[发明专利]一种适用于TBM换刀机器人的末端执行器

说明书

本发明属于TBM地下施工设备技术领域，提供了一种适用于TBM换刀机器人的末端执行器，包括位姿调整机构、伸缩移动机构、安装板、滚刀抓取机构和螺栓松紧机构。本发明的目的在于为TBM自动化换刀机器人提供一种新型的末端执行器，便于换刀机器人对损坏的滚刀进行自动化更换，从而减少TBM地下设备维修人员的事故发生率，保障了维修人员的生命安全，同时该设备能够提高TBM的施工自动化程度，提高换刀效率，缩短隧道施工的项目周期，减少整个项目的成本，为企业创造更多的效益。

技术领域

本发明涉及了一种适用于TBM换刀机器人的末端执行器，属于隧道掘进施 工设备技术领域。

背景技术

TBM在隧道施工的过程中，刀盘上分布的滚刀与岩石直接接触并发生相对运 动进而破碎岩石。但是由于施工地质条件极其恶劣，TBM刀盘上的滚刀将长期受 到交变载荷以及剧烈冲击的影响，很容易就出现疲劳损伤、疲劳断裂以及磨损 失效等现象。滚刀的磨损或者失效将会影响TBM的掘进速度，所以当滚刀一旦 失效必须更换。然而，目前TBM的滚刀更换工作主要还是以人工更换为主，但 是人工换刀这种作业方式有诸多的弊端，例如：工人人身安全很难保障、换刀 效率低下、换刀费用高等。因此研制自动化的换刀设备势在必行。

为实现TBM自动化换刀，保障隧道施工人员的人身安全，提高隧道的施工 效率，节约施工成本，发明了一种用于TBM换刀机器人的末端执行器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于TBM换刀机器人的末端执行器来配合机 器人本体来实现自动换刀作业。这样不仅能够避免了施工工人的人身安全因进 行换刀作业而受到威胁，还能够提高换刀的效率，缩短项目施工的周期，提升 企业的效益。

本发明的技术方案：

一种适用于TBM换刀机器人的末端执行器，包括位姿调整机构1、伸缩移动 机构2、安装板3、滚刀抓取机构4和螺栓松紧机构5；

所述的位姿调整机构1包括轴承座1-1、伺服电机1-2、电机支架1-3、联 轴器1-4、蜗杆1-5、蜗杆支撑架1-6、主轴1-7、限位套1-8、蜗轮1-9、右轴 承1-10、定位套1-11、左轴承1-12、轴承端盖1-13和支撑板1-14；伺服电机 1-2通过螺栓联结在电机支架1-3外侧表面，电机支架1-3与轴承座1-1的安装 板下表面通过螺栓垂直联结，伺服电机1-2通过联轴器1-4与蜗杆1-5联结， 蜗杆1-5通过轴承安装在蜗杆支撑架1-6内侧表面，蜗杆支撑架1-6通过螺栓 与轴承座1-1的安装板下表面垂直联结；蜗轮1-9通过键联结被安装在主轴1-7 一端上，并通过限位套1-8进行定位；主轴1-7通过右轴承1-10、定位套1-11、 左轴承1-12、轴承端盖1-13配合安装在轴承座1-1中；支撑板1-14通过螺钉 与主轴1-7另一端进行联结；伺服电机1-2输出的旋转运动通过联轴器1-4传 递给蜗杆1-5，蜗杆1-5通过蜗轮蜗杆传动将运动传递给蜗轮1-9，蜗轮1-9通 过键将运动传递给主轴1-7，进而传递给支撑板1-14，支撑板1-14可绕主轴1-7 以任意角度旋转，实现末端执行器位姿调整的动作；