[实用新型]一种适于盾构使用的检测/换刀机器人

说明书

本实用新型公开了一种适于盾构使用的检测/换刀机器人，解决的技术问题是现有刀具检测与换刀工作主要依赖人工作业，安全隐患大，易出现人员伤亡等重大安全事故。本实用新型包括底盘系统，所述的底盘系统上设有刀具和悬挂支架，所述的悬挂支架上设有末端执行机构。本实用新型通过检测/换刀机器人的底盘系统上的移动腿实现爬行过程中的换步，进而实现检测/换刀机器人在刀盘上的前后左右移动，进而到达刀盘上的任意位置；通过检测/换刀机器人携带的检测器检测到需要更换的刀具并进行机器人换刀。

技术领域

本实用新型涉及隧道施工领域，具体涉及一种适于盾构使用的检测/换刀机器人。

背景技术

全断面掘进机施工过程中刀具消耗大、更换频繁，目前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。“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主要因素。因此，以高效安全的“机器换人”作业模式实现刀具检测与换刀作业势在必行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有刀具检测与换刀工作主要依赖人工作业，安全隐患大，易出现人员伤亡等重大安全事故，提供一种高效快速、利用机器人检测和换刀、适于盾构使用的检测/换刀机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：一种适于盾构使用的检测/换刀机器人，包括底盘系统，所述的底盘系统上设有刀具和悬挂支架，所述的悬挂支架上设有末端执行机构。

所述的底盘系统上设有刀具卡具，刀具通过刀具卡具与底盘系统连接。

所述的底盘系统包括支撑框架，支撑框架外侧设有齿条和滑槽，与齿条相配合设有若干个移动腿；每根齿条上至少设有三个移动腿。

所述的支撑框架为方形框架，方形框架四周均设有齿条，每根齿条上设有三个移动腿，所述的支撑框架前侧的齿条上的三个移动腿分别为IV号移动腿、V号移动腿和VI号移动腿，支撑框架后侧的齿条与其前侧的齿条对称设置；所述的支撑框架右侧的齿条上的三个移动腿分别为I号移动腿、II号移动腿和III号移动腿，支撑框架左侧的齿条与其右侧的齿条对称设置。

所述的移动腿包括上支腿和下支腿，下支腿套接在上支腿内，下支腿为伸缩支腿；所述的上支腿上端设有齿轮，与齿轮相配合设有电机，所述的上支腿的一侧设有滑块；所述的齿轮与齿条啮合连接，所述的滑块与滑槽相配合。

所述的下支腿下端设有电磁铁片。

所述的支撑框架底部设有传感器或摄像头或高压水管。

所述的末端执行机构包括并联平台，并联平台上部与悬挂支架连接、下部设有I号油缸、夹抓和II号油缸；所述的夹爪包括铰接连接的I号夹抓和II号夹抓；I号油缸的上端、II号油缸的上端和II号夹抓的上端分别与并联平台铰接连接，I号油缸的下端与I号夹抓铰接连接， II号油缸的下端与II号夹抓铰接连接。

一种适于盾构使用的检测/换刀机器人的使用方法，其特征在于包括以下步骤：①检测刀具：检测/换刀机器人的底盘系统边在刀盘上移动边利用传感器检测刀具；②异常刀具拆卸：当传感器检测到刀盘上的刀具异常需要换刀时，末端执行机构中的I号油缸的上端、II号油缸、号夹抓与号夹抓配合将异常刀具拆卸下来；③安装新的刀具：末端执行机构将底盘系统上携带的新的刀具安装到步骤②中异常刀具拆卸下来的位置，完成刀具的更换。

步骤①所述的检测/换刀机器人的底盘系统在刀盘上的移动包括前后移动和左右移动，向前移动时包括以下步骤：a、初始状态下， I号移动腿、II号移动腿和III号移动腿分别分布在右侧齿条的后端、中间和前端。