一种跨骑式侧壁打孔机器人的制作方法

1.本发明涉及打孔机器人技术领域，更具体的是涉及一种跨骑式侧壁打孔机器人技术领域。


背景技术：

2.高速公路连接了城市与城市间，能节省大家不少时间，提高了人们的出行和工作效率，在修建高速公路等时需要在公路的边沟处安装电线支架，要安装电线支架就需要打相应的电线支架孔，为了提高打电线支架孔的效率，我们需要用到相应的侧边打孔机。
3.现有技术中的侧边打孔机包括导向架、前定位机构和钻孔机固定机构，导向架的一侧安装有后支撑架，后支撑架为可调节设置，钻孔机固定机构和前定位机构设置在导向架上，钻孔机固定机构包括有第一滑动座，其滑动式连接在导向架上，第一滑动座底部连接有滑轨，滑块滑动式连接在滑轨上，滑块上连接有安装板，滑块与滑轨之间连接有缓冲弹簧。该侧边打孔机通过钻孔机固定机构和前定位机构配合运作对水泥路侧边进行打孔，从而可以对水泥路侧边进行打孔。
4.但是，上述侧边打孔机不能同时打出多个孔，以及不便于调节打孔的位置，从而影响到打孔的效率。为了解决上述技术问题，我们特别提出了一种跨骑式侧壁打孔机器人。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：为了解决现有技术中侧边打孔机不能同时打出多个孔，以及不便于调节打孔的位置，从而影响到打孔的效率的问题，本发明提供一种跨骑式侧壁打孔机器人，通过进给机构可以调节电钻与支架间的距离，即可以调节电钻x轴方向的位置，通过前后调节机构可以调节电钻的前后位置，即可以调节电钻y轴方向的位置，通过可拆卸的安装件可以将电钻安装在立柱高度上的不同位置，即可以调节电钻z轴方向的位置，从而可以更加便于调节打孔的位置；同时多个安装架可以安装多个电钻，多个电钻可以同时对墙体进行钻孔，从而可以提高对墙体的打孔效率。
6.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种跨骑式侧壁打孔机器人，包括支架，所述支架上通过进给机构安装有进给板，所述进给板上安装有位于竖直方向的立柱，所述立柱上沿其高度方向可拆卸的安装有多个安装架，所述安装架上安装有电钻，所述支架上还安装有前后调节机构。
8.进给机构的优选结构为：所述进给机构包括通过轴承安装在支架顶面的丝杆，所述丝杆上安装有螺母，所述螺母连接有沿支架长度方向设置的滑动组件，所述滑动组件与进给板连接，所述丝杆的一端安装有从动链轮，所述支架上安装有调节电机，所述调节电机的电机轴上安装有主动链轮，所述主动链轮和从动链轮间连接有链条。
9.前后调节机构的优选结构为：所述前后调节机构包括通过轴承安装在支架上的行走轮，所述行走轮上连接有动力组件，所述动力组件包括安装在支架上的动力电机，所述动力电机的电机轴上安装有主动带轮，所述支架上还安装有从动带轮，所述从动带轮和主动
带轮间连接有皮带，所述行走轮包括相互成型为一体的行走部和连接部，所述皮带绕过连接部。
10.进一步的，所述支架的底面安装有多组跨骑机构，所述跨骑机构包括安装在支架底面且沿支架长度方向依次设置的第一骑跨柱和第二骑跨柱，所述第一骑跨柱上安装有固定限位组件，所述第二骑跨柱上安装有与固定限位组件相对的活动限位组件，所述活动限位组件可沿支架的长度方向移动。
11.优选的，所述活动限位组件包括安装在第二骑跨柱上且位于水平方向的两个活动杆，所述活动杆与第二骑跨柱间间隙配合，所述活动杆的一端安装有限位块，另一端安装有活动块，两个所述活动块间通过活动轴安装有活动滚轮，所述活动块与第二骑跨柱间安装有自适应弹簧；所述固定限位组件包括安装在第一骑跨柱下端的固定轴，所述固定轴上安装有与活动滚轮对应的固定滚轮。
12.优选的，所述立柱上安装有多个固定板，所述固定板上安装有位于水平方向的滑杆，所述滑杆的两端均通过第一直线轴承安装有位于电钻两侧的防撞板，所述滑杆上套设有复位弹簧，所述复位弹簧位于第一直线轴承与固定板间。
13.进一步的，还包括控制器，所述固定板上安装有安装板，所述安装板上安装有行程开关，所述防撞板的内侧安装有与行程开关对应的行程检测片。
14.进一步的，所述安装架上通过第二直线轴承安装有位于水平方向的伸缩杆，所述伸缩杆的一端安装有连接架，另一端安装有与连接架连接的活动板，所述电钻安装在连接架上，所述活动板上连接有测量组件，所述伸缩杆上套设有预紧弹簧。
15.优选的，所述测量组件包括安装在立柱上的基板，所述基板上通过滑动件安装有与伸缩杆平行的电阻尺，所述活动板上安装有与电阻尺连接的连接板。
16.优选的，所述滑动件包括沿电阻尺长度方向开设的滑槽，所述滑槽开设在电阻尺的两侧，所述基板上还安装有位于电阻尺两侧且延伸至滑槽内的导向片。
17.本发明的有益效果如下：
18.(1)本发明中通过进给机构可以调节电钻与支架间的距离，即可以调节电钻x轴方向的位置，通过前后调节机构可以调节电钻的前后位置，即可以调节电钻y轴方向的位置，通过可拆卸的安装件可以将电钻安装在立柱高度上的不同位置，即可以调节电钻z轴方向的位置，从而可以更加便于调节打孔的位置；同时多个安装架可以安装多个电钻，多个电钻可以同时对墙体进行钻孔，从而可以提高对墙体的打孔效率。
19.(2)本发明中将该机器人骑跨在墙体上，然后为动力电机通电，动力电机通电后带动主动皮带轮旋转，主动皮带轮再依次带动皮带和从动皮带轮旋转，从动皮带轮再带动行走轮转动，行走轮转动时会沿着墙体滚轮，这样即可带动整个机器人沿着墙体的长度方向移动，最终带动电钻沿着墙体的长度方向移动，从而可以对沿着墙体方向不同位置进行打孔。
20.(3)本发明中通过第一骑跨柱和第二骑跨柱将打孔机安装在墙体的顶面，当骑跨的墙体厚度不同时，活动限位组件会沿着支架的长度方向移动，这样可以改变活动限位组件和固定限位组件间的距离，从而可以将打孔机安装在不同厚度的墙体上，进而可以对不同厚度的墙体进行打孔。
21.(4)本发明中在自适应弹簧没有压缩的情况下，固定滚轮和活动滚轮间的距离是
一定的，当遇到厚度大于固定滚轮和活动滚轮间距离的墙体时，活动滚轮会在墙体上滚轮，同时墙体会给活动滚轮一个反作用力，在该反作用力的作用下，活动滚轮会随着活动轴向远离固定滚轮的方向移动，从而可以增大固定滚轮与活动滚轮间的距离，最终使固定滚轮和活动滚轮分别位于墙体的两侧，使打孔机器人骑跨在墙体上，当打孔机器人脱离墙体时，在自适应弹簧恢复原状的作用下，活动滚轮再随着活动轴一起向固定滚轮的方向移动，直到恢复到原状，这样该打孔机器人可以自动适应墙体的实际厚度。
22.(5)本发明中当外界对防撞板进行碰撞时，会使防撞板沿着直线轴承在滑杆上滑动，当防撞板向电钻滑动的过程中，复位弹簧会被压缩，当外界结束对防撞板的碰撞后，复位弹簧会恢复原状，将防撞板复位到原来的位置，这样可以对电钻进行保护，从而可以降低电钻因被碰撞而损坏的程度，进而可以提高电钻的使用寿命。
23.(6)本发明中当防撞板受到外界碰撞，并沿着滑杆向电钻的方向移动时，防撞板会带动行程检测片向行程开关的方向移动，当防撞板受到较大碰撞，而使行程检测片与行程开关接触时，行程检测片会将信号发送给控制器，控制器再控制电钻停止工作，这样可以进一步对电钻进行保护，避免电钻受到较大的损坏。
24.(7)本发明中电钻钻孔的过程中，电钻、支架和电阻尺可能会随着伸缩杆向远离打孔的方向移动，电阻尺会测量出电钻向远离打孔方向移动的距离，该距离可以作为打孔深度的补偿尺寸，使进给机构的进给长度等于该补偿尺寸加上孔深即为电钻实际的打孔深度，这样可以更加准确的测量出打孔的实际深度，从而可以更加准确的判断出电钻是否打到孔的指定位置。
25.(8)本发明中当电钻在打孔的过程中，若遇到比较坚硬的物体，如钢筋等，此时墙体给电钻的反作用力会远远大于预先设定的预紧弹簧的弹簧，这样电钻会随着伸缩杆向远离墙体的方向移动很大的距离，使用者看到该种现象时，可以马上停止钻孔，从而可以对电钻起到保护的作用，避免电钻受到严重损害，可以提高电钻的使用寿命。
附图说明
26.图1为本发明的立体结构简图；
27.图2为本发明的俯视结构简图；
28.图3为本发明一侧面的立体结构简图；
29.图4为本发明另一侧面的立体结构简图；
30.图5为本发明前后调节机构安装在墙体上的局部立体结构简图；
31.图6为本发明行走轮的立体结构简图；
32.图7为本发明的跨骑机构设置在墙体上的立体结构简图；
33.图8为本发明跨骑机构设置在墙体上的正面结构简图；
34.图9为本发明跨骑机构安装在支架底面的立体结构简图；
35.图10为本发明活动限位组件的正面结构简图；
36.图11为本发明能体现防撞板的俯视剖面结构简图；
37.图12为本发明能体现行程开关的局部立体结构简图；
38.图13为本发明电钻安装在连接架上的立体结构简图；
39.图14为本发明电阻尺通过滑动单元安装在基板上的局部立体结构简图；
40.图15为本发明电钻、伸缩杆等连接的俯视结构简图；
41.附图标记：1控制器，2前后调节机构，201动力电机，202主动带轮，203皮带，204从动带轮，205行走轮，2051行走部，2052连接部，3进给机构，301调节电机，302主动链轮，303链条，304从动链轮，305丝杆，306螺母，4跨骑机构，41固定限位组件，411固定滚轮，412固定轴，42第一骑跨柱，43第二骑跨柱，44活动限位组件，441活动杆，442自适应弹簧，443活动滚轮，444活动轴，445活动块，446限位块，5进给板，6电钻，7安装架，8立柱，9支架，10活动板，11连接架，12第二直线轴承，13滑杆，14固定板，15复位弹簧，16第一直线轴承，17行程开关，18安装板，19防撞板，20行程检测片，21墙体，22预紧弹簧，23伸缩杆，24电阻尺，241滑槽，25基板，26导向片，27连接板。
具体实施方式
42.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
43.实施例1
44.如图1-图3所示，本实施例提供一种跨骑式侧壁打孔机器人，包括支架9，支架9上通过进给机构3安装有进给板5，进给板5上安装有位于竖直方向的立柱8，立柱8上沿其高度方向可拆卸的安装有多个安装架7，安装架7上安装有电钻6，支架9上还安装有前后调节机构2。
45.工作原理：当电钻6需要向墙体21进给，打出不同深度的孔时，可以通过进给机构3带动进给板5、立柱8、安装架7和电钻6向墙体21的方向进给，从而可以调节电钻6x轴方向的位置；当需要沿墙的长度方向打不同的孔时，可以通过前后调节机构2带动支架9、进给板5、立柱8、安装架7和电钻6作为一个整体沿着墙体21的长度方向移动，从而可以调节电钻6y轴方向的位置；当需要沿墙的高度方向打不同的孔时，可以将可拆卸的安装架7从立柱8上拆卸下来，再安装到立柱8的不同位置，电钻6也会随着安装在立柱8的不同高度位置上，即可以调节电钻6z轴方向的位置，从而可以更加便于调节打孔的位置；同时因为安装架7的数量为多个，意味着有多个电钻6，这样就可以通过多个电钻6同时钻孔，而且安装架7与安装架7间的距离是可以调节的，所以电钻6与电钻6间的距离也是可以调节的，从而可以根据实际需要，调节多个电钻6间的相互距离，进而可以同时钻出多个相同距离或不同距离的孔，如此就可以极大的提高钻孔效率。
46.实施例2
47.如图1-图2所示，在上述实施例1的基础上，本实施例给出了进给机构3的优选结构为：进给机构3包括通过轴承安装在支架9顶面的丝杆305，丝杆305上安装有螺母306，螺母306连接有沿支架9长度方向设置的滑动组件，滑动组件与进给板5连接，丝杆305的一端安装有从动链轮304，支架9上安装有调节电机301，调节电机301的电机轴上安装有主动链轮302，主动链轮302和从动链轮304间连接有链条303，滑动组件包括安装在支架9顶面且位于丝杆305两侧的滑轨，滑轨上安装有滑块，两个滑块间连接有滑板。
48.本实施例中：当需要调节电钻6的进给量时，可以为常规的调节电机301通电，调节
电机301带动主动链轮302旋转，主动链轮302再依次带动链条303、从动链轮304旋转，这里的链轮可以换为皮带轮，链条可以换为皮带，从动链轮304再带动丝杆305旋转，由于丝杆305与螺母306间通过螺纹连接，丝杆305转动的时候螺母306会沿着丝杆305的长度方向移动，螺母306再带动滑板，滑板再带动滑块沿着滑轨移动，滑板移动的同时会带动进给板5、立柱8和安装架7向墙体21的方向进给，最终带动电钻6向墙体21的方向进给，从而可以实现沿x轴方向快速移动电钻6的目的。
49.实施例3
50.如图1-图2和图5-图6所示，在上述实施例1的基础上，本实施例给出了前后调节机构2的优选结构为：前后调节机构2包括通过轴承安装在支架9上的行走轮205，行走轮205上连接有动力组件，动力组件包括安装在支架9上的动力电机201，动力电机201的电机轴上安装有主动带轮202，支架9上还安装有从动带轮204，从动带轮204和主动带轮202间连接有皮带203，行走轮205包括相互成型为一体的行走部2051和连接部2052，皮带203绕过连接部2052。
51.本实施例中：将该机器人骑跨在墙体21上，然后为动力电机201通电，动力电机201通电后带动主动皮带203轮旋转，主动皮带203轮再依次带动皮带203和从动皮带203轮旋转，由于皮带203绕过连接部2052，因此皮带203可以带动行走轮205转动，行走轮205转动时会沿着墙体21滚动，这样即可带动整个机器人沿着墙体21的长度方向移动，最终带动电钻6沿着墙体21的长度方向移动，从而可以对沿着墙体21方向不同位置进行打孔。
52.优选的，支架9上还安装有安装板18，安装板18上安装有下压轮，下压轮位于皮带203的上部且与皮带203接触，通过下压轮可以提高皮带203的张紧力，从而当皮带203转动的时候可以更容易带动行走轮205行走。
53.实施例4
54.如图7-图10所示，在上述实施例1的基础上，本实施例给出了可以便于机器人安装在墙体21上的优选结构为：支架9的底面安装有多组跨骑机构4，跨骑机构4包括安装在支架9底面且沿支架9长度方向依次设置的第一骑跨柱42和第二骑跨柱43，第一骑跨柱42上安装有固定限位组件41，第二骑跨柱43上安装有与固定限位组件41相对的活动限位组件44，活动限位组件44可沿支架9的长度方向移动。
55.本实施例中：为了减少打孔机器人的复杂程度，以及降低相应的制造成本，跨骑机构4优选为两组，两组骑跨机构分别安装在支架9的两侧，通过两组骑跨机构也可以稳定的将打孔机器人安装在墙体21上；当需要将打孔机器人通过第一骑跨柱42和第二骑跨柱43骑跨式的安装在不同厚度的墙体21上时，在墙体21的压力下，活动限位组件44会沿着支架9的长度方向移动，这样可以改变活动限位组件44和固定限位组件41间的距离，从而可以将打孔机安装在不同厚度的墙体21上，进而可以对不同厚度的墙体21进行打孔。
56.优选的，活动限位组件44包括安装在第二骑跨柱43上且位于水平方向的两个活动杆441，活动杆441与第二骑跨柱43间间隙配合，活动杆441的一端安装有限位块446，另一端安装有活动块445，两个活动块445间通过活动轴444安装有活动滚轮443，活动块445与第二骑跨柱43间安装有自适应弹簧442；固定限位组件41包括安装在第一骑跨柱42下端的固定轴412，固定轴412上安装有与活动滚轮443对应的固定滚轮411。
57.优选的，第一骑跨柱42上还安装有位于竖直方向的延长柱，延长柱的下端安装有
延长轴，延长轴上安装有位于固定滚轮411下方的延长滚轮，延长柱、延长滚轮和延长轴可以增加打孔机器人的与墙体21的接触面积，从而可以进一步使打孔机器人更加稳定的安装在墙体21上。
58.本实施例中：在自适应弹簧442没有压缩的情况下，固定限位组件41和活动滚轮443间的距离是一定的，当遇到厚度大于固定滚轮411和活动滚轮443间距离的墙体21时，固定滚轮411和活动滚轮443会在墙体21上滚轮，同时墙体21会给固定滚轮411和活动滚轮443一个反作用力，在该反作用力的作用下，活动滚轮443会随着活动轴444向远离固定滚轮411的方向移动，从而可以增大固定滚轮411与活动滚轮443间的距离，最终使固定滚轮411和活动滚轮443分别位于墙体21的两侧，使打孔机器人骑跨在墙体21上，当打孔机器人脱离墙体21时，在自适应弹簧442恢复原状的作用下，活动滚轮443再随着活动轴444一起向固定滚轮411的方向移动，直到恢复到原状，这样该打孔机器人可以自动适应墙体21的实际厚度；同时，固定滚轮411与活动滚轮443间相互对应，固定滚轮411和活动滚轮443一方面可以通过滚动适应不同厚度的墙体21，从而更容易滚动到墙体21的两侧，将打孔机器人安装在不同的墙体21上，另一方面固定滚轮411、活动滚轮443与墙体21间为滚动摩擦，从而可以减少骑跨机构与墙体21间的摩擦力。
59.实施例5
60.如图4和图11-图12所示，在上述实施例1的基础上，本实施例给出了可以对电钻6进行保护的优选结构为：立柱8上安装有多个固定板14，固定板14上安装有位于水平方向的滑杆13，滑杆13的两端均通过第一直线轴承16安装有位于电钻6两侧的防撞板19，滑杆13上套设有复位弹簧15，复位弹簧15位于第一直线轴承16与固定板14间。
61.本实施例中：固定板14优选呈u型，这样可以更加便于固定板14与立柱8和滑杆13连接，多个固定板14可以根据实际情况合理设置，比如安装在立柱8的正面和背面，一组正面和背面的固定板14对应一个电钻6，固定板14固定连接在滑杆13上，当电钻6在工作的过程中，若外界的石块、墙体21等碰撞在防撞板19时，防撞板19会受到这些外界的作用力而通过第一直线轴承16向电钻6的方向移动，当防撞板19向电钻6滑动的过程中，复位弹簧15会被压缩，当外界结束对防撞板19的碰撞后，复位弹簧15会恢复原状，从而将防撞板19复位到原来的位置，这样防撞板19可以阻挡住外界对电钻6的碰撞，从而可以降低电钻6因被碰撞而损坏的程度，进而可以提高电钻6的使用寿命。
62.进一步的，还包括控制器1，固定板14上安装有安装板18，安装板18上安装有行程开关17，防撞板19的内侧安装有与行程开关17对应的行程检测片20。
63.本实施例中：行程开关17、行程检测片20和控制器1均为现有产品，行程开关17、行程检测片20和控制器1间的电路连接也是常规的，当防撞板19受到外界碰撞，并沿着滑杆13向电钻6的方向移动时，防撞板19会带动行程检测片20向行程开关17的方向移动，当防撞板19受到较大碰撞，而使行程检测片20与行程开关17接触时，行程检测片20会将信号发送给常规的控制器1，控制器1再控制电钻6停止工作，这样可以进一步对电钻6进行保护，避免电钻6受到较大的损坏。
64.实施例6
65.如图3-图4和图13-图15所示，在上述实施例1的基础上，本实施例给出了能更准确的测量打孔深度的优选结构为：安装架7上通过第二直线轴承12安装有位于水平方向的伸
缩杆23，伸缩杆23的一端安装有连接架11，另一端安装有与连接架11连接的活动板10，电钻6安装在连接架11上，活动板10上连接有测量组件，伸缩杆23上套设有预紧弹簧22，测量组件包括安装在立柱8上的基板25，基板25上通过滑动件安装有与伸缩杆23平行的电阻尺24，活动板10上安装有与电阻尺24连接的连接板27；
66.滑动件包括沿电阻尺24长度方向开设的滑槽241，滑槽241开设在电阻尺24的两侧，基板25上还安装有位于电阻尺24两侧且延伸至滑槽241内的导向片26。当电阻尺24随着电钻6一起向后移动时，导向片26会在滑槽241内相对电阻尺24移动，位于电阻尺24两侧的导向片26会对电阻尺24的滑动起到限位和导向的作用，从而使得电阻尺24可以更容易、更稳定的随着电钻6移动，进而可以更准确的测量出电钻6移动的补偿值，最终可以更准确的测量出孔的深度。
67.优选的，伸缩杆23上安装有轴环，轴环与伸缩杆23间通过螺纹连接，预紧弹簧22安装在直线轴承与轴环间，由于轴环与伸缩杆23间通过螺纹连接，所以通过转动轴环可以改变轴环与直线轴承间的距离，从而可以更加便于调节预紧弹簧22的预紧力。
68.本实施例中：当打某个规定深度的侧边孔时，通过常规的方式预测打到该孔深度时所需要的打孔力，然后通过压缩预紧弹簧22，使预紧弹簧22的弹力大于打孔所需要的力，需要说明的是：并不是每次钻孔都需要预调预紧弹簧22的弹力，可以一次性调节一个较大的适当的预紧弹簧22的弹力；然后通过进给机构3带动电钻6向墙体21的方向移动，由于伸缩杆23与连接件间通过第二直线轴承12连接，所以伸缩杆23与第二直线轴承12间可以相对滑动，而连接件和第二直线轴承12是固定不动的，这样进给机构3带动电钻6接触到墙后，进给机构3继续向墙的方向移动，直到墙体21给电钻6的反作用力大于预紧弹簧22的弹力后，电钻6、支架9、连接板27和电阻尺24等作为一个整体随着伸缩杆23向远离墙体21的方向移动，此时电阻尺24测量的位置作为初始位置；
69.然后启动电钻6打侧边孔，在电钻6工作的过程中，墙体21给电钻6的反作用力可能会不稳定，当墙体21给电钻6的反作用力大于预紧弹簧22的弹力时，电钻6、支架9、连接板27和电阻尺24等作为一个整体随着伸缩杆23向远离墙体21的方向移动，此时测量组件会测量出电钻6向后退的距离，而进给机构3也会通过常规的方式测量出进给的距离，因此电钻6钻孔的实际深度就应该是进给机构3的进给量减去电阻尺24相对初始位置测量的距离；反过来，要想电钻6钻出孔的深度为规定深度时，需要进给机构3的进给量为规定深度的孔深加上电阻尺24相对初始位置测量的距离，因此电阻尺24测量的相对初始位置的距离可以作为进给机构3进给量的补偿值，这样可以更加准确的测量出打孔的实际深度，同时也可以更加准确的判断出电钻6是否打到孔的规定深度；
70.另外，当电钻6在打孔的过程中，若遇到比较坚硬的物体，如钢筋等，此时墙体21给电钻6的反作用力会远远大于预先设定的预紧弹簧22的弹簧，这样电钻6会随着伸缩杆23向远离墙体21的方向移动很大的距离，使用者看到该种现象时，可以马上停止钻孔，从而可以对电钻6起到保护的作用，避免电钻6受到严重损害，可以提高电钻6的使用寿命。