配合的圆形支架19和回转电机20，回转电机动作带动圆形支架旋转。所述的摆动结构包括舵机支架，舵机支架21中心设置舵机 22，舵机动作带动舵机支架摆动。所述行进机构包括两侧的外框挡板，所述的外框挡板之间设置主动轴和从动轴，主动轴连接主动轮，从动轴连接从动轮，行进机构内设置电机驱动主动轴旋转带动主动轮转动。在前段的行进机构上设置鱼眼摄像头4。
本实用新型打孔装置的工作方式为，步进电机启动通过减速器带动钻头旋转工作，所选步进电机可以调节转速和方向，能够根据环境需要调整钻头的强度；三个直线电动推杆串联工作，通过直线电动推杆电动调节钻头的伸出位置，适应作业环境。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示技术内容所作的任何等同变更或修饰，并且未脱离本专利的技术特征内容，均在本专利包括的范围。
Claims (9)
1.一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，其特征在于包括前后两段行进机构，两段行进机构之间设置关节机构，所述的关节机构包括两个相互垂直串联连接的二自由度调节机构，所述的二自由度调节机构包括回转结构，回转结构一端与行进机构连接，另一端连接摆动结构，回转结构带动所述的行进机构作回转动作，摆动结构带动所述的行进机构转弯或抬头动作，两个二自由度调节机构内端的两个摆动结构相互垂直串联连接，在所述的行进机构上安装一个钻孔装置，所述的钻孔装置包括由步进电机驱动的钻头，所述钻头设置在顶板上，所述的顶板连接多个直线电动推杆，钻头的伸出长度由直线电动推杆电动调节。
2.根据权利要求1所述的一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，其特征在于所述的钻孔装置包括外框架，所述的外框架上设置底板，所述底板分别铰接三个直线电动推杆的底端，所述直线电动推杆的顶端固定连接三个套筒转换接头，所述套筒转换接头铰接顶板。
3.根据权利要求2所述的一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，其特征在于所述顶板固定连接减速器，所述减速器顶端固定连接夹头，减速器的底端固定连接步进电机，所述夹头另一端固定连接钻头。
4.根据权利要求3所述的一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，其特征在于所述底板上侧通过铰接支架与直线电动推杆铰接，套筒转换接头通过铰接支架与顶板铰接。
5.根据权利要求4所述的一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，其特征在于所述夹头内的六角柄与钻头固接且同轴连接，所述六角柄与减速器输出轴固接且同轴连接。
6.根据权利要求1所述的一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，其特征在于所述的回转结构包括相互配合的圆形支架和回转电机，回转电机动作带动圆形支架旋转。
7.根据权利要求6所述的一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，其特征在于所述的摆动结构包括舵机支架，舵机支架中心设置舵机，舵机动作带动舵机支架摆动。
8.根据权利要求7所述的一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，其特征在于所述行进机构包括两侧的外框挡板，所述的外框挡板之间设置主动轴和从动轴，主动轴连接主动轮，从动轴连接从动轮，行进机构内设置电机驱动主动轴旋转带动主动轮转动。
9.根据权利要求1所述的一种带钻孔装置的四自由度履带机器人，其特征在于在前段的行进机构上设置鱼眼摄像头。
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