[发明专利]一种盾构机机器人换刀实验装置

权利要求书

1.一种盾构机机器人换刀实验装置，其特征在于：包括模拟土仓（6）和模拟式换刀机器人（4），模拟土仓（6）上连接有泥水加注装置（12）和加压装置（13），模拟土仓（6）的下部设有排污装置（14），模拟土仓（6）内设有可摆动式滚刀系统（7），模拟土仓（6）的一侧设有机器人仓（5），模拟式换刀机器人（4）位于机器人仓（5）中且与可摆动式滚刀系统（7）相对应；

所述模拟式换刀机器人（4）包括换刀机器人本体（402），换刀机器人本体（402）的前端设有末端执行机构（401），所述机器人仓（5）内设有地轨（403），换刀机器人本体（402）与地轨（403）滑动连接；

所述末端执行机构（401）包括滑移座（401-1）、支撑座（401-2）和夹爪机构（401-3），夹爪机构（401-3）设置在支撑座（401-2）上，支撑座（401-2）通过万向节（401-4）与滑移座（401-1）相连接，且滑移座（401-1）与支撑座（401-2）之间设有偏航油缸（401-5）和俯仰油缸（401-6）；

所述夹爪机构（401-3）包括夹爪本体（3-1）和螺栓松紧机构，支撑座（401-2）为中空状，支撑座（401-2）内设有夹爪滑轨（3-2），夹爪本体（3-1）与夹爪滑轨（3-2）相配合，且通过移动油缸（3-3）与支撑座（401-2）相连接，螺栓松紧机构设置在夹爪滑轨（3-2）外端一侧；

所述可摆动式滚刀系统（7）包括刀梁本体（701）、支撑座（702）和新型滚刀组件（8），新型滚刀组件（8）通过螺栓安装在刀梁本体（701）上，支撑座（702）设置在模拟土仓（6）底部内侧，刀梁本体（701）的一端与支撑座（702）铰接，刀梁本体（701）的下部设有俯仰油缸（703），俯仰油缸（703）的一端与刀梁本体（701）铰接、另一端与支撑座（702）连接。

2.根据权利要求1所述的盾构机机器人换刀实验装置，其特征在于：所述模拟土仓（6）的底部固定设有连接座（9），支撑座（702）与连接座（9）可滑动连接。

3.根据权利要求1或2所述的盾构机机器人换刀实验装置，其特征在于：所述换刀机器人本体（402）包括第一支撑臂（402-1）和第二支撑臂（402-5），第一支撑臂（402-1）内滑动设有第一伸缩臂（402-2），第二支撑臂（402-5）内滑动设有第二伸缩臂（402-6），第二支撑臂（402-5）通过第一回转关节（402-3）与第一伸缩臂（402-2）相连接，第二伸缩臂（402-6）的前端通过第二回转关节（402-7）与末端执行机构（401）相连接。

4.根据权利要求3所述的盾构机机器人换刀实验装置，其特征在于：所述第一支撑臂（402-1）的底部固定设有滑移座（402-10），滑移座（402-10）位于地轨（403）内，滑移座（402-10）通过驱动伸缩件与地轨（403）相连接。

5.根据权利要求1或4所述的盾构机机器人换刀实验装置，其特征在于：所述螺栓松紧机构包括伸缩油缸（3-4）和对称设置的螺母套筒（3-5），螺母套筒（3-5）向下穿过支撑座（401-2），螺母套筒（3-5）的上部设有液压扳手（3-6），液压扳手（3-6）的一端与螺母套筒（3-5）固定连接、另一端通过连杆（3-7）与伸缩油缸（3-4）铰接。

6.根据权利要求1所述的盾构机机器人换刀实验装置，其特征在于：所述模拟土仓（6）的仓壁上设置至少一个摄像头（11），摄像头（11）与后台控制系统的显示器相连接；所述机器人仓（5）与模拟土仓（6）之间设有密封闸门（10）。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的盾构机机器人换刀实验装置，其特征在于：所述模拟土仓（6）为扇形壳体，扇形壳体上部的轴向平面上设有泥水加注口（1）和加压口（2），扇形壳体下部的轴向平面上设有排污口（3），泥水加注装置（12）与泥水加注口（1）密封连接，加压装置（13）与加压口（2）密封连接，排污装置（14）与排污口（3）密封连接。