管道打磨机器人机械结构及其工作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111469000A(43)申请公布日2020.07.31(21)申请号202010474849.8(22)申请日2020.05.29(71)申请人中北大学地址030051山西省太原市学院路3号(72)发明人孙虎儿张佳航邢宇峰(74)专利代理机构厦门市天富勤知识产权代理事务所(普通合伙)35244代理人唐绍烈(51)Int.Cl.B24B5/40(2006.01)B24B41/02(2006.01)B24B41/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图7页(54)发明名称管道打磨机器人机械结构及其工作方法(57)摘要本发明公开了一种管道打磨机器人机械结构，用于打磨管道。机械结构包括机架部件、管道装卡装置、运动系统、打磨组件；运动系统带动打磨组件沿三个维度自由运动，分别是沿管路轴线方向来回运动、绕待打磨管道轴线圆周运动、朝待打磨管道径向来回运动，打磨组件上装配的高速旋转电机驱动砂轮片可充分打磨待打磨管道的待打磨区域。本发明还公开该机械结构的工作方法，运动系统可沿管路轴线方向、待打磨管道圆周方向、待打磨管道径向三个维度自由运动，打磨组件安装在运动系统上，在运动系统的带动下，打磨组件可沿上述三个维度自由运动，并在打磨组件上高速旋转的砂轮片的作用下打磨待打磨管道的待打磨区域。三个维度的打磨，灵活性好，打磨精度高。CN111469000ACN111469000A权利要求书1/3页1.一种管道打磨机器人机械结构，其特征在于：所述机械结构由机架部件(2)、管道装卡装置(3)、运动系统(4)、打磨组件(5)等组成；所述机架部件(2)为整个结构的基础，连接所述管道装卡装置(3)、所述运动系统(4)、所述打磨组件(5)形成机器人的机械结构整体；所述管道装卡装置(3)有两件分别固定在所述机架部件(2)的上下两端，所述管道装卡装置(3)卡住待打磨管道(1)，从而将所述机架部件(2)固定在待打磨管道(1)的待打磨区域；所述运动系统(4)可带动所述打磨组件(5)沿三个维度自由运动，分别是沿管路轴线方向来回运动、绕待打磨管道(1)轴线圆周运动、朝待打磨管道(1)径向来回运动；所述打磨组件(5)安装在所述运动系统(4)上，在所述运动系统(4)的带动下，所述打磨组件(5)上装配的高速旋转电机驱动砂轮片(36)高速旋转可充分打磨待打磨管道(1)的待打磨区域。2.根据权利要求1所述的管道打磨机器人机械结构，其特征在于：所述机架部件(2)由固定板(6)、主轴(7)、转轴(8)、销(9)等组成；共有四件基本相同所述固定板(6)，其中两件为上组件，另外两件为下组件，每组里面的两件的固定板(6)一端都与一根所述转轴(8)铰接，形成转动副，并且两组铰接于同一根所述转轴(8)，每组的两件所述固定板(6)各自的另一端分别通过销(9)连接，每组各自通过上述连接形成封闭层，共有上下两层；两层中间除铰接所述转轴(8)外还连接了所述主轴(7)，共同支撑上述两层固定板(6)，且每组的两件所述固定板(6)各对应至少连接一根所述主轴(7)，所述主轴(7)至少两根；两层所述固定板(6)被所述主轴(7)和转轴(8)撑开，中间预留一固定区域安装运动系统(4)和打磨组件(5)所述区域对应许可打磨区域；所述机架部件(2)作为整个机构的基础可绕所述转轴(8)将整个所述机架部件(2)整体刨分为可绕转轴(8)自由转动的两大部分，当两部分同时向内闭合后可用销(9)将其连接为一封闭整体。3.根据权利要求2所述的管道打磨机器人机械结构，其特征在于：所述运动系统(4)由外伸电机安装板(10)、带座轴承(11)、丝杆电机(12)、丝杠(13)、连接块(14)、连接杆(15)、主轴联轴器(16)、直线运动轴承(17)、圆弧导轨(18)，半圆齿圈(28)、滑块体(19)、滑轮(30)、圆周运动电机(20)、小齿轮(29)、直线导轨(25)、直线滑块(26)、小丝杠(24)、打磨组件安装板(21)、立板(22)、滑块体上板(27)等组成；所述外伸电机安装板(10)共有两件，分别固定在所述机架部件(2)上；所述丝杆电机(12)安装在所述外伸电机安装板(10)；所述丝杠(13)上的丝杆的一端连接所述丝杆电机(12)，丝杠(13)上的丝杆的另一端与所述带座轴承(11)连接；所述带座轴承(11)固定在所述外伸电机安装板(10)；所述丝杠(13)上的螺母与所述连接块(14)固定；所述连接杆(15)共有两件，所述两根连接杆(15)的一端均连接所述连接块(14)，所述两根连接杆(15)的另一端分别设置所述主轴联轴器(16)并通过所述主轴联轴器(16)套接两根主轴(7)；所述主轴联轴器(16)共有两件，每件所述主轴联轴器(16)两头各连接一件所述直线运