一種城市市政人行道溝渠維護作業機器人用機械手的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種城市市政人行道溝渠維護作業機器人用機械手，包括delta并聯機構和清理裝置；所述的delta并聯機構位于清理裝置正下方，且delta并聯機構上端與清理裝置相連接。本發明可對城市市政人行道溝渠進行清理疏通養護作業，且自由度調節靈活、智能化程度高、清理疏通效率高，解決了現在人工清理疏通勞動量大、效率低和成本高等問題，其delta并聯機構在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，一方面起到了對清理裝置方位角度的整體調節，實現了柔性清理作業的功能，另一方面對清理裝置起到了減震的效果，防止抖動性過大對清理裝置清理作業產生影響。
【專利說明】
一種城市市政人行道溝渠維護作業機器人用機械手
技術領域
[0001]本發明涉及溝渠清理領域，具體的說是一種城市市政人行道溝渠維護作業機器人用機械手。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的發展，城市建設、交通建設和水利建設等民生工程越來越受到社會各界的關注，政府對這些方面的投入也越來越大，此方面的工程建設也是遍地開花，隨處可見，但是城市建設、交通建設和水利建設等民生工程中都會涉及到一塊，那就是排水系統的布置預留以及建設，比如公路、高速路、市政工程、園林、人行道、路面路基、建筑房屋、城市交通道路等等工程中都會涉及到排水溝、邊溝、截水溝、明溝、干溝、污水溝等等溝渠，溝渠的作用主要用于雨水天氣和平時生活工業用水的排放;但是，由于時常垃圾的亂扔、排水時泥土的累積、澇渣的過濾堆積等原因經常性的造成溝渠堵塞，因此，對于這些溝渠需要定期進行清理疏通的日常維護，但是，目前多采用人工使用鏟鍬進行清理疏通作業，占用了大量的勞動力，且清理疏通工程量大，成本高，效率低，除此之外，由于時常彎腰進行清理疏通作業，容易導致工人腰椎頸椎等關節性疾病。鑒于此，本發明提供了一種城市市政人行道溝渠維護作業機器人用機械手。
【發明內容】
[0003]為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種城市市政人行道溝渠維護作業機器人用機械手。
[0004]本發明所要解決其技術問題所采用以下技術方案來實現。
[0005]—種城市市政人行道溝渠維護作業機器人用機械手，包括delta并聯機構和清理裝置;所述的delta并聯機構位于清理裝置正下方，且delta并聯機構上端與清理裝置相連接。
[0006]作為本發明的進一步改進，所述的delta并聯機構包括定平臺、動平臺、電機座、并聯電機、第一轉軸、第一連桿、轉動銷、第二連桿、第二轉軸、旋轉基座和限位彈簧;所述的定平臺和動平臺均呈圓形狀結構，動平臺位于定平臺正上方，電機座和旋轉基座的數量均為三，電機座以定平臺的圓心為中心呈正三角形狀固定在定平臺上端面上，旋轉基座以動平臺的圓心為中心呈正三角形狀布置在動平臺下端面上，且電機座安裝位置和旋轉基座安裝位置分別一一對應，并聯電機通過電機座進行固定安裝，且并聯電機采用可調速雙軸輸出電機，第一轉軸一端與并聯電機主軸相連接，第一轉軸另一端與第一連桿上端相連接，第一連桿下端與第二連桿上端之間采用轉動銷進行連接，第二連桿下端與第二轉軸一端相連接，第二轉軸另一端安裝在旋轉基座上，旋轉基座下端設置有旋轉軸承，且旋轉軸承與動平臺上端面相固定，旋轉基座上端設置有與第二轉軸相配合的雙頭套筒，第一連桿內側中部和第二連桿內側中部均分別設置有第一安裝座和第二安裝座，限位彈簧位于第一安裝座和第二安裝座之間，且限位彈簧上端與第一安裝座相連接，限位彈簧下端與第二安裝座相連接;具體工作時，通過并聯電機的轉動帶動第一轉軸的旋轉，且第一連桿與第一轉軸同軸相連接，從而通過第一連桿的轉動帶動第二連桿的轉動，進而帶動動平臺的運動，且通過限位彈簧降低了 delta并聯機構運動時抖動性，增加了 delta并聯機構運動的平穩性，delta并聯機構與串聯機構相比剛度大，運動靈活，結構穩定，承載能力強且微動精度高，del ta并聯機構在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，且運動空間小、運動速度快、運動靈活性好，將delta并聯機構應用到本發明中，一方面起到了對清理裝置方位角度的整體調節，便于本發明各種姿態全方位對溝渠清理作業的進行，實現了柔性清理作業的功能，另一方面對清理裝置起到了減震的效果，使得清理裝置在顛簸狀態下始終處于水平平穩狀態，防止抖動性過大對清理裝置清理作業產生影響。
[0007]作為本發明的進一步改進，所述的清理裝置包括清理轉臺、從動支座、從動轉桿、從動支架、主動轉桿、主動支架、主動液壓缸、轉動銷、過渡轉桿、主動支座和鏟斗;所述的從動支座位于清理轉臺上端面后側方，且從動支座與清理轉臺固連，從動支架底端通過從動轉桿固定在從動支座上，且從動支架呈階梯狀結構，從動支架頂端通過主動轉桿與主動支架上端相連接，且主動支架采用可伸縮式柵欄狀結構，主動支架中部位置處設置有伸縮塊，伸縮塊底端面上設置有連接耳座，主動液壓缸一端與伸縮塊底端面上的連接耳座之間通過轉動銷進行連接，主動液壓缸另一端通過過渡轉桿安裝在主動支座上，主動支座呈U型結構，且主動支座固定在清理轉臺上端面前側方，且主動支座、從動支座以及清理轉臺的圓心位于同一條直線上，鏟斗安裝在主動支架下端;通過清理轉臺可以帶動整個清理裝置在水平面上的轉動，通過主動支架的伸縮運動可以調節鏟斗伸出的長度，通過主動液壓缸的伸縮運動從而調節主動支架在垂直面上的張開角度，且鏟斗與主動支架相連，從而實現了鏟斗垂直面角度的調節，且清理裝置采用平面四連桿運動原理，角度調節快速便捷，聯動性好，穩定性強。
[0008]作為本發明的進一步改進，所述的鏟斗包括鏟斗導槽、移動鄂板、電動伸縮桿、固定圓臺、固定鏟爪、移動鏟爪、導向圓筒和調節圓桿;所述的鏟斗導槽橫截斷面為扇形狀空心殼體結構，移動鄂板數量為二，移動鄂板沿鏟斗導槽的縱向中心軸線分別對稱布置，且移動鄂板內側端安裝在鏟斗導槽內部，移動鄂板外側端為扇形狀結構，移動鄂板外側上端中心位置處設置有安裝盤，電動伸縮桿采用可調速雙向伸縮桿，電動伸縮桿左右兩端分別通過固定圓臺固定在移動鄂板外側上端中心位置處的安裝盤上，固定鏟爪固定在鏟斗導槽正前端位置處，固定鏟爪呈條形狀結構，固定鏟爪前端設置有固定鏟刀，移動鏟爪分別位于固定鏟爪左右兩側，且移動鏟爪沿移動鄂板分別等間距布置，移動鏟爪后端與移動鄂板相連接，移動鏟爪前端設置有移動鏟刀，導向圓筒穿過固定鏟爪，且導向圓筒與固定鏟爪固連，導向圓筒沿固定鏟爪側邊均勻布置，調節圓桿一端依次穿過移動鏟爪安裝在導向圓筒內部，調節圓桿另一端固定在移動鄂板內側壁上;具體進行清理作業時，根據待清理溝渠的寬度調節鏟斗的寬度，通過電動伸縮桿的雙向同步同速向兩端的伸展運動，帶動移動鄂板在鏟斗導槽內向兩側同步向外運動，導向圓筒和調節圓桿的配合使用為鏟斗寬度的調節起到了支撐作用，鏟斗清理作業時寬度可調，且調節方便，便于對不同寬度的溝渠進行清理作業，適用性強，同時鏟斗采用的固定鏟斗和移動鏟斗的鋒利性高，作業能力強，刮鏟速度快。
[0009]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0010](I)本發明可對城市市政人行道溝渠進行清理疏通養護作業，且自由度調節靈活、智能化程度高、清理疏通效率高，解決了現在人工清理疏通勞動量大、效率低和成本高等問題。
[0011](2)本發明的delta并聯機構在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，且運動空間小、運動速度快、運動靈活性好，將delta并聯機構應用到本發明中，一方面起到了對清理裝置方位角度的整體調節，便于本發明各種姿態全方位對溝渠清理作業的進行，實現了柔性清理作業的功能，另一方面對清理裝置起到了減震的效果，使得清理裝置在顛簸狀態下始終處于水平平穩狀態，防止抖動性過大對清理裝置清理作業產生影響。
[0012](3)本發明的清理裝置在空間內可進行一平移兩轉動共三個自由度方向的運動，且采用平面四連桿運動原理，調節快速便捷，聯動性好，穩定性強，同時鏟斗清理作業時寬度可調，便于對不同寬度的溝渠進行清理作業，適用性強，鏟斗鋒利性高，作業能力強，刮鏟速度快。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0014]圖1是本發明的立體結構示意圖；
[0015]圖2是本發明delta并聯機構的立體結構示意圖；
[0016]圖3是本發明清理裝置的立體結構示意圖(從上往下看)；
[0017]圖4是本發明清理裝置的立體結構示意圖(從下往上看)；
[0018]圖5是本發明鏟斗的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0020]如圖1至圖5所示，一種城市市政人行道溝渠維護作業機器人用機械手，包括delta并聯機構4和清理裝置5;所述的delta并聯機構4位于清理裝置5正下方，且delta并聯機構4上端與清理裝置5相連接。
[0021 ] 如圖1和圖2所示，所述的delta并聯機構4包括定平臺41、動平臺42、電機座43、并聯電機44、第一轉軸45、第一連桿46、轉動銷47、第二連桿48、第二轉軸49、旋轉基座410和限位彈簧411;所述的定平臺41和動平臺42均呈圓形狀結構，動平臺42位于定平臺41正上方，電機座43和旋轉基座410的數量均為三，電機座43以定平臺41的圓心為中心呈正三角形狀固定在定平臺41上端面上，旋轉基座410以動平臺42的圓心為中心呈正三角形狀布置在動平臺42下端面上，且電機座43安裝位置和旋轉基座410安裝位置分別一一對應，并聯電機44通過電機座43進行固定安裝，且并聯電機44采用可調速雙軸輸出電機，第一轉軸45—端與并聯電機44主軸相連接，第一轉軸45另一端與第一連桿46上端相連接，第一連桿46下端與第二連桿48上端之間采用轉動銷47進行連接，第二連桿48下端與第二轉軸49 一端相連接，第二轉軸49另一端安裝在旋轉基座410上，旋轉基座410下端設置有旋轉軸承，且旋轉軸承與動平臺42上端面相固定，旋轉基座410上端設置有與第二轉軸49相配合的雙頭套筒，第一連桿46內側中部和第二連桿48內側中部均分別設置有第一安裝座和第二安裝座，限位彈簧411位于第一安裝座和第二安裝座之間，且限位彈簧411上端與第一安裝座相連接，限位彈簧411下端與第二安裝座相連接;具體工作時，通過并聯電機44的轉動帶動第一轉軸45的旋轉，且第一連桿46與第一轉軸45同軸相連接，從而通過第一連桿46的轉動帶動第二連桿48的轉動，進而帶動動平臺42的運動，且通過限位彈簧411降低了 delta并聯機構4運動時抖動性，增加了 delta并聯機構4運動的平穩性，delta并聯機構4與串聯機構相比剛度大，運動靈活，結構穩定，承載能力強且微動精度高，delta并聯機構4在空間內可進行三平移三轉動共六個自由度方向的運動，且運動空間小、運動速度快、運動靈活性好;將delta并聯機構4應用到本發明中，一方面起到了對清理裝置5方位角度的整體調節，便于本發明各種姿態全方位對溝渠清理作業的進行，實現了柔性清理作業的功能，另一方面對清理裝置5起到了減震的效果，使得清理裝置5在顛簸狀態下始終處于水平平穩狀態，防止抖動性過大對清理裝置5清理作業產生影響。
[0022]如圖3至圖5所示，所述的清理裝置5包括清理轉臺51、從動支座52、從動轉桿53、從動支架54、主動轉桿55、主動支架56、主動液壓缸57、轉動銷58、過渡轉桿59、主動支座510和鏟斗511;所述的從動支座52位于清理轉臺51上端面后側方，且從動支座52與清理轉臺51固連，從動支架54底端通過從動轉桿53固定在從動支座52上，且從動支架54呈階梯狀結構，從動支架54頂端通過主動轉桿55與主動支架56上端相連接，且主動支架56采用可伸縮式柵欄狀結構，主動支架56中部位置處設置有伸縮塊，伸縮塊底端面上設置有連接耳座，主動液壓缸57—端與伸縮塊底端面上的連接耳座之間通過轉動銷58進行連接，主動液壓缸57另一端通過過渡轉桿59安裝在主動支座510上，主動支座510呈U型結構，且主動支座510固定在清理轉臺51上端面前側方，且主動支座510、從動支座52以及清理轉臺51的圓心位于同一條直線上，鏟斗511安裝在主動支架56下端;通過清理轉臺51可以帶動整個清理裝置5在水平面上的轉動，通過主動支架56的伸縮運動可以調節鏟斗511伸出的長度，通過主動液壓缸57的伸縮運動從而調節主動支架510在垂直面上的張開角度，且鏟斗511與主動支架56相連，從而實現了鏟斗511垂直面角度的調節，且清理裝置5采用平面四連桿運動原理，角度調節快速便捷，聯動性好，穩定性強。
[0023]如圖5所示，所述的鏟斗511包括鏟斗導槽5111、移動鄂板5112、電動伸縮桿5113、固定圓臺5114、固定鏟爪5115、移動鏟爪5116、導向圓筒5117和調節圓桿5118;所述的鏟斗導槽5111橫截斷面為扇形狀空心殼體結構，移動鄂板5112數量為二，移動鄂板5112沿鏟斗導槽5111的縱向中心軸線分別對稱布置，且移動鄂板5112內側端安裝在鏟斗導槽5111內部，移動鄂板5112外側端為扇形狀結構，移動鄂板5112外側上端中心位置處設置有安裝盤，電動伸縮桿5113采用可調速雙向伸縮桿，電動伸縮桿5113左右兩端分別通過固定圓臺5114固定在移動鄂板5112外側上端中心位置處的安裝盤上，固定鏟爪5115固定在鏟斗導槽5111正前端位置處，固定鏟爪5115呈條形狀結構，固定鏟爪5115前端設置有固定鏟刀，移動鏟爪5116分別位于固定鏟爪5115左右兩側，且移動鏟爪5116沿移動鄂板5112分別等間距布置，移動鏟爪5116后端與移動鄂板5112相連接，移動鏟爪5116前端設置有移動鏟刀，導向圓筒5117穿過固定鏟爪5115，且導向圓筒5117與固定鏟爪5115固連，導向圓筒5118沿固定鏟爪5115側邊均勻布置，調節圓桿5118—端依次穿過移動鏟爪5116安裝在導向圓筒5117內部，調節圓桿5118另一端固定在移動鄂板5112內側壁上;具體進行清理作業時，根據待清理溝渠的寬度調節鏟斗511的寬度，通過電動伸縮桿5113的雙向同步同速向兩端的伸展運動，帶動移動鄂板5112在鏟斗導槽5111內向兩側同步向外運動，導向圓筒5117和調節圓桿5118的配合使用為鏟斗511寬度的調節起到了支撐作用，鏟斗511清理作業時寬度可調，且調節方便，便于對不同寬度的溝渠進行清理作業，適用性強，同時鏟斗511采用的固定鏟斗5115和移動鏟斗5116的鋒利性高，作業能力強，刮鏟速度快。
[0024]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種城市市政人行道溝渠維護作業機器人用機械手，其特征在于:包括delta并聯機構和清理裝置;所述的delta并聯機構位于清理裝置正下方，且delta并聯機構上端與清理裝置相連接;其中: 所述的deIta并聯機構包括定平臺、動平臺、電機座、并聯電機、第一轉軸、第一連桿、轉動銷、第二連桿、第二轉軸、旋轉基座和限位彈簧;所述的定平臺和動平臺均呈圓形狀結構，動平臺位于定平臺正上方，電機座和旋轉基座的數量均為三，電機座以定平臺的圓心為中心呈正三角形狀固定在定平臺上端面上，旋轉基座以動平臺的圓心為中心呈正三角形狀布置在動平臺下端面上，且電機座安裝位置和旋轉基座安裝位置分別一一對應，并聯電機通過電機座進行固定安裝，且并聯電機采用可調速雙軸輸出電機，第一轉軸一端與并聯電機主軸相連接，第一轉軸另一端與第一連桿上端相連接，第一連桿下端與第二連桿上端之間采用轉動銷進行連接，第二連桿下端與第二轉軸一端相連接，第二轉軸另一端安裝在旋轉基座上，旋轉基座下端設置有旋轉軸承，且旋轉軸承與動平臺上端面相固定，旋轉基座上端設置有與第二轉軸相配合的雙頭套筒，第一連桿內側中部和第二連桿內側中部均分別設置有第一安裝座和第二安裝座，限位彈簧位于第一安裝座和第二安裝座之間，且限位彈簧上端與第一安裝座相連接，限位彈簧下端與第二安裝座相連接； 所述的清理裝置包括清理轉臺、從動支座、從動轉桿、從動支架、主動轉桿、主動支架、主動液壓缸、轉動銷、過渡轉桿、主動支座和鏟斗;所述的從動支座位于清理轉臺上端面后側方，且從動支座與清理轉臺固連，從動支架底端通過從動轉桿固定在從動支座上，且從動支架呈階梯狀結構，從動支架頂端通過主動轉桿與主動支架上端相連接，且主動支架采用可伸縮式柵欄狀結構，主動支架中部位置處設置有伸縮塊，伸縮塊底端面上設置有連接耳座，主動液壓缸一端與伸縮塊底端面上的連接耳座之間通過轉動銷進行連接，主動液壓缸另一端通過過渡轉桿安裝在主動支座上，主動支座呈U型結構，且主動支座固定在清理轉臺上端面前側方，且主動支座、從動支座以及清理轉臺的圓心位于同一條直線上，鏟斗安裝在主動支架下端。2.根據權利要求1所述的一種城市市政人行道溝渠維護作業機器人用機械手，其特征在于:所述的鏟斗包括鏟斗導槽、移動鄂板、電動伸縮桿、固定圓臺、固定鏟爪、移動鏟爪、導向圓筒和調節圓桿;所述的鏟斗導槽橫截斷面為扇形狀空心殼體結構，移動鄂板數量為二，移動鄂板沿鏟斗導槽的縱向中心軸線分別對稱布置，且移動鄂板內側端安裝在鏟斗導槽內部，移動鄂板外側端為扇形狀結構，移動鄂板外側上端中心位置處設置有安裝盤，電動伸縮桿采用可調速雙向伸縮桿，電動伸縮桿左右兩端分別通過固定圓臺固定在移動鄂板外側上端中心位置處的安裝盤上，固定鏟爪固定在鏟斗導槽正前端位置處，固定鏟爪呈條形狀結構，固定鏟爪前端設置有固定鏟刀，移動鏟爪分別位于固定鏟爪左右兩側，且移動鏟爪沿移動鄂板分別等間距布置，移動鏟爪后端與移動鄂板相連接，移動鏟爪前端設置有移動鏟刀，導向圓筒穿過固定鏟爪，且導向圓筒與固定鏟爪固連，導向圓筒沿固定鏟爪側邊均勻布置，調節圓桿一端依次穿過移動鏟爪安裝在導向圓筒內部，調節圓桿另一端固定在移動鄂板內側壁上。
【文檔編號】E02F3/42GK106013299SQ201610471134
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】吳燕
【申請人】安慶市蒲公英水電安裝工程有限公司