CN104443098B - 磁吸附爬壁机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机器人，具体涉及一种爬壁机器人。磁吸附爬壁机器人，其技术方案在于，分体式箱体的两侧均安装有上摆压带机构以及下摆压带机构，其中，上摆压带机构通过其压垫与分体式箱体连接，下摆压带机构通过其调整套安装在上摆压带机构的转轴上；履带轮安装在摆杆上，履带包裹在履带轮上，张紧轮张紧履带的上端，压带轮压紧履带的下端；电机的输出轴与履带轮连接。本发明可以克服机器人运动时其吸附单元与壁面之间的间隙，用以代替人工对小半径圆锥或圆柱壁面进行检测、维护。

Description

磁吸附爬壁机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人，具体涉及一种爬壁机器人。
背景技术
工业领域随处都可以看见圆锥形或圆柱形的铁罐，很多这类铁罐的半径往往很小，但是又需要经常进行清洗、检测和维护。对这些铁罐的清洗、检测工作至今仍采用传统的人工方法，人工方法存在着劳动强度大、周期长、效率低下、安全性差等问题。随着我国产业结构升级转型，人工操作已经不符合社会、环境的发展要求，需要寻找更好的方法以替代人工作业。近年来，爬壁机器人受到越来越多研究部门和生产企业的关注，寄希望于用智能化的爬壁机器人代替人工作业。而如今研究的爬壁机器人多集中于平面或半径比较大的圆锥或圆柱壁面，尚不能克服壁面半径较小而带来的问题。
当机器人在小半径圆锥壁面上运动时，如果机器人的身体为刚性，则机器人吸附单元与壁面之间就会产生较大的间隙。设机器人的长、宽、高分别为800mm、300mm和200mm，当机器人在直径2m的壁面上运动时，则机器人吸附单元与壁面之间的间隙同机器人转过角度之间的关系如同一条抛物线，参见附图1，当机器人转角为45°时，吸附单元与壁面间的间隙达到最大，较大的间隙会造成机器人吸附单元的吸附力急剧降低，从而使机器人从壁面上脱落。
机器人吸附单元与壁面间的间隙与壁面的半径紧密相关。半径越小，吸附单元与壁面间的间隙越大。它们之间的关系如附图2所示，吸附单元与壁面之间的间隙和壁面直径之间的关系是一种指数型的关系，壁面直径越小，间隙的变化越大。
发明内容
本发明的目的是：为克服机器人运动时其吸附单元与壁面之间的间隙，本发明提供一种磁吸附爬壁机器人。
本发明的技术方案是：磁吸附爬壁机器人，它包括：电机、履带轮、履带、分体式箱体、上摆压带机构以及下摆压带机构；
分体式箱体包括：通过箱体转轴连接的左箱体、右箱体；
上摆压带机构包括：摆杆、转轴、压垫、调整垫、转轴套、张紧轮轴以及张紧轮；压垫为长条结构，其两端分别安装有两个转轴；每个转轴上设有转轴套；摆杆的数量为两个，分别通过调整垫与一个转轴套连接；两个摆杆的相邻端处设有张紧轮轴，张紧轮安装在张紧轮轴上；
下摆压带机构包括：连接板、调整套、压带铰座、压带轮架以及压带轮；压带铰座安装在连接板的底部中心，设有压带轮轴的压带轮架与压带铰座固定连接，压带轮套接于压带轮轴；
整体连接关系为：分体式箱体的两侧均安装有上摆压带机构以及下摆压带机构，其中，上摆压带机构通过其压垫与分体式箱体的左箱体、右箱体的外侧壁连接，下摆压带机构通过其调整套安装在上摆压带机构的转轴上；履带轮安装在摆杆上，履带包裹在履带轮上，张紧轮张紧履带的上端，压带轮压紧履带的下端；电机的输出轴与履带轮连接。
有益效果：(1)本发明可以克服机器人运动时其吸附单元与壁面之间的间隙，用以代替人工对小半径圆锥或圆柱壁面进行检测、维护；
(2)当机器人行走在异形壁面上时，若机器人的履带轮紧密贴合壁面，则上摆压带机构就会产生转动。上摆压带机构中的张紧轮会结合履带轮使履带与壁面紧密贴合。同时上摆压带机构的运动会引起下摆运动机构的运动，下摆压带机构中的压带轮会压紧履带，使履带与壁面伺服贴合，且压紧履带。一排履带中有两个摆杆，它们的运动方式可以不同，从而增强了机器人对壁面的适应性。
附图说明
图1为背景技术中所述的机器人吸附单元与壁面之间的间隙同机器人转过角度之间的关系图；
图2为背景技术中所述的当机器人转角为45°时，机器人吸附单元与壁面间的间隙与壁面半径之间的关系图；
图3为本发明的结构示意图；
图4为本发明中履带的结构示意图；
图5为本发明中上摆压带机构的结构示意图；
图6是本发明中下摆压带机构结构示意图；
其中，1-电机，2-履带轮，3-履带，4-上摆压带机构，5-下摆压带机构，6-箱体，7-箱体加强筋，8-转轴，9-压垫，10-箱体转轴，11-链节连接销，13-磁铁，14-链节，15-摆杆，16-张紧轮轴，17-张紧轮，18-转轴套，19-调整垫，20-调整套，21-压带轮，22-连接板，23-压带铰座，24-压带轮架，25-压带轮轴。
具体实施方式
参见附图3，磁吸附爬壁机器人，它包括：电机1、履带轮2、履带3、分体式箱体6、上摆压带机构4以及下摆压带机构5；
分体式箱体6包括：通过箱体转轴10连接的左箱体、右箱体；分体式箱体6内设有箱体加强筋7以加强机器人；
参见附图4，履带3包括：磁铁13以及链节14；链节14通过链节连接销11相互连接，磁铁13固接在链节14的安装孔中；
参见附图5，上摆压带机构4包括：摆杆15、转轴8、压垫9、调整垫19、转轴套18、张紧轮轴16以及张紧轮17；压垫9为长条结构，其两端分别安装有两个转轴8；每个转轴8上设有转轴套18；摆杆15的数量为两个，分别通过调整垫19与一个转轴套18连接；两个摆杆15的相邻端处设有张紧轮轴16，张紧轮17安装在张紧轮轴16上；
参见附图6，下摆压带机构5包括：连接板22、调整套20、压带铰座23、压带轮架24以及压带轮21；压带铰座23安装在连接板22的底部中心，设有压带轮轴25的压带轮架24与压带铰座23固定连接，压带轮21套接于压带轮轴25；
整体连接关系为：分体式箱体6的两侧均安装有上摆压带机构4以及下摆压带机构5，其中，上摆压带机构4通过其压垫9与分体式箱体6的左箱体、右箱体的外侧壁连接，下摆压带机构5通过其调整套20安装在上摆压带机构4的转轴8上；履带轮2安装在摆杆15上，履带3包裹在履带轮2上，张紧轮17张紧履带3的上端，压带轮21压紧履带3的下端；电机1的输出轴与履带轮2连接。

Claims (3)

1.磁吸附爬壁机器人，它包括：电机(1)、履带轮(2)、履带(3)和分体式箱体(6)，所述分体式箱体(6)包括：通过箱体转轴(10)连接的左箱体、右箱体；
其特征在于，它还包括：上摆压带机构(4)以及下摆压带机构(5)；
所述上摆压带机构(4)包括：摆杆(15)、转轴(8)、压垫(9)、调整垫(19)、转轴套(18)、张紧轮轴(16)以及张紧轮(17)；所述压垫(9)为长条结构，其两端分别安装有转轴(8)；每个转轴(8)上设有转轴套(18)；所述摆杆(15)的数量为两个，分别通过调整垫(19)与一个转轴套(18)连接；两个所述摆杆(15)的相邻端处设有所述张紧轮轴(16)，所述张紧轮(17)安装在所述张紧轮轴(16)上；
所述下摆压带机构(5)包括：连接板(22)、调整套(20)、压带铰座(23)、压带轮架(24)以及压带轮(21)；所述压带铰座(23)安装在所述连接板(22)的底部中心，设有压带轮轴(25)的所述压带轮架(24)与所述压带铰座(23)固定连接，所述压带轮(21)套接于所述压带轮轴(25)；
整体连接关系为：所述左箱体和右箱体的外侧均安装有所述上摆压带机构(4)以及所述下摆压带机构(5)，且左右两侧的安装形式相同；其中，所述上摆压带机构(4)通过压垫(9)与左箱体的外侧壁连接，所述下摆压带机构(5)通过调整套(20)安装在所述上摆压带机构(4)的转轴(8)上；所述履带轮(2)安装在摆杆(15)上，所述履带(3)包裹在履带轮(2)上，所述张紧轮(17)张紧履带(3)的上端，所述压带轮(21)压紧履带(3)的下端；固接在左箱体上的电机(1)的输出轴与所述履带轮(2)连接。
2.如权利要求1所述的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述履带(3)包括：磁铁(13)以及链节(14)；所述链节(14)通过链节连接销(11)相互连接，所述磁铁(13)固接在所述链节(14)的安装孔中。
3.如权利要求1或2所述的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述分体式箱体(6)内设有箱体加强筋(7)。
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