[发明专利]一种挖掘机器人用切割装置

说明书

本发明公开了一种挖掘机器人用切割装置，包括机械臂和通过所述机械臂带动在空间内移动的切割机；所述机械臂包括机座、绕竖直方向单自由度转动连接于所述机座的内臂、绕竖直方向单自由度转动连接于所述内臂的外臂、用于驱动所述外臂相对于内臂转动的第一驱动装置以及用于驱动所述内臂相对于机座转动的第二驱动装置，因此，本挖掘机器人用切割装置可以采用长度和自重较大的机械臂，避免机械臂的重力产生的弯矩对驱动装置(通常为减速电机)造成破坏，从而大幅度提高挖掘机器人用切割装置的作业范围。

技术领域

本发明涉及切割领域，具体是一种挖掘机器人用切割装置。

背景技术

管廊(日本称“共同沟”、台湾地区称“共同管道”)，就是地下城市管道综合走廊。即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。其一般都呈“开”型，大型装置管道集中敷设的主要场所，它由钢结构或钢筋混凝土结构的立柱、横梁以及桁架所构成，按类型可分为单层或多层，可通行的或不可通行的等。

管廊的施工过程中，常常需要进行挖洞步骤，比如在山体或者其他岩石层中挖出洞穴进行后续施工，现有的挖洞步骤通常有两种方式：

第一种，工人手持常规的钻具，比如水钻或者筒钻等，将岩石钻成一段然后取出，继续钻下一段，这种方法在过程中耗时耗力，一个3m*3m见方的洞子，两个工人一天只能挖进 1-1.2m，效率非常低，影响工期；

第二种，采用盾构机进行挖掘，但是盾构机的造价过高，动辄几千万乃至上亿元的成本令很多施工方望而却步。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种施工效率更高的挖掘机器人用切割装置。

本发明的挖掘机器人用切割装置，包括机械臂和通过所述机械臂带动在空间内移动的切割机；所述机械臂包括机座、绕竖直方向单自由度转动连接于所述机座的内臂、绕竖直方向单自由度转动连接于所述内臂的外臂、用于驱动所述外臂相对于内臂转动的第一驱动装置以及用于驱动所述内臂相对于机座转动的第二驱动装置；切割机包括转动连接于所述外臂外端的支架、用于驱动支架沿外臂轴向转动的转动马达、固定于所述支架的切割驱动装置以及传动连接于所述切割驱动装置输出轴的切割刀具，转动马达固定在外臂上，所述切割刀具至少为两个。

本发明的有益效果是：

本发明的挖掘机器人用切割装置的机座与内臂之间、内臂与外壁之间均绕竖直方向单自由度可转动连接，因此，内臂和外臂的重力产生的弯矩作用将分别由机座和内臂所承担，而不会传递至第一或第二驱动装置(通常为减速电机)上，驱动装置的转轴仅仅为内臂相对于基座以及外臂相对于内臂的摆动提供转矩，因此，本挖掘机器人用切割装置可以采用长度和自重较大的机械臂，避免机械臂的重力产生的弯矩对驱动装置(通常为减速电机)造成破坏，从而大幅度提高挖掘机器人用切割装置的作业范围。

而切割刀具至少设置两个，则挖掘机器人用切割装置能够同时对多个范围的岩石或者土层进行切割，从而保证切割效率，同时利用转动马达对支架进行转向，即可实现对切割机的角度调整，即可实现在沿竖直方向切割完成后，再沿着水平或者其他非竖直方向对岩石或者土层进行切割，从而将岩石或者土层切割为一块块的石块或者土层，不同于盾构机或者钻具挖掘的方式，这种方式制造出的石块或者土层能够用在铺路等工程上，不仅避免了盾构机或者钻具挖掘的方式带来的挖掘材料废置问题，还能够变废为宝，而且整个装置结构简单，效率高，成本低。

进一步，还包括传动连接于所述切割驱动装置输出轴的固定轴，所述切割刀具设置于固定轴上且均匀分布；同轴固定的切割刀具能够在相同转速下进行切割动作，保证切割效果的同时，还能够提高安装拆卸的便捷性。