CN218381641U - 滚刀位姿模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滚刀位姿模拟装置，包括位移调节装置，位移调节装置上设有用于装载滚刀的刀箱；所述位移调节装置包括相连接的Y轴位移机构、X轴位移机构和角度调节机构。本实用新型通过各方向的位移机构及角度调节机构，调整刀箱的位置与倾角，模拟刀盘上不同位置的滚刀相对于人仓的位姿，便于规划机器人换刀时的路径，或是在实验室中，开展相关实验。

Description

滚刀位姿模拟装置

技术领域

本实用新型涉及滚刀模拟实验技术领域，特别是指一种滚刀位姿模拟装置。

背景技术

全断面掘进机施工过程中刀具消耗大、更换频繁，刀具检测及换刀作业时间占隧道施工周期的10%以上，现有刀具检测与换刀工作主要依赖人工作业，大埋深、高水压等施工环境下作业安全隐患大，易出现人员伤亡等重大安全事故。据统计，国内近70%的隧道施工安全事故都与人工换刀作业直接相关，“检测难、换刀险”的国际性行业难题已成为制约复杂地质条件下隧道施工安全与效率的瓶颈。研发适用于盾构机的换刀机器人迫在眉睫，但盾构机刀盘处于高压高湿环境，且整台盾构机体积庞大造价高昂，如果采用真机进行相关研发试验会大幅度提高研发成本，并增加试验难度，为此，设计一种与模拟滚刀位姿的实验台很有必要。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种滚刀位姿模拟装置，解决了现有技术中刀具试验难度大的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

滚刀位姿模拟装置，包括位移调节装置，位移调节装置上设有用于装载滚刀的刀箱；所述位移调节装置包括相连接的Y轴位移机构、X轴位移机构和角度调节机构。

进一步地，所述Y轴位移机构包括安装台，安装台上设有Y轴滑轨、与Y轴滑轨滑动连接的Y轴滑块和驱动Y轴滑块滑动的Y轴驱动件；所述X轴位移机构连接在Y轴滑块上。

进一步地，所述Y轴驱动件为Y轴平移油缸或直线模组，Y轴驱动件的工作端与所述X轴位移机构或Y轴滑块连接。

进一步地，所述X轴位移机构包括设置在Y轴滑块上的安装板，安装板上设有X轴滑轨、与X轴滑轨滑动连接的X轴滑块和驱动X轴滑块滑动的X轴驱动件；所述角度调节机构连接在X轴滑块上。

进一步地，所述X轴驱动件为X轴平移油缸或直线模组，X轴驱动件的工作端与与所述角度调节机构或X轴滑块连接。

进一步地，所述角度调节机构包括设置在X轴滑块上的安装架和设置在安装架上的支撑板，支撑板一端与安装架铰接、另一端支撑放置在安装架上；支撑板与安装架之间连接有驱动支撑板绕铰接点转动的角度调节驱动件。

进一步地，所述角度调节驱动件为推杆驱动机构或摆杆驱动机构。

进一步地，所述支撑板上设有第二Y轴位移机构。

进一步地，所述第二Y轴位移机构包括设置在支撑板上的第二Y轴滑轨、与第二Y轴滑轨滑动连接的第二Y轴滑块和驱动第二Y轴滑块滑动的第二Y轴驱动件；所述刀箱设置在第二Y轴滑块上。

进一步地，所述第二Y轴驱动件为第二Y轴平移油缸或直线模组，第二Y轴驱动件的工作端与所述刀箱或第二Y轴滑块连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过各方向的位移机构及角度调节机构，调整刀箱的位置与倾角，模拟刀盘上不同位置的滚刀相对于人仓的位姿，便于规划机器人换刀时的路径，或是在实验室中，开展相关实验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型的结构示意图一；

图2为本实用新型的结构示意图二；

图3为本实用新型的位姿调整的结构示意图；

图4为本实用新型的人仓在盾构机上的安装位置示意图；

图5为本实用新型的滚刀在刀盘上的位置分布示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1~图3所示，本实用新型实施例1所述的一种滚刀位姿模拟装置，包括位移调节装置1，位移调节装置1上设有用于装载滚刀3的刀箱2；所述位移调节装置1包括相连接的Y轴位移机构、X轴位移机构和角度调节机构。Y轴位移机构、X轴位移机构和角度调节机构均包括固定端和活动端，Y轴位移机构、X轴位移机构和角度调节机构的其中一个的固定端搭载在另一个的活动端上依次连接，刀箱2设置在依次连接的最后一个机构的活动端上，通过Y轴位移机构、X轴位移机构和角度调节机构的工作，带动刀箱2的位移，从而模拟位姿调整。

实施例2，其与实施例1的区别在于，如图2所示，所述Y轴位移机构包括安装台101，安装台101上设有Y轴滑轨102、与Y轴滑轨102滑动连接的Y轴滑块103和驱动Y轴滑块103滑动的Y轴驱动件。Y轴滑轨102的长度方向沿着Y轴的方向固定在安装台101上，Y轴滑块103滑动连接在Y轴滑轨102上，所述X轴位移机构连接在Y轴滑块103上。其中，所述Y轴驱动件为Y轴平移油缸106或直线模组，Y轴平移油缸106的伸缩端或直线模组的移动端与所述X轴位移机构连接。Y轴平移油缸106的伸缩端或直线模组的移动端也可与Y轴滑块103连接。通过Y轴驱动件实现刀箱2和滚刀3沿着Y轴方向平移。

实施例3，其与实施例2的区别在于，如图2所示，所述X轴位移机构包括设置在Y轴滑块103上的安装板104，安装板104上设有X轴滑轨、与X轴滑轨滑动连接的X轴滑块和驱动X轴滑块滑动的X轴驱动件。X轴滑轨的长度方向沿着X轴的方向也就是水平的且垂直于Y轴滑轨102的方向固定在安装板104上，所述角度调节机构连接在X轴滑块上。其中，所述X轴驱动件为X轴平移油缸107或直线模组，X轴平移油缸107伸缩端或该直线模组的移动端与所述角度调节机构连接。X轴平移油缸107伸缩端或该直线模组的移动端也可与X轴滑块连接。通过X轴驱动件实现刀箱2和滚刀3沿着X轴方向平移。

实施例4，其与实施例3的区别在于，如图2所示，所述角度调节机构包括设置在X轴滑块上的安装架105和设置在安装架105上端的支撑板，支撑板一端与安装架105铰接、另一端支撑放置在安装架105上；支撑板与安装架105之间连接有驱动支撑板绕铰接点转动的角度调节驱动件。刀箱2连接在支撑板上。所述角度调节驱动件为推杆驱动机构或摆杆驱动机构。本实施例中，所述角度调节驱动件采用角度调节油缸108，角度调节油缸108的两端分别铰接在支撑板和安装架105上。在角度调节油缸108的驱动下，能够使支撑板和其上的刀箱2升起一定角度，用于模拟滚刀在刀盘上的不同位置，如图3所示。

其他实施例中，支撑板绕铰接点的转动可采用摆杆机构或推杆机构。

实施例5，其与实施例4的区别在于，如图2所示，所述支撑板上设有第二Y轴位移机构。

进一步地，所述第二Y轴位移机构包括设置在支撑板上的第二Y轴滑轨109、与第二Y轴滑轨109滑动连接的第二Y轴滑块和驱动第二Y轴滑块滑动的第二Y轴驱动件110。第二Y轴滑轨109沿着Y轴的方向也就是平行于Y轴滑轨102的方向设置在支撑板上，所述刀箱2设置在第二Y轴滑块上。

进一步地，所述第二Y轴驱动件110为第二Y轴平移油缸或直线模组。第二Y轴平移油缸的伸缩端或该直线模组的移动端与刀箱2连接。第二Y轴平移油缸的伸缩端或该直线模组的移动端也可与第二Y轴滑块连接。通过第二Y轴驱动件110实现刀箱2和滚刀3沿着Y轴方向平移。

该装置在使用时：

人仓4距离刀盘5的面板的距离为L，人仓4在盾构机上的安装位置如图4所示。通过滚刀位姿模拟装置上X轴平移油缸107调节滚刀在X轴上的平移模拟不同距离L下的刀盘位置。其他实施例中，人仓的安装位置可以在刀盘中线上也可以偏离刀盘中线的位置。

滚刀3在刀盘5上的位置分布如图5所示，滚刀3在刀盘5圆周方向上分布，滚刀所在圆周的半径R的尺寸大小，可以通过Y轴平移油缸106驱动，使滚刀在Y轴方向上进行平移来模拟。滚刀在刀盘上的角度A，可以通过角度调节油缸108控制，模拟不同倾角下刀箱的姿态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.滚刀位姿模拟装置，其特征在于：包括位移调节装置（1），位移调节装置（1）上设有用于装载滚刀（3）的刀箱（2）；所述位移调节装置（1）包括相连接的Y轴位移机构、X轴位移机构和角度调节机构。

2.根据权利要求1所述的滚刀位姿模拟装置，其特征在于：所述Y轴位移机构包括安装台（101），安装台（101）上设有Y轴滑轨（102）、与Y轴滑轨（102）滑动连接的Y轴滑块（103）和驱动Y轴滑块（103）滑动的Y轴驱动件；所述X轴位移机构连接在Y轴滑块（103）上。

3.根据权利要求2所述的滚刀位姿模拟装置，其特征在于：所述Y轴驱动件为Y轴平移油缸（106）或直线模组，Y轴驱动件的工作端与所述X轴位移机构或Y轴滑块（103）连接。

4.根据权利要求2或3所述的滚刀位姿模拟装置，其特征在于：所述X轴位移机构包括设置在Y轴滑块（103）上的安装板（104），安装板（104）上设有X轴滑轨、与X轴滑轨滑动连接的X轴滑块和驱动X轴滑块滑动的X轴驱动件；所述角度调节机构连接在X轴滑块上。

5.根据权利要求4所述的滚刀位姿模拟装置，其特征在于：所述X轴驱动件为X轴平移油缸（107）或直线模组，X轴驱动件的工作端与所述角度调节机构或X轴滑块连接。

6.根据权利要求4所述的滚刀位姿模拟装置，其特征在于：所述角度调节机构包括设置在X轴滑块上的安装架（105）和设置在安装架（105）上的支撑板，支撑板一端与安装架（105）铰接、另一端支撑放置在安装架（105）上；支撑板与安装架（105）之间连接有驱动支撑板绕铰接点转动的角度调节驱动件。

7.根据权利要求6所述的滚刀位姿模拟装置，其特征在于：所述角度调节驱动件为推杆驱动机构或摆杆驱动机构。

8.根据权利要求6或7所述的滚刀位姿模拟装置，其特征在于：所述支撑板上设有第二Y轴位移机构。

9.根据权利要求8所述的滚刀位姿模拟装置，其特征在于：所述第二Y轴位移机构包括设置在支撑板上的第二Y轴滑轨（109）、与第二Y轴滑轨（109）滑动连接的第二Y轴滑块和驱动第二Y轴滑块滑动的第二Y轴驱动件（110）；所述刀箱（2）设置在第二Y轴滑块上。

10.根据权利要求9所述的滚刀位姿模拟装置，其特征在于：所述第二Y轴驱动件（110）为第二Y轴平移油缸或直线模组，第二Y轴驱动件（110）的工作端与所述刀箱（2）或第二Y轴滑块连接。

Images