一种TBM刀具检测机器人及TBM的制作方法

一种tbm刀具检测机器人及tbm
技术领域
1.本实用新型涉及一种tbm刀具检测机器人及tbm。


背景技术：

2.近年来，我国城市地铁建设及隧道建设迅速发展，tbm施工方法因高效安全的优点被广泛应用。全断面隧道掘进机tbm在隧道施工过程中刀具消耗大，施工人员必须每天在停机保养的几个小时内，进入刀盘对每个刀具进行检查，如果刀具消损过大，而又继续使用，不仅影响掘进效率，更容易出现卡机等情况，因此，刀具检测是现场人员每天的必备任务。
3.据统计，刀具检测及换刀作业时间占隧道施工周期的10%以上，目前的刀具检测主要依赖人工作业，劳动强度较大，检测效率较低；而且，当遇到大埋深、高水压等施工环境时，对于作业人员来说，具有很大的安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种tbm刀具检测机器人，以解决现有技术中通过人工检测刀具而导致劳动强度大、检测效率较低的技术问题；本实用新型的目的还在于提供一种tbm。
5.为实现上述目的，本实用新型tbm刀具检测机器人的技术方案是：
6.tbm刀具检测机器人，包括：
7.基座，用于设置在人仓通道的壁面上；
8.折叠式机械臂，包括至少两个支臂，所有支臂的端部通过铰轴依次铰接在一起，首个支臂远离铰接端的一端通过铰轴铰接在基座上，其中，所有铰轴的轴线平行设置；
9.检测装置，连接在末个支臂远离铰接端的一端，检测装置用于检测刀盘上的刀具；
10.驱动电机，与铰轴一一对应，驱动电机的输出轴与相应铰轴传动连接，以实现折叠式机械臂的展开和折叠。
11.有益效果是：在各驱动电机的协同作用下，本实用新型的tbm刀具检测机器人在非工作状态时能够折叠起来，使得体积较小，在工作状态时能够展开，使得工作空间大，不仅能够满足刀具检测需要，而且方便在隧道掘进装备的人仓通道内部署。此外，可提高刀具的检测效率，降低工作危险。
12.进一步的，所述检测装置铰接在末个支臂远离铰接端的一端。
13.有益效果是：这样设计，使得检测装置能够从较多的角度对刀具进行检测，以保证检测结果的准确性。
14.进一步的，所述检测装置包括铰接座和检测头，检测装置通过铰接座铰接在末个支臂远离铰接端的一端，检测头绕自身轴线转动装配在铰接座上。
15.进一步的，所述基座为转动座，基座用于转动装配在人仓通道的壁面上。
16.有益效果是：这样设计，能够进一步提高检测机器人的工作空间。
17.进一步的，所有铰轴的轴线均沿竖直方向延伸，在折叠式机械臂处于折叠状态时，
所有的支臂在上下方向上依次布置。
18.有益效果是：这样设计，有利于各支臂的展开和折叠。
19.为实现上述目的，本实用新型tbm的技术方案是：
20.tbm，包括盾体和刀盘，盾体内设有人仓通道，人仓通道内设有tbm刀具检测机器人；
21.tbm刀具检测机器人包括：
22.基座，设置在人仓通道的壁面上；
23.折叠式机械臂，包括至少两个支臂，所有支臂的端部通过铰轴依次铰接在一起，首个支臂远离铰接端的一端通过铰轴铰接在基座上，其中，所有铰轴的轴线平行设置；
24.检测装置，连接在末个支臂远离铰接端的一端，检测装置用于检测刀盘上的刀具；
25.驱动电机，与铰轴一一对应，驱动电机的输出轴与相应铰轴传动连接，以实现折叠式机械臂的展开和折叠。
26.有益效果是：在各驱动电机的协同作用下，本实用新型的tbm刀具检测机器人在非工作状态时能够折叠起来，使得体积较小，在工作状态时能够展开，使得工作空间大，不仅能够满足刀具检测需要，而且方便在隧道掘进装备的人仓通道内部署。此外，可提高刀具的检测效率，降低工作危险。
27.进一步的，所述检测装置铰接在末个支臂远离铰接端的一端。
28.有益效果是：这样设计，使得检测装置能够从较多的角度对刀具进行检测，以保证检测结果的准确性。
29.进一步的，所述检测装置包括铰接座和检测头，检测装置通过铰接座铰接在末个支臂远离铰接端的一端，检测头绕自身轴线转动装配在铰接座上。
30.进一步的，所述基座为转动座，基座转动装配在人仓通道的壁面上。
31.有益效果是：这样设计，能够进一步提高检测机器人的工作空间。
32.进一步的，所有铰轴的轴线均沿竖直方向延伸，在折叠式机械臂处于折叠状态时，所有的支臂在上下方向上依次布置。
33.有益效果是：这样设计，有利于各支臂的展开和折叠。
附图说明
34.图1为本实用新型tbm刀具检测机器人的实施例1的结构示意图；
35.图2为图1的另一视角的结构示意图；
36.图中：1、基座；2、第一驱动电机；3、第二驱动电机；4、第一支臂；5、第二支臂；6、第三支臂；7、第三驱动电机；8、检测头；9、第四驱动电机；10、铰接座；11、第五驱动电机；12、壁面。
具体实施方式
37.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各
种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“上”、“下”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
40.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
41.本实用新型tbm刀具检测机器人的实施例1：
42.如图1和图2所示，tbm刀具检测机器人包括基座1、折叠式机械臂以及检测装置，基座1为转动座，其转动装配在人仓通道的壁面12上，基座1由第一驱动电机2驱动转动。其中，壁面12为竖直的侧壁面。
43.本实施例中，为满足工作及安装需要，设计基座1的周向转动角度的范围为
‑
75
°‑
75
°
。
44.如图1和图2所示，折叠式机械臂包括第一支臂4、第二支臂5以及第三支臂6，三个支臂的端部通过铰轴依次铰接在一起，第一支臂4远离铰接端的一端通过铰轴铰接在基座1上；检测装置铰接在第三支臂6远离铰接端的一端，检测装置用于检测刀盘上的刀具。其中，第一支臂4构成首个支臂，第三支臂6构成末个支臂。
45.本实施例中，各铰轴的轴线平行设置且均沿竖直方向延伸，各铰轴分别与第二驱动电机3、第三驱动电机7、第四驱动电机9以及第五驱动电机11的输出轴传动连接。
46.本实施例中，第二驱动电机3通过第一铰轴驱动第一支臂4左右摆动，考虑工作空间需要，第一支臂4左右摆动的角度范围为0
‑
120
°
，其中，第一铰轴与第一支臂4止转装配在一起。第三驱动电机7通过第二铰轴驱动第二支臂5左右摆动，第四驱动电机9通过第三铰轴驱动第三支臂6左右摆动，第二支臂5与第三支臂6的摆动角度不受限制，其中，第二铰轴与第二支臂5止转装配在一起，第三铰轴与第三支臂6止转装配在一起。第五驱动电机11通过第四铰轴驱动检测装置摆动，检测装置左右摆动的角度范围为
‑
120
°‑
120
°
，其中，第四铰轴与检测装置止转装配在一起。
47.如图1所示，检测装置包括铰接座10和检测头8，检测装置通过铰接座10铰接在第三支臂6远离铰接端的一端，铰接座10内设有内置电机，内置电机用于驱动检测头8绕自身轴线转动，以使检测头8装配在铰接座10上。其中，检测头上安装有探照灯、高压水枪以及摄像头。
48.本实施例中，在折叠式机械臂处于折叠状态时，第一支臂4、第二支臂5以及第三支
臂6由下向上依次布置，这样设计，有利于各支臂的展开和折叠。
49.通过各电机的协同作用，在tbm进行掘进时，不需要检测刀具，为节约工作空间及保护刀具检测机器人，折叠式机械臂回收折叠，贴在人仓通道的壁面上，不影响工作人员的进出。在需要检测刀具时，刀盘低速转动，折叠式机械臂的各支臂伸出展开，使检测装置到达刀盘后侧的指定位置；之后，先开启探照灯，再开启高压水枪喷水，然后关闭高压水枪并开启摄像头拍摄。
50.本实施例中的tbm刀具检测机器人具有六个自由度，在非工作状态时体积小，在工作状态时工作空间大，不仅能够满足刀具检测需要，而且方便在隧道掘进装备的人仓通道内部署。此外，制造、安装及维护成本较低，同时可提高刀具的检测效率，降低工作危险。
51.本实用新型tbm刀具检测机器人的实施例2：
52.本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，折叠式机械臂包括第一支臂4、第二支臂5以及第三支臂6，三个支臂的端部通过铰轴依次铰接在一起。本实施例中，折叠式机械臂包括两个支臂，两个支臂的端部通过铰轴依次铰接在一起，此时，两个支臂中的其中一个支臂构成首个支臂，两个支臂中的另一个支臂构成末个支臂。在其他实施例中，折叠式机械臂可以包括四个以上的支臂。
53.本实用新型tbm刀具检测机器人的实施例3：
54.本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，检测装置包括铰接座10和检测头8，检测装置通过铰接座10铰接在第三支臂6远离铰接端的一端，铰接座10内设有内置电机，内置电机用于驱动检测头8绕自身轴线转动，以使检测头8装配在铰接座10上。本实施例中，检测装置仅包括检测头，检测装置通过检测头铰接在第三支臂远离铰接端的一端。
55.本实用新型tbm刀具检测机器人的实施例4：
56.本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，所有铰轴的轴线均沿竖直方向延伸，在折叠式机械臂处于折叠状态时，第一支臂4、第二支臂5以及第三支臂6由下向上依次布置。本实施例中，所有铰轴的轴线均沿水平方向延伸，在折叠式机械臂处于折叠状态时，第一支臂、第二支臂以及第三支臂沿左右方向依次布置，此时，基座可以设置在竖直的侧壁面上或水平的顶壁面上。
57.本实用新型tbm的实施例，本实施例中的tbm包括盾体和刀盘，盾体内设有人仓通道，人仓通道内设有tbm刀具检测机器人，该tbm刀具检测机器人与上述tbm刀具检测机器人的实施例1至4中任一个所述的结构相同，在此不再赘述。
58.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。