CN104827377A - 一种壁面打磨爬壁机器人的打磨装置 - Google Patents

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叶宇峰
梁利华
潘柏松
张晋
魏凯
钟丰平
夏立
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Zhejiang University of Technology ZJUT
Zhejiang Special Equipment Inspection and Research Institute
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Zhejiang University of Technology ZJUT
Zhejiang Special Equipment Inspection and Research Institute
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    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

一种壁面打磨爬壁机器人的打磨装置，包括打磨头，打磨电机与机架连接，在打磨电机上方固定有升降电机，升降电机与螺杆通过同步带连接，螺杆与滑块螺纹连接，滑块与打磨升降板固定连接；打磨电机的输出端通过键槽结构与打磨头、打磨升降板连接，同时在打磨头上连接有减震弹簧。打磨头由打磨电机通过花键配合进行旋转驱动，打磨头的升降由升降电机通过螺杆、滑块驱动，同时减震结构能使打磨头在接触到壁面的突起部位时，沿导棒方向进行小幅度的上下伸缩实现避震的目的。

Description

一种壁面打磨爬壁机器人的打磨装置
技术领域
本专利涉及一种打磨装置，特别涉及一种壁面打磨爬壁机器人的打磨装置。
背景技术
爬壁机器人作为特种机器人的一种，用来代替人工无法在恶劣，危险，极端条件下的作业。在磁基壁面上进行特种作业如检测、打磨、抛光、焊接等一系列自动化的任务，具有高效，安全等特点得到了越来越多的关注。
大型压力容焊缝的磁粉无损检测前，在待检测表面需形状规则，上面不得含有油渍、铁锈、氧化皮或其他粘附磁粉的物质，否则必须经过打磨去除。
壁面打磨爬壁机器人的打磨装置，因为固定在机器人上，所以针对这种工作条件，要求有减震、升降等功能。而现有技术未有将打磨装置应用在爬壁机器人上。
现阶段都是通过人工手持工具进行打磨，效率低下，而且需要在罐体外搭建脚手架，所以对施工人员的人身安全造成了隐患。
发明内容
为解决现有技术手动打磨效率低下的问题，提供一种壁面打磨爬壁机器人的打磨装置，这种打磨装置设计合理、自动化程度高、效率高。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种壁面打磨爬壁机器人的打磨装置，包括打磨头，打磨电机与机架连接，在打磨电机上方固定有升降电机，升降电机与螺杆通过同步带连接，螺杆穿过机架且下端通过螺纹与滑块连接，滑块与打磨升降板固定连接；打磨升降板开设通孔，打磨电机的输出轴穿过该通孔；打磨电机的输出端设有内花键，一外花键与该内花键通过键槽结构配合，在外花键外侧与轴承固定连接，轴承座安装在打磨减震板上，外花键的下输出端与打磨头固定连接；打磨升降板上设有通孔，导棒穿过打磨升降板上的通孔，导棒一端固定在打磨减震板上，另一端设有挡片，导棒位于打磨升降板与打磨减震板的外侧套装有减震弹簧。
上述的一种壁面打磨爬壁机器人的打磨装置，打磨电机上方与横梁板固定连接，横梁板上方固定U型板，U型板与升降电机固定连接，横梁板上平行于螺杆固定有导向棒；打磨电机通过打磨电机座与机架固定连接，打磨电机座上设有通孔，螺杆与导向棒分别与轴承固定连接，轴承座固定于打磨电机座上；在打磨升降板上设有通孔，导向棒的末端穿过该通孔。
打磨头由打磨电机通过花键配合进行旋转驱动，打磨头的升降由升降电机通过螺杆、滑块带动，同时打磨头沿花键的方向进行上、下升降，打磨头在打磨壁面时，由于壁面可能不平整，当打磨头接触到突起部位时，打磨头通过减震弹簧沿花键的方向进行小幅度的上下伸缩实现避震的目的。
相较于手动打磨，本发明打磨装置更为高效。
附图说明
图1  为本发明整体结构示意图。
图2  为本发明打磨电机与机架的安装结构示意图。
图3  为本发明打磨装置的结构示意图。
图4  为本发明的打磨电机与打磨头的花键连接结构示意图。
图5  为本发明打磨头减震结构示意图。
图中标记为：41爬壁机器人的机架，42横梁板，43升降电机，44打磨头，45升降板，46打磨电机，47打磨电机座，48螺杆，49导向棒，50同步带，51螺杆安装在打磨电机座上的轴承，52与螺杆通过螺纹配合的滑块，53打磨电机输出端，54减震弹簧，55导棒，56减震板，57固定升降电机用的U型板，61与打磨电机配合的上联轴器，62内设花键的下联轴器，63外花键，64轴承，65挡片。
具体实施方式
参照附图，一种壁面打磨爬壁机器人的打磨装置，打磨电机46通过打磨电机座47与机架41连接，打磨电机上方与横梁板42固定连接，横梁板上方固定U型板57，升降电机43固定在U型板上。
升降电机与螺杆48通过同步带50连接，螺杆穿过打磨电机座，且下端通过螺纹与滑块52连接，滑块固定在打磨升降板上；平行于螺杆固定有导向棒49，导向棒一端固定在横梁板上，依次穿过打磨电机座及打磨升降板的通孔。
螺杆与导向棒分别与轴承51固定连接，轴承座固定于打磨电机座上。
打磨升降板中央开设通孔，打磨电机的输出轴穿过该通孔；打磨电机的输出端的下联轴器62内设内花键，一外花键63与该内花键通过键槽结构配合，在外花键外侧与轴承64固定连接，轴承座安装在打磨减震板56上，外花键的下输出端与打磨头44固定连接；打磨升降板上设有通孔，导棒55穿过打磨升降板上的通孔，导棒一端固定在打磨减震板上，导棒穿过打磨升降板的外端设有挡片65，导棒位于打磨升降板与打磨减震板的外侧套装有减震弹簧54。
升降电机通过同步带驱动螺杆旋转，螺杆与滑块是通过螺纹配合连接，螺杆带动滑块在竖向上移动，而滑块是固定在打磨升降板上的，所以打磨升降板沿螺杆的竖向进行升降；同时由于打磨电机的输出轴采用花键结构，使得外花键能够沿竖向移动，从而打磨升降板的上下移动，可以带动连接在外花键上的打磨头上下移动。
当打磨爬壁机器人移动到需要打磨的位置，升降电机驱动螺杆旋转，螺杆带动打磨升降板向下运动，打磨升降板带动与之连接的打磨减震板向下移动，打磨减震板带动外花键向下移动，最终带动打磨头向下移动靠近壁面，此时打磨电机转动，带动打磨头旋转对壁面进行打磨。
当壁面有突起时，打磨头向上沿导棒位置进行小幅度的移动，起到减震效果。
打磨完毕，升降电机通过螺杆转动带动打磨升降板向上运动，进而带动打磨减震板向上移动，最终使得打磨头向上移动离开壁面。

Claims (2)

1.一种壁面打磨爬壁机器人的打磨装置，包括打磨头，其特征在于打磨电机与机架连接，在打磨电机上方固定有升降电机，升降电机与螺杆通过同步带连接，螺杆穿过机架且下端通过螺纹与滑块连接，滑块与打磨升降板固定连接；打磨升降板开设通孔，打磨电机的输出轴穿过该通孔；打磨电机的输出端设有内花键，一外花键与该内花键通过键槽结构配合，在外花键外侧与轴承固定连接，轴承座安装在打磨减震板上，外花键的下输出端与打磨头固定连接；打磨升降板上设有通孔，导棒穿过打磨升降板上的通孔，导棒一端固定在打磨减震板上，另一端设有挡片，导棒位于打磨升降板与打磨减震板的外侧套装有减震弹簧。
2.如权利要求1所述的一种壁面打磨爬壁机器人的打磨装置，其特征在于打磨电机上方与横梁板固定连接，横梁板上方固定U型板，U型板与升降电机固定连接，横梁板上平行于螺杆固定有导向棒；打磨电机通过打磨电机座与机架固定连接，打磨电机座上设有通孔，螺杆与导向棒分别与轴承固定连接，轴承座固定于打磨电机座上；在打磨升降板上设有通孔，导向棒的末端穿过该通孔。
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