路面切割機器人的伸縮臂的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于路面養(yǎng)護機械設備領域，具體涉及一種路面切割機器人的伸縮臂。
【背景技術】
[0002]目前在我國道路養(yǎng)護市場，在路面修補切割路面窨井蓋圓周多采用鋸片形式。然而，鋸片形式切割有很多弊端。
[0003]比如，在路面修補切割時，開槽修補坑槽根據交通部文件，要求圓洞方補，斜洞正補的原則，所以需要切割出矩形的修補坑槽。但是傳統(tǒng)的路面切割機由于使用鋸片切割的限制，只能切直線，并且在切割時無法轉彎，所以在切割時，切割出的矩形必然是一個“井”字形，因為圓形鋸片進行直線切割形成矩形圖案時，只有切出矩形的邊才能和與切割線垂直的那一邊進行交匯，所以形成一個“井”字形圖案，而且矩形的4個角均為尖角。在修補完以后，由于車輛的反復碾壓摩擦，熱脹冷縮等因素，在這4個尖角處將會產生應力集中的現(xiàn)象，形成新的裂縫，造成了新的路面損傷。而且傳統(tǒng)的的路面切割機采取人工手持推行的方式進行切割，由于人工的誤差，經常會將修補槽切歪，切斜，造成修補槽不是正規(guī)的矩形，這樣不但不美觀而且使得應力集中效應加大。
[0004]又比如，在路面窨井蓋圓周切割時，傳統(tǒng)的窨井蓋圓周切割機同樣采用鋸片切割的方式，由于鋸片是平面旋轉，切割與其平面垂直的路面時，在切割縫內會不斷的研磨和彎曲鋸片，使得鋸片切割壽命短。并且由于其工作調節(jié)裝置的限制，造成切割大小只能局限于700mm?1800mm直徑的圓形。并且傳統(tǒng)的窨井蓋圓周切割機進行圓心定位時極不方便，需要人工打入定位釘，切完以后還需要將定位釘取出，費時費力。
[0005]因此，開發(fā)一種新型的路面切割器械設備顯得尤為重要。而在切割機械研發(fā)中，其機械臂的研發(fā)則是核心之一?，F(xiàn)有的機械臂主要采用液壓方式、齒輪齒條方式和蝸桿方式，但是，液壓方式響應速度緩慢，難以精確控制;齒輪齒條方式定位難以精確;蝸桿方式效率低下;關節(jié)機械臂方式則成本高。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型旨在克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種路面切割機器人的伸縮臂。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為:
[0008]所述路面切割機器人的伸縮臂包括依次連接的一級臂、二級臂和三級臂；所述一級臂與設于路面切割機器人上的回轉臂固定連接，二級臂套裝在一級臂內且與一級臂滑動連接，三級臂套裝在二級臂內且與二級臂滑動連接。
[0009]其中，所述一級臂內腔底部設有一級臂滑臺底座，所述一級臂滑臺底座上設有一級臂滑軌，一級臂滑軌上裝有一級臂滑臺；所述一級臂滑臺底座一端設有一級臂電機，一級臂電機通過一級臂精密減速箱與固定在一級臂滑臺底座另一端的一級臂滾珠絲桿連接;所述一級臂滾珠絲桿通過絲桿螺母與一級臂滑臺連接;所述二級臂固定在一級臂滑臺上，所述二級臂內腔底部設有二級臂滑臺底座，所述二級臂滑臺底座上設有二級臂滑軌，二級臂滑軌上裝有二級臂滑臺；所述二級臂滑臺底座一端設有二級臂電機，二級臂電機通過二級臂精密減速箱與固定在二級臂滑臺底座另一端的二級臂滾珠絲桿連接;所述二級臂滾珠絲桿通過絲桿螺母與二級臂滑臺連接;所述三級臂固定在二級臂滑臺上。所述一級臂電機和二級臂電機為伺服電機或者步進電機，優(yōu)選為伺服電機。
[0010]所述一級臂內腔頂部和二級臂內腔頂部均設有頂部滾輪;所述一級臂滑臺底座和二級臂滑臺底座上均設有位置感應器。
[0011]所述三級臂前端設有垂直滑臺，所述垂直滑臺底端連接鉆銑刀。
[0012]所述三級臂前端設有垂直滑臺固定板，所述垂直滑臺安裝在垂直滑臺固定板上；所述垂直滑臺頂部設有垂直運動伺服電機;所述垂直滑臺底端連接主軸電機，主軸電機底端連接鉆銑刀刀夾，鉆銑刀刀夾底端連接鉆銑刀。
[0013]下面對本實用新型作進一步說明:
[0014]本實用新型中涉及的路面切割機器人包括底座;所述底座頂部設有回轉臂，回轉臂繞底座的中心軸線旋轉;所述回轉臂前端連接本實用新型所述的伸縮臂;所述伸縮臂前端設有垂直滑臺；所述垂直滑臺底端連接鉆銑刀;所述路面切割機器人還包括總控制盒。本實用新型中，路面切割機器人的回轉臂上搭載的一級臂，二級臂，三級臂以及垂直模塊(垂直滑臺等)繞底座的中心軸線進行旋轉，并且回轉臂內有伺服電機配合精密減速箱驅動回轉驅動齒輪，使回轉臂繞中心軸線進行旋轉。一級臂固定在回轉臂上，內部安裝有滑臺機構，二級臂安裝于滑臺上，可以達到自由伸縮的目的二級臂固定在一級臂滑臺上，內部安裝有滑臺機構，三級臂安裝于滑臺上，可以達到自由伸縮的目的。三級臂固定在二級臂滑臺上，頂端用于固定垂直滑臺。
[0015]—級臂滑臺用于承載二級臂，一級臂滑臺通過滑塊或滑輪等在一級臂滑軌上自由滑動。二級臂固定在一級臂滑臺上并隨一級臂滑臺移動。二級臂滑臺用于承載三級臂，二級臂滑臺通過滑塊或滑輪等在二級臂滑軌上自由滑動。三級臂固定在二級臂滑臺上并隨二級臂滑臺移動。
[0016]—級臂伺服電機用于驅動一級臂滾珠絲桿轉動，推動一級臂滑臺在滑軌上運動；二級臂伺服電機用于驅動二級臂滾珠絲桿轉動，推動二級臂滑臺在滑軌上運動。即，一級臂伺服電機用于控制二級臂的直線伸縮運動；二級臂伺服電機用于控制三級臂直線伸縮運動。垂直運動伺服電機用于控制鉆銑刀的垂直運動；回轉臂伺服電機用于控制整個回轉臂繞中心軸旋轉;二級臂和三級臂的水平運動為同時同步的疊加直線運動。
[0017]頂部滾輪用于約束二級臂工作時在垂直方向上的跳動。位置感應器用于感應滑臺運動的起始位置。
[0018]垂直運動伺服電機用于驅動垂直滑臺做垂直運動。垂直滑臺上固定有主軸電機，可以隨垂直滑臺做垂直運動。主軸電機是鉆銑刀旋轉切銑的動力來源。
[0019]鉆銑刀刀夾用于夾持鉆銑刀。鉆銑刀用于切銑路面。
[0020]路面切割機器人采用圓柱坐標運動形式，為一臺圓柱坐標運動機器人，其結構由支撐臺，伸縮臂，切割主軸等部分組成。切割機器人伸縮臂圍繞旋轉軸進行旋轉，伸縮臂進行水平伸縮，垂直滑臺可以搭載主軸電機上下移動，在圓柱坐標運動方式下，切割主軸上的鉆銑刀可以在路面銑切出圓形，矩形等各種圖形，由于是采用鉆銑刀切割，所以切割出的線性平整光滑，并且切割矩形時，可以根據程序設定，在矩形四角切割出合適大小的圓角，而且切割出的縫隙是完全閉合的，不會切出。路面切割機器人只需人工輸入需要切出的矩形長寬數(shù)據，機器將全自動進行切割，不需要人工干預。在進行路面窨井蓋圓周切割時，由于路面切割機器人使用圓柱坐標方式切割，伸縮臂最大可伸至2048mm長，所以切割圓周大小最小為0mm，最大可達4096mm，并且在圓周切割進行圓心定位時，路面切割機器人采取電控定位，不需要釘入定位釘，省去了打入定位釘和拔出定位釘人力和時間。
[0021]本實用新型所述伸縮臂的路面切割機器人是用于路面切割的一種圓柱坐標方式運動的機器人?？梢杂糜诘缆佛B(yǎng)護坑洞修補時切割出修補坑槽；同時也可以用于路面窨井蓋孔的圓周切割。用戶使用手持觸控屏控制器，將要切割圖形的數(shù)據輸入觸控屏控制器，控制器通過無線或有線方式將圖形數(shù)據發(fā)送至總控制盒內部的運動控制器以及PLC控制模塊(如果是切割矩形圖案，控制器會先根據用戶輸入的矩形長寬數(shù)據，計算出最合適的圓角半