CN101092151A - 一种铁基罐体表面爬壁机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁基罐体表面爬壁机器人，具体地说是用两个步进电机分别驱动两条带有永久磁铁的链条履带从而完成在铁基罐体表面前进、后退、转向等动作的铁基罐体表面爬壁机器人。该机器人由减速电机、链轮、链条、球铰、底座等组成。履带是由双排链条改装而成，将具有强吸附能力的永磁铁固定于链条的外链板上，靠磁铁的吸附能力吸附在金属罐体表面。同时，具有履带张紧机构和载荷分散机构，能使机器人较好地吸附在铁基金属罐体表面。机器人底盘与两侧履带之间通过球铰连接成平行四边形机构，可使机器人能在各种铁基罐体表面行走。机器人可通过两个步进电机的不同旋转方向绕中心原地做0°～360°旋转。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能技术，具体地说是用两个步进电机分别驱动两条带有永久磁铁的链条履带从而完成在铁基罐体表面前进、后退、转向等动作的的铁基罐体表面爬壁机器人。
背景技术
在石油提炼工业中，油罐的容积测量是必不可少的，无论是刚生产出的油罐还是使用一段时间后的油罐，必须对容积重新标定。目前，石油和其液态产品均采用光学参比法(GB/T1323512-91)来检测油罐的容积，该方法由人牵引测量仪器沿油罐外壁测量油罐外径，进而推算油罐容积。由于油罐内不允许设置供测量人员使用的走道，故测量人员只好用竹竿把测量标尺沿油罐内壁顶到相应的检测点，利用参比法测量仪，观察置于检测点标尺的刻度并作记录，并沿油罐内壁内圈每隔3m选择一检测点。内圈与内圈相距1m左右(可选择)。油罐的变形程度可通过记录的标尺刻度进行推算，进而推知油罐的容积变化量。但该法测量精度不够高，由存在着较大的测量误差。
发明内容
针对上述现有技术的的不足，本发明提供了一种铁基罐体表面爬壁机器人，能够携带检测标尺，按检测油罐容积需求的运动轨迹移动，并能在相应的检测点停顿，以便检测人员作相应的测量。
本发明是通过以下技术实现的：
一种铁基罐体表面爬壁机器人，该机器人由减速电机、链轮、链条履带、电机固定机构、联轴器、涨紧轮、涨紧轮轴、链轮支架、链轮涨紧小轴、球铰、轴套组成。链轮支架A、链轮支架B与链轮支架C焊接在一起构成履带轮架，减速电机经电机固定机构用沉头螺钉固定在链轮支架B上，其输出轴经联轴器、驱动轮轴驱动链轮，链轮经链轮轴、轴承、轴套安装在履带轮架上，两个链轮用链条连接，涨紧机架、履带轮架用涨紧小轴销接，涨紧轮板两端分别用销连接涨紧机架、刚性导杆，两涨紧轮板用弹簧连接，涨紧轮经涨紧轮轴安装在刚性导杆上，永磁体用链条销固定在链条的外链板间。两组履带经球铰与底盘相连。
铁基罐体表面爬壁机器人是靠两条履带吸附在铁基罐体表面的，履带是由链条改装而成，两条链条组成一条履带，将具有强吸附能力的磁铁固定于链条组成的履带上，靠磁铁的吸附能力吸附在金属罐体表面。同时，具有履带张紧机构和载荷分散机构，能使机器人较好地吸附在铁基金属罐体表面。机器人底盘与两侧履带之间通过球铰连接成平行四边形机构，可使机器人能在各种铁基罐体表面行走。机器人可通过两个步进电机的不同旋转方向绕中心原地做0°～360°旋转。本发明具有结构简单、操作方便、测量精度高、误差小等优点。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为图1的左视图，
图3为载荷分散机构示意图。
其中，1、减速电机，2、电机固定机构，3、联轴器，4、链轮，5、轴承，6、沉头螺钉，7、涨紧轮，8、涨紧轮轴，9、涨紧机构，10、链轮支架C，11、底盘，12、涨紧小轴，13、链轮支架A，14、沉头螺钉，15、链轮支架B，16、球铰，17、轴套，18、链轮轴，19、链条，20、涨紧机架，21、弹簧，22、涨紧轮板，23、销，24、驱动轮轴，25、永磁体，26、刚性导杆，27、弹性机构，28、机架。
具体实施方式
实施例：如图1、图2和图3所示，包括减速电机1、链轮4、链条履带、电机固定机构2、联轴器3、涨紧轮7、涨紧轮轴8、链轮支架C10、涨紧小轴12、球铰16、轴套17组成。链轮支架A13、链轮支架B15与链轮支架C10用沉头螺钉14连接在一起构成履带机架28，减速电机1经电机固定机构2用沉头螺钉6固定在链轮支架B15上，其输出轴经联轴器3、驱动轮轴24驱动链轮4，链轮4经链轮轴18、轴承5、轴套17安装在履带轮架上，两个链轮4用链条19连接。涨紧机构9是由涨紧机架20、涨紧小轴12、涨紧轮板22、销23、刚性导杆26、弹簧21、涨紧轮7、涨紧轮轴8组成，并经弹性机构27连接在机架28上。涨紧机架20、履带轮架用涨紧小轴12销接，涨紧轮板22两端分别用销23连接涨紧机架20、刚性导杆26，两涨紧轮板22用弹簧21连接，涨紧轮7经涨紧轮轴8安装在刚性导杆26上，永磁体25用链条销固定在链条的外链板间。两组履带经球铰16与底盘11相连。
带有永磁体的链条履带将机器人吸附在铁基罐体表面上，当驱动履带的两个步进电机以相同的速度顺时针旋转时，由于吸附在铁基罐体上的磁铁数目大于将要脱离吸附的磁铁数目，故在步进电机的驱动力下，迫使履带后侧的永磁体脱离罐体，机器人向前直线运动；同理，当两个步进电机以相同的速度逆时针旋转时，机器人向后直线运动；当两个步进电机以不同的速度旋转，或者一个步进电机顺时针旋转，另一个步进电机逆时针旋转时，机器人就能够完成转向动作。当机器人行驶到高低不平的罐体上(例如焊缝、凸起附近)时，机器人的底盘与两侧履带之间通过球铰连接成平行四边形机构，就能保证机器人的履带较为完全地吸附在罐体表面上。
Claims (2)
1.一种铁基罐体表面爬壁机器人，包括减速电机、链轮、链条履带，其特征在于：还包括电机固定机构、联轴器、涨紧轮、涨紧轮轴、链轮支架、链轮涨紧小轴、球铰、轴套，链轮支架A、链轮支架B与链轮支架C焊接在一起构成履带轮架，减速电机经电机固定机构通过沉头螺钉固定在链轮支架B上，其输出轴经联轴器、驱动轮轴驱动链轮，链轮经链轮轴、轴承、轴套安装在履带轮架上，两个链轮通过链条连接，涨紧机架、履带轮架通鼓涨紧小轴销接，涨紧轮板两端分别通过销连接涨紧机架、刚性导杆，两涨紧轮板通过弹簧连接，涨紧轮经涨紧轮轴安装在刚性导杆上，永磁体通过链条销固定在链条的外链板间，两组履带经球铰与底盘相连。
2.根据权利要求书1所述的铁基罐体表面爬壁机器人，其特征在于，所述的履带驱动采用后轮驱动的方式。
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