[发明专利]一种基于丝杠的高压喷水机器人机构

说明书

一种基于丝杠的高压喷水机器人机构，包含机架、立柱、输水管、臂杆、水枪、滑块、丝杠、连杆、平动杆，机架通过转动副安装在车体上，在伺服电机驱动下，机架可相对车体回转；所述立柱固定安装在机架上，输水管为刚性管，包括第一、第二输水管，所述臂杆包括第一、第二臂杆，所述输水管安装在臂杆上；所述机架、立柱、第一臂杆、滑块、连杆构成平面单自由度连杆机构；立柱、第一臂杆、第二臂杆、平动杆构成闭环平行四边形运动链；第一输水管一端连通高压水路，另一端通过软管与第二输水管一端连通，第二输水管另一端与水枪连通。该种壁面清洗机器人清洁工作装置可使水枪相对车体两自由度可控运动，利用高压水流实现水平地面的清洁作业。

技术领域

本发明涉及高压水射流清洗机领域，特别是一种基于丝杠的高压喷水机器人机构。

背景技术

高压水射流清洗机是指通过高压水发生装置将水加压至数百个大气压以上，再通过具有细小孔径的喷射装置转换为高速的微细水射流的一种清洗设备。高压水射流清洗不会造成二次污染，能快速、彻底的对物体表面以及管道和容器内腔进行清洁，清洗过后如无特殊要求，不需要进行洁净处理，因此在生活、生产实践中被广泛应用。当前，高压水射流清洗机的水枪主要依赖人员手持作业，人员操作劳动强度大、工作效率低，在水下或者危险环境下难以进行操纵作业。如何在现有技术基础上，通过研发设计一种基于丝杠的高压喷水机器人机构，可以灵活高效的实现水枪两自由度可控运动，进而使水枪实现路面、广场等表面的清洁作业，以及水下或者危险环境下相关设备的外表面除污作业，已成为行业内一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于已有技术存在的问题提供一种基于丝杠的高压喷水机器人机构，一方面，实现水枪相对机架单自由度可控平动，在机架回转作用下，实现地面及外表面两自由度清洁作业；另一方面，具有运动精度高、动态性能好、结构强度高等优点。

本发明通过以下技术方案来达到上述目的：一种基于丝杠的高压喷水机器人机构，包含机架、立柱、输水管、臂杆、水枪、滑块、丝杠、连杆、平动杆，所述机架通过第一转动副安装在车体上，在伺服电机驱动下，机架可相对车体回转；所述输水管为刚性管，包括第一输水管、第二输水管，所述臂杆包括第一臂杆、第二臂杆，第一输水管固定安装在第一臂杆上，第二输水管固定安装在第二臂杆上；所述机架、立柱、第一臂杆、滑块、连杆构成平面单自由度连杆机构，第一臂杆通过第二转动副安装在立柱上，滑块通过移动副安装在机架上，由安装在机架上的丝杠驱动，丝杠由安装在机架上的伺服电机驱动，连杆一端通过第三转动副与滑块连接，另一端通过第四转动副与第一臂杆连接；所述滑块由安装在机架上的伺服电机通过丝杠驱动，在伺服电机驱动控制下，滑块相对机架滑动，进而通过连杆实现第一臂杆相对机架可控转动。

所述立柱、第一臂杆、第二臂杆、平动杆构成闭环平行四边形运动链，所述第二臂杆通过第五转动副安装在第一臂杆上，所述平动杆一端通过第六转动副与立柱连接，另一端通过第七转动副与第二臂杆连接，所述第六转动副和第七转动副之间的孔心距，它和第二转动副与第五转动副之间的孔心距相等，所述第二转动副和第六转动副之间的孔心距，它和第五转动副与第七转动副之间的孔心距相等；在滑块驱动控制下，第一臂杆相对机架可控转动，第二臂杆随之实现升降，在闭环平行四边形运动链作用下，第二臂杆相对机架平动。

所述第一输水管一端连通高压水路，另一端通过软管与第二输水管一端连通，第二输水管另一端与水枪连通；水枪在机架回转运动以及第二臂杆平动升降作用下，相对车体灵活高效的实现水枪两自由度可控运动，进而满足水枪对路面、广场等表面的清洁作业要求，当机架通过转动副安装在爬壁机器人或行走机器人上时，可满足水下或者危险环境下相关设备的外表面除污作业要求。

本发明突出优点在于：

1、该种基于丝杠的高压喷水机器人机构可使水枪相对车体两自由度可控运动，进而实现水枪高压水流自动化可控、可调喷射。

2、该种基于丝杠的高压喷水机器人机构结构简单，通过采用滑块、丝杠传动，结构紧凑，驱动力矩大，有效提高了机构承载能力以及结构刚度及可靠性，降低了成本。