一種六自由度機械臂及具有該機械臂的撬毛臺車的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種六自由度機械臂和具有該機械臂的撬毛臺車。本實用新型一種六自由度機械臂，它包括工作臂機構、液壓破碎錘，工作臂機構包括快換裝置、搖桿、轉錘油缸、小臂、小臂油缸、中臂、中臂油缸，工作臂機構還包括大臂座、大臂油缸、第一大臂、第二大臂、第三大臂，第三大臂和第一大臂的上部分別與第二大臂的左右端相鉸接，兩者的下部分別鉸接在大臂座的左右兩端，大臂油缸的缸體端固定在大臂座上，活塞桿端連接在第一大臂上。本新型機械臂中的第一大臂、第二大臂、第三大臂與大臂座形成一個四連桿機構，可實現不同巷道對高度的作業需求，并有獨特的平行保持功能，作業時具有靈活、快速、準確的定位功能。
【專利說明】一種六自由度機械臂及具有該機械臂的撬毛臺車
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及撬毛臺車的一種專用六自由度機械臂，屬礦山機械設備。
【背景技術】
[0002]撬毛作業是在爆破后清除巖石表面松動的石頭(即浮石)，以防止其在隨后的工序中冒落，傷害人身與設備。這是一項非常艱險的工作，如果用人工持釬桿撬毛，即使操作正確，十分小心，也存在很多危險，如冒頂、碎石的飛濺、粉塵飛揚、巖層的突然移動等等，工作條件非常惡劣與危險。目前清理毛石的主要方法有手持式撬毛設備和專業撬毛臺車，但兩者都存在弊端。手持式撬毛設備清理工作強度和危險性比較大，對操作人員的安全存在極大的隱患。撬毛臺車可以實現隧道或者地下礦山的機械化撬毛作業，在國外礦山已成熟應用，國內近幾年開始推廣。實用新型專利(授權專利號:CN 202090917 U)公開了一種回轉式撬毛臺車，該撬毛臺車采用兩節臂結構，只有4個自由度，無法實現巷道內全方位作業和準確定點定位，作業時需要頻繁的移動設備，由于隧道或采礦巷道空間狹小，作業效率低下。另外發明專利拆除機器人(專利號:ZL200510022502.5)采用三節臂結構，模擬人手，具備5個自由度，相對兩節臂更加靈活，但對于隧道兩側無法實現有效作業。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的問題是提供一種六自由度機械臂和具有該機械臂的撬毛臺車，該機械臂通過獨特的機構設計，作業時具有靈活、快速、準確的定位功能。具有該機械臂的撬毛臺車則克服了現有撬毛臺車兩節臂以及三節臂的靈活性較差，柔性不足的缺點，實現了撬毛作業的高效作業。
[0004]本實用新型一種六自由度機械臂，它包括工作臂機構、液壓破碎錘，工作臂機構包括快換裝置、搖桿、轉錘油缸、小臂、小臂油缸、中臂、中臂油缸，工作臂機構還包括大臂座、大臂油缸、第一大臂、第二大臂、第三大臂，第三大臂和第一大臂的上部分別與第二大臂的左右端相鉸接，兩者的下部分別鉸接在大臂座的左右兩端，大臂油缸的缸體端固定在大臂座上，活塞桿端連接在第一大臂上。
[0005]本新型中的第一大臂、第二大臂、第三大臂與大臂座形成一個四連桿機構，可實現不同巷道對高度的作業需求，并有獨特的平行保持功能，作業時具有靈活、快速、準確的定位功能。
[0006]本實用新型還包括具有該機械臂的撬毛臺車，六自由度機械臂實施作業，使撬毛臺車更具柔性特征，靈活性更高，適應性更廣，實現了全方位作業，大大提高了其作業效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述:
[0008]圖1為本新型六自由度機械臂的結構示意圖；
[0009]圖2為圖1的俯視圖；[0010]圖3為旋轉油缸的工作范圍示意圖；
[0011]圖4為本新型六自由度機械臂的工作示意圖；
[0012]圖5為具有六自由度機械臂的撬毛臺車示意圖。
【具體實施方式】
[0013]從圖1、圖2可知，本實用新型公開了一種六自由度機械臂，它包括工作臂機構、液壓破碎錘I，工作臂機構包括快換裝置3、搖桿4、轉錘油缸5、小臂6、小臂油缸7、中臂8、中臂油缸9，工作臂機構還包括大臂座11、大臂油缸12、第一大臂13、第二大臂14、第三大臂15，第三大臂15和第一大臂13的上部分別與第二大臂14的左右端相鉸接，兩者的下部分別鉸接在大臂座11的左右兩端，大臂油缸12的缸體端固定在大臂座11上，活塞桿端連接在第一大臂13上。
[0014]本新型中的第一大臂、第二大臂、第三大臂與大臂座形成一個四連桿機構，可實現不同巷道對高度的作業需求，并有獨特的平行保持功能，作業時具有靈活、快速、準確的定位功能。
[0015]作為本新型的一種改進方式，本新型機械臂中的工作臂機構還包括旋轉油缸2，旋轉油缸2設置在液壓破碎錘I和快換裝置3之間，分別與兩者相連接。這樣，通過旋轉油缸2可實現液壓破碎錘土 90 °的左右擺動，如圖3所示。
[0016]作為本新型的又一種改進方式，本新型機械臂還包括工作臂的回轉機構，回轉機構包括回轉支承10、大臂座擺動油缸16，回轉支承10上方固定連接大臂座11，兩個大臂座擺動油缸16前后對稱地設置在大臂座11上。這樣，通過大臂座擺動油缸實現整個工作裝置的左右±30°的擺動功能。當機械臂工作時，當高壓油進入油缸，通過油缸的伸縮可控制機械臂的各種動作。本實用新型機械臂結構緊湊，能在狹小的空間方便地進行作業。
[0017]總之，本新型機械臂結構緊湊，具備6個自由度。本新型六自由度機械臂通過后端四連桿平行機構可實現對于大巷道向上更大距離的作業同時具有平動作業功能，因為大臂油缸的伸縮，對于前端工作臂和液壓錘位姿影響很小，近似平動，便于液壓錘作業時精確定點；其次，通過前端旋轉油缸的配置，實現了液壓錘左右90°擺動，結合大臂座擺動油缸可實現巷道左右兩側的自由作業。本新型六自由度機械臂的工作范圍如圖4所示。
[0018]本新型還公開了一種撬臺毛車，如圖5所示，它具有上述的六自由度機械臂，六自由度機械臂通過回轉支承10固定在撬毛臺車的車體上。由于撬毛臺車在巷道或者隧道中進行撬毛作業受到空間限制，要實現撬毛臺車安全高效作業，須盡量減少設備移動，因此通過本新型撬毛臺車通過六自由度工作臂機構，實現破碎錘準確定點定位和全方位作業，使撬毛臺車更具柔性特征，靈活性更高，適應性更廣，實現了全方位作業，大大提高了其作業效率。
【權利要求】
1.一種六自由度機械臂，它包括工作臂機構、液壓破碎錘(I)，工作臂機構包括快換裝置(3)、搖桿(4)、轉錘油缸(5)、小臂(6)、小臂油缸(7)、中臂(8)、中臂油缸(9)，其特征是:工作臂機構還包括大臂座(11)、大臂油缸(12)、第一大臂(13)、第二大臂(14)、第三大臂(15)，第三大臂(15)和第一大臂(13)的上部分別與第二大臂(14)的左右端相鉸接，兩者的下部分別鉸接在大臂座(11)的左右兩端，大臂油缸(12)的缸體端固定在大臂座(11)上，活塞桿端連接在第一大臂(13)上。
2.根據權利要求1所述的六自由度機械臂，其特征是:工作臂機構還包括旋轉油缸(2)，旋轉油缸(2)設置在液壓破碎錘(I)和快換裝置(3)之間，分別與兩者相連接。
3.根據權利要求1或2所述的六自由度機械臂，其特征是:六自由度機械臂還包括工作臂的回轉機構，回轉機構包括回轉支承(10)、大臂座擺動油缸(16)，回轉支承(10)上方固定連接大臂座(11 )，兩個大臂座擺動油缸(16)前后對稱地設置在大臂座(11)上。
4.一種撬毛臺車，它包括六自由度機械臂，其特征是:所述六自由度機械臂為權利要求1-3任一權利要求所述的六自由度機械臂，六自由度機械臂通過回轉支承(10)固定在撬毛臺車的車體上。
【文檔編號】B25J9/02GK203752147SQ201420044249
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】徐必勇, 王濤, 左立生 申請人:安徽驚天液壓智控股份有限公司