一种拆墙终端执行器及废料回收式拆墙机器人

摘要

本发明提供了一种拆墙终端执行器，包括拆墙的切削头、箱体和与所述箱体连接的除尘回收外罩，所述除尘回收外罩上设有侧向开口的除尘回收凹槽，所述除尘回收凹槽的槽口边沿上设有橡胶外罩，所述除尘回收凹槽的底部设有废料回收口，所述箱体内设有钻削传动机构和冲击传动机构，所述切削头位于所述除尘回收凹槽之内。本发明还提供了一种废料回收式拆墙机器人。本发明的有益效果是：能同时实现钻削和冲击两种拆墙动作，两种拆墙动作同时对墙体进行拆墙施工，拆下的墙体材料个体体积较小，有利于再次回收利用；可通过除尘回收外罩以及橡胶外罩来降低噪音和灰尘影响，改善了操作者的工作环境，也降低了对外界环境的噪音和灰尘影响。

说明书

技术领域

本发明涉及拆墙机器人，尤其涉及一种拆墙终端执行器及废料回收式拆墙机器人。

背景技术

目前，现有的拆墙机器人的终端执行器，绝大多数采用两指型结构或单纯气锤结构，这种末端执行器在拆墙作业中，体积庞大，结构笨重，效率低下，噪声较大。由于没有考虑灰尘处理问题，这种拆墙机器人在使用时，会使工作环境中充满灰尘，严重影响周边自然环境及操作人员的身体健康。由于结构形式的限制，拆下的墙体材料个体体积较大，很难进行再次回收利用，造成了巨大的经济浪费。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种拆墙终端执行器及废料回收式拆墙机器人。

本发明提供了一种拆墙终端执行器，包括拆墙的切削头、箱体和与所述箱体连接的除尘回收外罩，所述除尘回收外罩上设有侧向开口的除尘回收凹槽，所述除尘回收凹槽的槽口边沿上设有橡胶外罩，所述除尘回收凹槽的底部设有废料回收口，所述箱体内设有钻削传动机构和冲击传动机构，所述切削头位于所述除尘回收凹槽之内，所述钻削传动机构包括旋转传动机构和中心设有通孔的空心转轴，所述旋转传动机构与所述空心转轴连接，所述空心转轴穿过所述箱体、除尘回收外罩与所述切削头连接，所述冲击传动机构为将旋转运动转换成直线往复运动的机械传动机构，所述冲击传动机构的旋转运动输入端与所述旋转传动机构连接，所述冲击传动机构的直线往复运动输出端连接有冲击杆，所述冲击杆设置在所述空心转轴的通孔内。

作为本发明的进一步改进，所述切削头上设有撞块，所述冲击杆在冲击位置和非冲击位置之间直线往复运动，当所述冲击杆到达冲击位置时，所述冲击杆与所述撞块发生碰撞。

作为本发明的进一步改进，所述切削头上设有滑动螺钉，所述切削头套在所述空心转轴的末端上，所述切削头通过所述滑动螺钉与所述空心转轴滑动连接，所述滑动螺钉、空心转轴之间设有使所述切削头复位的推力弹簧。

作为本发明的进一步改进，所述除尘回收外罩连接有高压喷头，所述高压喷头连接有高压水管。

作为本发明的进一步改进，所述旋转传动机构包括主动轴、主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述主动锥齿轮固定在所述主动轴上，所述从动锥齿轮固定在所述空心转轴上，所述主动锥齿轮与所述从动锥齿轮相啮合。

作为本发明的进一步改进，所述冲击传动机构为曲柄滑块机构。

作为本发明的进一步改进，所述冲击传动机构包括主动齿轮、从动齿轮、传动轴、转盘、一级旋转轴和转臂，所述主动齿轮固定在所述主动轴上，所述从动齿轮固定在所述传动轴上，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合，所述转盘固定在所述传动轴上，所述一级旋转轴固定在所述转盘上，所述转臂的一端与所述一级旋转轴绕第一旋转轴线旋转连接，所述转臂的另一端与所述冲击杆绕第二旋转轴线旋转连接，所述第一旋转轴线、第二旋转轴线、传动轴的轴线两两不重合，所述第一旋转轴线、第二旋转轴线、传动轴的轴线平行设置。

作为本发明的进一步改进，所述主动轴连接有驱动电机。

本发明还提供了一种废料回收式拆墙机器人，包括如上述中任一项所述的拆墙终端执行器。

作为本发明的进一步改进，所述废料回收式拆墙机器人还包括车体、上支撑臂、下支撑臂和液压缸，所述上支撑臂的顶端与所述拆墙终端执行器固定连接，所述上支撑臂的底端与所述下支撑臂的顶端铰接，所述下支撑臂的底端与所述车体连接，所述上支撑臂、下支撑臂通过所述液压缸连接，所述车体上设有废料回收抽吸装置和抽气管，所述废料回收抽吸装置通过所述抽气管与所述废料回收口连接。

本发明的有益效果是：通过上述方案，能同时实现钻削和冲击两种拆墙动作，两种拆墙动作同时对墙体进行拆墙施工，拆下的墙体材料个体体积较小，有利于再次回收利用；可通过除尘回收外罩以及橡胶外罩来降低噪音和灰尘影响，改善了操作者的工作环境，也降低了对外界环境的噪音和灰尘影响。

附图说明

图1是本发明一种拆墙终端执行器的整体示意图。

图2是本发明一种拆墙终端执行器的仰视图。

图3是本发明一种拆墙终端执行器的剖面示意图。

图4是本发明一种拆墙终端执行器的传动部分的示意图。

图5是本发明一种拆墙终端执行器的传动部分的分解示意图。

图6是本发明一种拆墙终端执行器的外壳部分的分解示意图。

图7是本发明一种废料回收式拆墙机器人的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，一种拆墙终端执行器45，包括拆墙的切削头2、箱体和与所述箱体连接的除尘回收外罩14，箱体包括左箱体44和右箱体37，所述除尘回收外罩14上设有侧向开口的除尘回收凹槽，除尘回收外罩14盖在墙体上进行拆墙作业，将作业部分罩在除尘回收凹槽之内，有利于降低噪音和灰尘影响。

如图1至图7所示，所述除尘回收凹槽的槽口边沿上设有橡胶外罩42，橡胶外罩42可以使除尘回收凹槽形成封闭的拆墙作业空间，有利于进一步降低噪音和灰尘影响。

如图1至图7所示，所述除尘回收凹槽的底部设有废料回收口13，拆墙作业所拆出的废料则通过废料回收口13进行废料回收。

如图1至图7所示，所述箱体内设有钻削传动机构和冲击传动机构，所述切削头2位于所述除尘回收凹槽之内，所述钻削传动机构包括旋转传动机构和中心设有通孔的空心转轴1，所述旋转传动机构与所述空心转轴连接，所述空心转轴1穿过所述箱体、除尘回收外罩14与所述切削头2连接，所述冲击传动机构为将旋转运动转换成直线往复运动的机械传动机构，所述冲击传动机构的旋转运动输入端与所述旋转传动机构连接，所述冲击传动机构的直线往复运动输出端连接有冲击杆34，所述冲击杆34设置在所述空心转轴1的通孔内。

如图1至图7所示，所述切削头2上设有撞块3，所述冲击杆34在冲击位置和非冲击位置之间直线往复运动，当所述冲击杆34到达冲击位置时，所述冲击杆34与所述撞块3发生碰撞，撞块3驱动切削头2冲击墙体，与此同时，切削头2在旋转传动机构的驱动下，始终进行旋转运动，以钻削墙体，拆墙终端执行器45能同时实现钻削和冲击两种拆墙动作，两种拆墙动作同时对墙体进行拆墙施工，拆下的墙体材料个体体积较小，有利于再次回收利用。

如图1至图7所示，所述切削头2上设有滑动螺钉7，所述切削头2套在所述空心转轴1的末端上，所述切削头2通过所述滑动螺钉7与所述空心转轴1滑动连接，所述滑动螺钉7、空心转轴1之间设有使所述切削头复位的推力弹簧6。

如图1至图7所示，所述除尘回收外罩14连接有高压喷头39，所述高压喷头39连接有高压水管46，在钻削和冲击拆墙作业的同时，可以通过高压喷头39进行高压喷水。

如图1至图7所示，所述旋转传动机构包括主动轴18、主动锥齿轮16和从动锥齿轮161，所述主动锥齿轮16固定在所述主动轴18上，所述从动锥齿轮161通过塑料轴承38固定在所述空心转轴1上，所述主动锥齿轮16与所述从动锥齿轮161相啮合，所述主动轴18连接有驱动电机，可通过驱动电机来驱动主动轴18转动。

如图1至图7所示，所述冲击传动机构优选为曲柄滑块机构。

如图1至图7所示，所述冲击传动机构包括主动齿轮21、从动齿轮24、传动轴29、转盘28、一级旋转轴27和转臂31，所述主动齿轮21固定在所述主动轴18上，所述从动齿轮24固定在所述传动轴29上，所述主动齿轮21与所述从动齿轮24相啮合，所述转盘28固定在所述传动轴29上，所述一级旋转轴27固定在所述转盘28上，所述转臂31的一端与所述一级旋转轴27绕第一旋转轴线旋转连接，所述转臂31的另一端与所述冲击杆34绕第二旋转轴线旋转连接，所述第一旋转轴线、第二旋转轴线、传动轴29的轴线两两不重合，所述第一旋转轴线、第二旋转轴线、传动轴29的轴线平行设置，转臂31上设有转臂轴套35，用于冲击杆34的安装。

如图2至图4所示，主动齿轮21为大直齿轮，从动齿轮24为小直齿轮，主动齿轮21通过平键17套在主动轴18上，一端与轴肩接触，另一端与定位轴套19接触，从动齿轮24设置在61802深沟球轴承22上。主动锥齿轮16通过平键套在主动轴18的上端，主动锥齿轮16与轴肩相连，从动锥齿轮161通过空心转轴挡圈40固定在空心转轴1上。传动轴29通过M3×8螺钉26与转盘28固定，传动轴轴套25套在传动轴29上，一端与转盘28下平面相连，从动齿轮24通过平键套在传动轴29下端，从动齿轮24一端面与传动轴轴套25一端面相连，另一面与定位轴套相连，定位轴套另一端面与61802深沟球轴承22一端面相连。主动齿轮21与从动齿轮24相啮合。一级旋转轴27通过M3螺钉26固定在转盘28上，一级旋转轴轴套30套在一级旋转轴27上，61800深沟球轴承32一端与一级旋转轴轴套30相连，另一端置于转臂31的凹槽内，转臂31另一侧凹槽内同样放入一个61800深沟球轴承，该1800深沟球轴承的另一端与另一个一级旋转轴轴套相连，此一级旋转轴轴套的另一端与M8螺母33相连，M8螺母33仅仅固定在一级旋转轴27上。转臂31的另一端凸起轴上套有一个61800深沟球轴承，该1800深沟球轴承外圈置于冲击杆34一端的轴承凹槽内，冲击杆34另一端同样放入一个61800深沟球轴承，最上端面通过一个M8薄螺母36仅仅固定。冲击杆34细杆外套有空心转轴1，从动锥齿轮161通过平键套在空心转轴1一端，通过空心转轴挡圈40固定在空心转轴1上，此从动锥齿轮161与主动轴18上的主动锥齿轮16相啮合，主动轴轴套20与主动锥齿轮16接触，61804深沟球轴承一端与从动锥齿轮161接触，61804深沟球轴承另一端置于除尘回收外罩14的轴承凹槽内，除尘回收外罩14另一侧的轴承凹槽内同样放入一个61804深沟球轴承8，并套在空心转轴1上。推力弹簧6套在空心转轴1上，一端与空心转轴1末端的轴肩接触。角接触球轴承5套在撞块3一端，通过撞块挡圈4固定，角接触球轴承5置于切削头2内的轴承凹槽内。切削头2套在空心转轴1的末端，通过滑动螺钉7固定在空心转轴1末端。

如图6所示，橡胶外罩42通过M5螺母10、M5×20螺钉9及D5垫圈11固定在除尘回收外罩14上，密封橡胶圈12置于废料回收口13内的凹槽内，废料回收口13通过M5×10螺钉43固定在除尘回收外罩14的下端。高压喷头39通过M20螺母41固定在除尘回收外罩14的上端。右箱体37及左箱体44通过M5×16螺钉23及M5螺母9对称的固定在一起，以一个整体的形式，通过M5×25螺钉15固定在除尘回收外罩14的侧面。

如如图7所示，一种废料回收式拆墙机器人，包括如上述中任一项所述的拆墙终端执行器45。

如图7所示，所述废料回收式拆墙机器人还包括车体51、上支撑臂47、下支撑臂50和液压缸48，所述上支撑臂47的顶端与所述拆墙终端执行器45固定连接，所述上支撑臂47的底端与所述下支撑臂50的顶端铰接，所述下支撑臂50的底端与所述车体51连接，所述上支撑臂47、下支撑臂50通过所述液压缸48连接，所述车体51上设有废料回收抽吸装置和抽气管49，所述废料回收抽吸装置通过所述抽气管49与所述废料回收口13连接。

如图7所示，车体51上设有高压喷水装置，高压喷水装置通过高压水管46与高压喷头39连接。

本发明提供的一种拆墙终端执行器及废料回收式拆墙机器人，工作时，驱动电机首先使主动轴18旋转，主动轴18上的主动锥齿轮16、主动齿轮21转动，带动与之啮合的从动锥齿轮161转动，该从动锥齿轮161将带动空心转轴1转动。由于切削头2与空心转轴1固定，因此，切削头2将随空心转轴1转动，实现旋转切削功能。由于主动齿轮21、从动齿轮24相互啮合，主动齿轮21转动的同时，将带动从动齿轮24转动，同时，传动轴29将跟随转动，此时，转盘28将随传动轴29一起转动。一级旋转轴27固定在转盘28上，因此，一级旋转轴27也将随转盘28转动。由于一级旋转轴27上套有转臂31，转臂31上连接了冲击杆34，当一级旋转轴27转动时，一级旋转轴27、转臂31、冲击杆34将形成一个曲柄滑块机构，冲击杆34将在空心转轴1的中心反复高频直线运动，末端将反复锤击撞块3，撞块3将撞击传给切削头2，切削头2向外运动，压缩推力弹簧6，当冲击杆34处于回程时，推力弹簧6由于受压力减小，推动滑动螺钉7，从而将切削头2退回原位置，完成一次冲击。此时，拆墙终端执行器45便同时实现了旋转切削和高频振动撞击。在驱动电机工作的同时，高压喷头39始终喷出高压水柱，一方面冲击墙体，另一方面湿润软化墙面，水雾还可以吸收由于切削而飞起的灰尘。机构工作时，整个橡胶外罩42紧紧压在墙面上，橡胶外罩42即可阻止灰尘及泥水下流，又可以阻碍噪音传播。除尘回收外罩14下端的废料回收口13将与大马力抽气泵相连，工作过程中的墙体废料、泥水等废品将通过废料回收口13被抽回，实现回收再利用。

本发明提供的一种拆墙终端执行器及废料回收式拆墙机器人，采用单电机为驱动元件，通过巧妙的传动设计，使机构同时实现钻削和冲击两种动作，两种动作同时对墙体进行施工。结构中自带高压喷水装置，高压水柱既可以冲击松动的混凝土表层，又可以对干燥坚硬的墙体进行湿润软化，以配合切削头2（例如冲钻爆破头）对墙体进行拆解。由于拆墙终端执行器45周边装有橡胶隔音密封装置，既能最大限度降低噪音影响，又可以杜绝拆墙过程中灰尘乱飞，极大的改善了操作者的工作环境。在拆墙终端执行器45的最下端有废料回收口13，经拆墙终端执行器45拆解下来的墙体废料可通过废料回收口13进行回收，从而进行统一处理，实现废料的回收和再利用。拆墙终端执行器45结构精巧紧凑，工作安全可靠，可以有效解决目前拆墙机器人体积巨大、效率低下、工况恶劣等诸多问题，具有十分广阔的市场前景。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。