路面切割機(jī)器人的伸縮臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種路面切割機(jī)器人的伸縮臂。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在我國(guó)道路養(yǎng)護(hù)市場(chǎng)，在路面修補(bǔ)切割路面窨井蓋圓周多采用鋸片形式。然而，鋸片形式切割有很多弊端。
[0003]比如，在路面修補(bǔ)切割時(shí)，開(kāi)槽修補(bǔ)坑槽根據(jù)交通部文件，要求圓洞方補(bǔ)，斜洞正補(bǔ)的原則，所以需要切割出矩形的修補(bǔ)坑槽。但是傳統(tǒng)的路面切割機(jī)由于使用鋸片切割的限制，只能切直線，并且在切割時(shí)無(wú)法轉(zhuǎn)彎，所以在切割時(shí)，切割出的矩形必然是一個(gè)“井”字形，因?yàn)閳A形鋸片進(jìn)行直線切割形成矩形圖案時(shí)，只有切出矩形的邊才能和與切割線垂直的那一邊進(jìn)行交匯，所以形成一個(gè)“井”字形圖案，而且矩形的4個(gè)角均為尖角。在修補(bǔ)完以后，由于車(chē)輛的反復(fù)碾壓摩擦，熱脹冷縮等因素，在這4個(gè)尖角處將會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，形成新的裂縫，造成了新的路面損傷。而且傳統(tǒng)的的路面切割機(jī)采取人工手持推行的方式進(jìn)行切割，由于人工的誤差，經(jīng)常會(huì)將修補(bǔ)槽切歪，切斜，造成修補(bǔ)槽不是正規(guī)的矩形，這樣不但不美觀而且使得應(yīng)力集中效應(yīng)加大。
[0004]又比如，在路面窨井蓋圓周切割時(shí)，傳統(tǒng)的窨井蓋圓周切割機(jī)同樣采用鋸片切割的方式，由于鋸片是平面旋轉(zhuǎn)，切割與其平面垂直的路面時(shí)，在切割縫內(nèi)會(huì)不斷的研磨和彎曲鋸片，使得鋸片切割壽命短。并且由于其工作調(diào)節(jié)裝置的限制，造成切割大小只能局限于700mm?1800mm直徑的圓形。并且傳統(tǒng)的窨井蓋圓周切割機(jī)進(jìn)行圓心定位時(shí)極不方便，需要人工打入定位釘，切完以后還需要將定位釘取出，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
[0005]因此，開(kāi)發(fā)一種新型的路面切割器械設(shè)備顯得尤為重要。而在切割機(jī)械研發(fā)中，其機(jī)械臂的研發(fā)則是核心之一。現(xiàn)有的機(jī)械臂主要采用液壓方式、齒輪齒條方式和蝸桿方式，但是，液壓方式響應(yīng)速度緩慢，難以精確控制;齒輪齒條方式定位難以精確;蝸桿方式效率低下;關(guān)節(jié)機(jī)械臂方式則成本高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種路面切割機(jī)器人的伸縮臂。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0008]所述路面切割機(jī)器人的伸縮臂包括依次連接的一級(jí)臂、二級(jí)臂和三級(jí)臂；所述一級(jí)臂與設(shè)于路面切割機(jī)器人上的回轉(zhuǎn)臂固定連接，二級(jí)臂套裝在一級(jí)臂內(nèi)且與一級(jí)臂滑動(dòng)連接，三級(jí)臂套裝在二級(jí)臂內(nèi)且與二級(jí)臂滑動(dòng)連接。
[0009]其中，所述一級(jí)臂內(nèi)腔底部設(shè)有一級(jí)臂滑臺(tái)底座，所述一級(jí)臂滑臺(tái)底座上設(shè)有一級(jí)臂滑軌，一級(jí)臂滑軌上裝有一級(jí)臂滑臺(tái)；所述一級(jí)臂滑臺(tái)底座一端設(shè)有一級(jí)臂電機(jī)，一級(jí)臂電機(jī)通過(guò)一級(jí)臂精密減速箱與固定在一級(jí)臂滑臺(tái)底座另一端的一級(jí)臂滾珠絲桿連接;所述一級(jí)臂滾珠絲桿通過(guò)絲桿螺母與一級(jí)臂滑臺(tái)連接;所述二級(jí)臂固定在一級(jí)臂滑臺(tái)上，所述二級(jí)臂內(nèi)腔底部設(shè)有二級(jí)臂滑臺(tái)底座，所述二級(jí)臂滑臺(tái)底座上設(shè)有二級(jí)臂滑軌，二級(jí)臂滑軌上裝有二級(jí)臂滑臺(tái)；所述二級(jí)臂滑臺(tái)底座一端設(shè)有二級(jí)臂電機(jī)，二級(jí)臂電機(jī)通過(guò)二級(jí)臂精密減速箱與固定在二級(jí)臂滑臺(tái)底座另一端的二級(jí)臂滾珠絲桿連接;所述二級(jí)臂滾珠絲桿通過(guò)絲桿螺母與二級(jí)臂滑臺(tái)連接;所述三級(jí)臂固定在二級(jí)臂滑臺(tái)上。所述一級(jí)臂電機(jī)和二級(jí)臂電機(jī)為伺服電機(jī)或者步進(jìn)電機(jī)，優(yōu)選為伺服電機(jī)。
[0010]所述一級(jí)臂內(nèi)腔頂部和二級(jí)臂內(nèi)腔頂部均設(shè)有頂部滾輪;所述一級(jí)臂滑臺(tái)底座和二級(jí)臂滑臺(tái)底座上均設(shè)有位置感應(yīng)器。
[0011]所述三級(jí)臂前端設(shè)有垂直滑臺(tái)，所述垂直滑臺(tái)底端連接鉆銑刀。
[0012]所述三級(jí)臂前端設(shè)有垂直滑臺(tái)固定板，所述垂直滑臺(tái)安裝在垂直滑臺(tái)固定板上；所述垂直滑臺(tái)頂部設(shè)有垂直運(yùn)動(dòng)伺服電機(jī);所述垂直滑臺(tái)底端連接主軸電機(jī)，主軸電機(jī)底端連接鉆銑刀刀夾，鉆銑刀刀夾底端連接鉆銑刀。
[0013]下面對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0014]本實(shí)用新型中涉及的路面切割機(jī)器人包括底座;所述底座頂部設(shè)有回轉(zhuǎn)臂，回轉(zhuǎn)臂繞底座的中心軸線旋轉(zhuǎn);所述回轉(zhuǎn)臂前端連接本實(shí)用新型所述的伸縮臂;所述伸縮臂前端設(shè)有垂直滑臺(tái)；所述垂直滑臺(tái)底端連接鉆銑刀;所述路面切割機(jī)器人還包括總控制盒。本實(shí)用新型中，路面切割機(jī)器人的回轉(zhuǎn)臂上搭載的一級(jí)臂，二級(jí)臂，三級(jí)臂以及垂直模塊(垂直滑臺(tái)等)繞底座的中心軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且回轉(zhuǎn)臂內(nèi)有伺服電機(jī)配合精密減速箱驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪，使回轉(zhuǎn)臂繞中心軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。一級(jí)臂固定在回轉(zhuǎn)臂上，內(nèi)部安裝有滑臺(tái)機(jī)構(gòu)，二級(jí)臂安裝于滑臺(tái)上，可以達(dá)到自由伸縮的目的二級(jí)臂固定在一級(jí)臂滑臺(tái)上，內(nèi)部安裝有滑臺(tái)機(jī)構(gòu)，三級(jí)臂安裝于滑臺(tái)上，可以達(dá)到自由伸縮的目的。三級(jí)臂固定在二級(jí)臂滑臺(tái)上，頂端用于固定垂直滑臺(tái)。
[0015]—級(jí)臂滑臺(tái)用于承載二級(jí)臂，一級(jí)臂滑臺(tái)通過(guò)滑塊或滑輪等在一級(jí)臂滑軌上自由滑動(dòng)。二級(jí)臂固定在一級(jí)臂滑臺(tái)上并隨一級(jí)臂滑臺(tái)移動(dòng)。二級(jí)臂滑臺(tái)用于承載三級(jí)臂，二級(jí)臂滑臺(tái)通過(guò)滑塊或滑輪等在二級(jí)臂滑軌上自由滑動(dòng)。三級(jí)臂固定在二級(jí)臂滑臺(tái)上并隨二級(jí)臂滑臺(tái)移動(dòng)。
[0016]—級(jí)臂伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)一級(jí)臂滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)一級(jí)臂滑臺(tái)在滑軌上運(yùn)動(dòng)；二級(jí)臂伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)二級(jí)臂滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)二級(jí)臂滑臺(tái)在滑軌上運(yùn)動(dòng)。即，一級(jí)臂伺服電機(jī)用于控制二級(jí)臂的直線伸縮運(yùn)動(dòng)；二級(jí)臂伺服電機(jī)用于控制三級(jí)臂直線伸縮運(yùn)動(dòng)。垂直運(yùn)動(dòng)伺服電機(jī)用于控制鉆銑刀的垂直運(yùn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)臂伺服電機(jī)用于控制整個(gè)回轉(zhuǎn)臂繞中心軸旋轉(zhuǎn);二級(jí)臂和三級(jí)臂的水平運(yùn)動(dòng)為同時(shí)同步的疊加直線運(yùn)動(dòng)。
[0017]頂部滾輪用于約束二級(jí)臂工作時(shí)在垂直方向上的跳動(dòng)。位置感應(yīng)器用于感應(yīng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的起始位置。
[0018]垂直運(yùn)動(dòng)伺服電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)垂直滑臺(tái)做垂直運(yùn)動(dòng)。垂直滑臺(tái)上固定有主軸電機(jī)，可以隨垂直滑臺(tái)做垂直運(yùn)動(dòng)。主軸電機(jī)是鉆銑刀旋轉(zhuǎn)切銑的動(dòng)力來(lái)源。
[0019]鉆銑刀刀夾用于夾持鉆銑刀。鉆銑刀用于切銑路面。
[0020]路面切割機(jī)器人采用圓柱坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)形式，為一臺(tái)圓柱坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)由支撐臺(tái)，伸縮臂，切割主軸等部分組成。切割機(jī)器人伸縮臂圍繞旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，伸縮臂進(jìn)行水平伸縮，垂直滑臺(tái)可以搭載主軸電機(jī)上下移動(dòng)，在圓柱坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)方式下，切割主軸上的鉆銑刀可以在路面銑切出圓形，矩形等各種圖形，由于是采用鉆銑刀切割，所以切割出的線性平整光滑，并且切割矩形時(shí)，可以根據(jù)程序設(shè)定，在矩形四角切割出合適大小的圓角，而且切割出的縫隙是完全閉合的，不會(huì)切出。路面切割機(jī)器人只需人工輸入需要切出的矩形長(zhǎng)寬數(shù)據(jù)，機(jī)器將全自動(dòng)進(jìn)行切割，不需要人工干預(yù)。在進(jìn)行路面窨井蓋圓周切割時(shí)，由于路面切割機(jī)器人使用圓柱坐標(biāo)方式切割，伸縮臂最大可伸至2048mm長(zhǎng)，所以切割圓周大小最小為0mm，最大可達(dá)4096mm，并且在圓周切割進(jìn)行圓心定位時(shí)，路面切割機(jī)器人采取電控定位，不需要釘入定位釘，省去了打入定位釘和拔出定位釘人力和時(shí)間。
[0021]本實(shí)用新型所述伸縮臂的路面切割機(jī)器人是用于路面切割的一種圓柱坐標(biāo)方式運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人?？梢杂糜诘缆佛B(yǎng)護(hù)坑洞修補(bǔ)時(shí)切割出修補(bǔ)坑槽；同時(shí)也可以用于路面窨井蓋孔的圓周切割。用戶使用手持觸控屏控制器，將要切割圖形的數(shù)據(jù)輸入觸控屏控制器，控制器通過(guò)無(wú)線或有線方式將圖形數(shù)據(jù)發(fā)送至總控制盒內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)控制器以及PLC控制模塊(如果是切割矩形圖案，控制器會(huì)先根據(jù)用戶輸入的矩形長(zhǎng)寬數(shù)據(jù)，計(jì)算出最合適的圓角半