一种空调安装钻孔机器人

本发明涉及一种安装自动钻孔机器人，特别公开了一种空调安装钻孔机器人，属 于自动化设备技术领域。

在广大的农村地区，许多自建房在建造时没有预留分体式空调内机和外机连线所 用的穿线孔，一般空调内机安装在室内墙壁上，空调外机安装在室外墙壁上，因此需要在墙 壁合适的位置进行钻孔，以用于空调内机和空调外机连线以及排水管穿插安装。现在一般 采取的措施为人工使用登高梯用钻孔器进行钻孔，由于高度较高，且钻孔的孔径较大，操作 者需要使用较大的力气才能将墙壁钻穿，钻孔器使用过程中还需要不停地向钻头处加水冷 却，危险系数较高，并且人工操作对安装孔的位置也比较难以把握，因此需要一种灵活调整 钻孔高度以及角度的自动化设备进行农村自建房空调安装孔的加工。

针对上述问题，本发明提供了一种空调安装钻孔机器人，本发明从自建房墙壁硬 度较大，且钻孔的孔径也较大的角度出发，改变现有钻孔方式，从传统的圆柱体形状钻孔变 为圆锥形多次钻孔，以减小钻孔阻力，提高成功率，同时本发明设置有多个方位的调整装 置，可以灵活调整钻孔高度和角度，满足不同安装位置的需求。

本发明所使用的技术方案是：一种空调安装钻孔机器人，包括底座、四根立柱、四 个固定电缸和四个固定座、升降板和升降电缸、工作平台、水平滑轨和水平齿条、驱动滑块、 驱动横移电机和驱动旋转电机、驱动横移齿轮和驱动旋转齿轮、辅助滑块、辅助横移电机和 辅助旋转电机、辅助横移齿轮和辅助旋转齿轮、工作滑块、工作横移电机和工作旋转电机、 工作横移齿轮和工作旋转齿轮、工作盒和辅助盒、推进电缸、推进滑轨和推进滑块、钻孔电 机、过渡管、角度调整电缸、调整头、两个钻孔刀片、两个卡紧调整电缸和两个卡紧调整架、 两个卡紧调整环、调整安装架，所述的底座两侧四个角位置分别安装有一个行走轮，底座两 侧分别对称设置有两个固定电缸，每个固定电缸的活塞杆竖直向下，活塞杆端部分别安装 有固定座；底座上部四个角位置分别竖直安装有一根立柱，所述的工作平台上下滑动安装 在四根立柱上；所述的升降板安装在底座上部中央位置，所述的升降电缸的缸体底部安装 在升降板上，升降电缸的活塞杆端部与工作平台下部中央位置相连接，升降电缸驱动升降 板在四根立柱上滑动；所述的水平滑轨安装在工作平台上部，水平滑轨的长度方向与底座 的长度方向相互平行；所述的水平齿条安装在工作平台上部，并与水平滑轨相互平行；

所述的驱动滑块、辅助滑块、工作滑块均滑动安装在水平滑轨上，驱动滑块位于辅助滑 块和工作滑块中间位置；驱动滑块侧面固定安装有驱动横移电机，所述的驱动横移电机主 轴上同轴安装有驱动横移齿轮，所述的驱动横移齿轮与水平齿条相互啮合；驱动滑块上部 还安装有驱动旋转电机，驱动旋转电机主轴竖直向上，驱动滑块上部还安装有驱动旋转架， 所述的驱动旋转齿轮转动安装在驱动旋转架上，并与驱动旋转电机同轴相连接。

所述的工作滑块侧面固定安装有工作横移电机，所述的工作横移电机主轴上同轴 安装有工作横移齿轮，所述的工作横移齿轮与水平齿条相互啮合；工作滑块上部还安装有 工作旋转电机，工作旋转电机主轴竖直向上，所述的工作旋转齿轮同轴安装在工作旋转电 机主轴上；工作旋转齿轮上部安装有工作盒，所述的工作盒一侧为半圆形，半圆形的对侧为 直边，半圆形和直边中间为圆柱体凹槽，凹槽上部设置有工作盒盖，半圆形和直边两侧分别 设置有一个通孔，并与圆柱体凹槽相通，两个通孔的轴线相互重合；半圆形一侧的外部设置 有推进电缸安装台，所述的推进电缸的缸体安装在推进电缸安装台上，推进电缸的活塞杆 伸进圆柱体凹槽中，活塞杆轴线与半圆形一侧的通孔轴线相互重合；所述的推进滑轨安装 在圆柱体凹槽中，推进滑轨的长度方向与推进电缸活塞杆的轴线方向相互平行，所述的推 进滑块滑动安装在推进滑轨上，并与推进电缸的活塞杆端部相连接；所述的钻孔电机安装 在推进滑块的一侧，钻孔电机主轴的轴线与工作盒直边一侧的通孔轴线相互重合，钻孔电 机主轴上同轴安装有过渡管，并穿出工作盒直边一侧的通孔，所述的过渡管内部安装有角 度调整电缸，所述的角度调整电缸的活塞杆轴线与过渡管的轴线相互重合；所述的调整头 一半为圆柱体，另一半为锥面，调整头上圆柱体一端与角度调整电缸的活塞杆端部相连接， 调整头的轴线方向与角度调整电缸的活塞杆轴线相互重合；过渡管端部对称铰接安装有两 个钻孔刀片，钻孔刀片的断截面为扇形的一部分；过渡管位于工作盒外部的一段上安装有 调整安装架，所述的调整安装架的对称的两个侧面分别安装有一个卡紧电缸，每个卡紧电 缸的活塞杆端部安装有一个卡紧调整架，每个卡紧调整架的端部安装有一个卡紧调整环， 所述的卡紧调整环位于钻孔刀片外侧。

所述的辅助滑块侧面固定安装有辅助横移电机，所述的辅助横移电机主轴上同轴 安装有辅助横移齿轮，所述的辅助横移齿轮与水平齿条相互啮合；辅助滑块上部还安装有 辅助旋转电机，辅助旋转电机的主轴竖直向上，所述的辅助旋转齿轮同轴安装在辅助旋转 电机主轴上；辅助旋转齿轮上部安装有辅助盒，所述的辅助盒为无盖圆柱体结构，辅助盒中 央位置设置有辅助盒挡板，所述的辅助盒挡板将辅助盒一分为二，一半为废料区，另一半为 存水区，所述的存水区中设置有水泵，并通过水管通至辅助盒外部。

进一步的，所述的水平滑轨两端设置有滑轨挡板。

进一步的，所述的驱动旋转齿轮、工作旋转齿轮、辅助旋转齿轮的模数相同，并位 于同一高度。

进一步的，所述的调整头上圆柱体的圆柱体部分直径与钻孔刀片的内径相同。

本发明的有益效果：本发明通过设置调整头以及两个扇形钻孔刀片，改变了传统 钻孔方式，为高强度墙壁大孔径钻孔提供了新的工作模式，通过改变钻孔角度，采用有锥度 多次钻孔的方法有效减少了钻孔阻力；同时本发明设置有多个维度的调整装置，可以实现 钻孔高度和钻孔角度的灵活调整，满足不同位置的钻孔需求，替代人工高空作业，减少危险 的发生。

图1为本发明的整体装配立体结构示意图。

图2为本发明的另一角度整体装配立体结构示意图。

图3为本发明的另一角度整体装配立体结构示意图。

图4为本发明隐藏工作盒盖后的装配立体结构示意图。

图5为本发明中部分零件的装配立体结构示意图。

图6为本发明中部分零件的装配立体结构示意图。

图7为本发明中部分零件的装配立体结构示意图。

图8为本发明中调整头的立体结构示意图。

图9为本发明中钻头刀片的立体结构示意图。

图10为本发明中部分零件的装配立体结构示意图。

图11为本发明中部分零件的装配立体结构示意图。

附图标号：1-底座、2-升降板、3-升降电缸、4-行走轮、5-固定电缸、6-固定座、7-立 柱、8-水平滑轨、9-水平齿条、10-辅助滑块、11-辅助横移电机、12-辅助横移齿轮、13-辅助 旋转电机、14-辅助盒、15-驱动滑块、16-驱动横移电机、17-驱动横移齿轮、18-驱动旋转电 机、19-驱动旋转齿轮、20-工作滑块、21-工作横移电机、22-工作横移齿轮、23-水泵、24-推 进电缸、25-工作旋转电机；26-工作盒；27-推进电缸安装台；28-工作盒盖；29-工作平台； 30-滑轨挡板；31-辅助旋转齿轮；32-工作旋转齿轮；33-驱动旋转架；34-水管；35-过渡管； 36-调整头；37-钻孔刀片；38-卡紧调整电缸；39-调整安装架；40-卡紧调整架；41-推进滑 块；42-推进滑轨；43-钻孔电机；44-角度调整电缸；45-卡紧调整环。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例如图1至图11所示的一种空调安装钻孔机器人，底座1两侧四个角位置分别 安装有一个行走轮4，底座1两侧分别对称设置有两个固定电缸5，每个固定电缸5的活塞杆 竖直向下，活塞杆端部分别安装有固定座6。底座1上部四个角位置分别竖直安装有一根立 柱7，工作平台29上下滑动安装在四根立柱7上。升降板2安装在底座1上部中央位置，升降电 缸3的缸体底部安装在升降板2上，升降电缸3的活塞杆端部与工作平台29下部中央位置相 连接，升降电缸3驱动升降板2在四根立柱7上滑动。水平滑轨8安装在工作平台29上部，水平 滑轨8的长度方向与底座1的长度方向相互平行。水平齿条9安装在工作平台29上部，并与水 平滑轨8相互平行。

驱动滑块15、辅助滑块10、工作滑块20均滑动安装在水平滑轨8上，驱动滑块15位 于辅助滑块10和工作滑块20中间位置。驱动滑块15侧面固定安装有驱动横移电机16，驱动 横移电机16主轴上同轴安装有驱动横移齿轮17，驱动横移齿轮17与水平齿条9相互啮合。驱 动滑块15上部还安装有驱动旋转电机18，驱动旋转电机18主轴竖直向上，驱动滑块15上部 还安装有驱动旋转架33，驱动旋转齿轮19转动安装在驱动旋转架33上，并与驱动旋转电机 18同轴相连接。

工作滑块20侧面固定安装有工作横移电机21，工作横移电机21主轴上同轴安装有 工作横移齿轮22，工作横移齿轮22与水平齿条9相互啮合。工作滑块20上部还安装有工作旋 转电机25，工作旋转电机25主轴竖直向上，工作旋转齿轮32同轴安装在工作旋转电机25主 轴上。工作旋转齿轮32上部安装有工作盒26，工作盒26一侧为半圆形，半圆形的对侧为直 边，半圆形和直边中间为圆柱体凹槽，凹槽上部设置有工作盒盖28，半圆形和直边两侧分别 设置有一个通孔，并与圆柱体凹槽相通，两个通孔的轴线相互重合。半圆形一侧的外部设置 有推进电缸安装台27，推进电缸24的缸体安装在推进电缸安装台27上，推进电缸24的活塞 杆伸进圆柱体凹槽中，活塞杆轴线与半圆形一侧的通孔轴线相互重合。推进滑轨42安装在 圆柱体凹槽中，推进滑轨42的长度方向与推进电缸24活塞杆的轴线方向相互平行，推进滑 块41滑动安装在推进滑轨42上，并与推进电缸24的活塞杆端部相连接。钻孔电机43安装在 推进滑块41的一侧，钻孔电机43主轴的轴线与工作盒26直边一侧的通孔轴线相互重合，钻 孔电机43主轴上同轴安装有过渡管35，并穿出工作盒26直边一侧的通孔，过渡管35内部安 装有角度调整电缸44，角度调整电缸44的活塞杆轴线与过渡管35的轴线相互重合。调整头 36一半为圆柱体，另一半为锥面，调整头36上圆柱体一端与角度调整电缸44的活塞杆端部 相连接，调整头36的轴线方向与角度调整电缸44的活塞杆轴线相互重合。过渡管35端部对 称铰接安装有两个钻孔刀片37，钻孔刀片37的断截面为扇形的一部分。过渡管35位于工作 盒26外部的一段上安装有调整安装架39，调整安装架39的对称的两个侧面分别安装有一个 卡紧电缸，每个卡紧电缸的活塞杆端部安装有一个卡紧调整架40，每个卡紧调整架40的端 部安装有一个卡紧调整环45，卡紧调整环45位于钻孔刀片37外侧。

辅助滑块10侧面固定安装有辅助横移电机11，辅助横移电机11主轴上同轴安装有 辅助横移齿轮12，辅助横移齿轮12与水平齿条9相互啮合。辅助滑块10上部还安装有辅助旋 转电机13，辅助旋转电机13的主轴竖直向上，辅助旋转齿轮31同轴安装在辅助旋转电机13 主轴上。辅助旋转齿轮31上部安装有辅助盒14，辅助盒14为无盖圆柱体结构，辅助盒14中央 位置设置有辅助盒14挡板，辅助盒14挡板将辅助盒14一分为二，一半为废料区，另一半为存 水区，存水区中设置有水泵23，并通过水管34通至辅助盒14外部。

水平滑轨8两端设置有滑轨挡板30。驱动旋转齿轮19、工作旋转齿轮32、辅助旋转 齿轮31的模数相同，并位于同一高度。调整头36上圆柱体的圆柱体部分直径与钻孔刀片37 的内径相同。

本发明工作原理：本发明在使用时，首先将本发明通过行走轮移动至自建房需要 安装打孔的墙壁外侧，根据安装需要，通过升降电缸3调整工作台29到合适的高度，然后通 过驱动横移电机16，使驱动横移齿轮17在水平齿条9上向靠近工作滑块20的方向移动，并最 终使驱动旋转齿轮19与工作旋转齿轮32相互啮合，通过启动驱动旋转齿轮19带动工作旋转 齿轮32旋转，从而使工作盒26实现360度旋转，可以自由调整钻孔的角度，传统的人工钻孔 对钻孔的角度很难把握；根据钻孔墙壁的硬度，通过控制角度调整电缸44活塞杆向前伸出 调整头36的距离可以控制两个钻孔刀片37的张开角度，角度调整电缸44由安装在过渡管中 的电池提供动力；当两个钻孔刀片37的张开角度较小时，钻孔阻力较小，当两个钻孔刀片37 的张开角度较大时，钻孔阻力较大；当调整头36前半段的锥面与两个钻孔刀片37内侧相接 触时，此时两个钻孔刀片37钻出的孔为锥形面，当调整头36后半段的圆柱体与两个钻孔刀 片37相接触时，此时两个钻孔刀片37钻出的孔为完整的圆柱体；两个卡紧调整电缸38可以 根据调整头36伸出距离导致的两个钻孔刀片37张开角度不同，来调整卡紧调整架40距离钻 孔刀片37的距离，即调整卡紧调整环45距离钻孔刀片37的距离，并保证两个卡紧调整环45 始终与两个钻孔刀片37相接触，这样在调整头36和卡紧调整环45的作用下，两个钻孔刀片 37便可以固定调整好的钻孔角度进行钻孔；钻孔电机43驱动过渡管35旋转进行钻孔动作， 推进电缸24驱动推进滑块41沿推进滑轨42移动，从而调整钻孔的深度，与钻孔电机43相互 配合，最终实现钻孔动作；当两个钻孔刀片37需要加水冷却时，可以暂时停止钻孔，驱动旋 转齿轮19与工作旋转齿轮31脱离啮合，同时辅助滑块10通过辅助横移电机11向驱动滑块15 的方向移动，并使辅助旋转齿轮31与驱动旋转齿轮19相互啮合，从而通过驱动旋转齿轮19 调整辅助盒14的位置，将辅助盒14中存水区上的水管34出水口对准两个钻孔刀片37，并通 过水泵23进行喷水冷却处理；当两个钻孔刀片37将墙壁的一部分钻下后，钻下的废料夹持 在两个钻孔刀片37之间，此时可以通过调整角度，将两个钻孔刀片37对准辅助盒14中的废 料区，并通过调整头36向前伸出，将废料卸至辅助盒14中的废料区中。