CN106364583B - 磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，用于提高磁吸附爬壁机器人的灵活性，以适于各种工作需求，包括机架，所述机架上设驱动轮与磁吸附单元，所述驱动轮配有电机，所述机架设有安装轴，所述安装轴的外端设有外连接件。本发明为磁吸附爬壁机器人的一个组合模块，利用安装轴将两个或多个该模块进行自由组装，并配以特定的工作部件，就能满足多工况多功能的需求，具有组装方便、灵活度高的优点。

Description

磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及到一种磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块。
背景技术
磁吸附爬壁机器人属于特种机器人，多用于恶劣、危险、极限工况下，在导磁壁面上进行如探测、检修、焊接或打磨等特定作业。目前磁吸附爬壁机器人已在核工业、石化工业、建筑工业、消防部门、造船业等以钢结构为主的生产施工中得到了广泛的应用。
现有爬壁机器人多为整机，载荷乃至功能都是确定的，其灵活性不足，当爬壁机器人上的工作部件发生变化或工况变化，需要爬壁机器人提供更大吸附力或驱动力时，现有的机器人就不能满足要求。
发明内容
为了提高磁吸附爬壁机器人的灵活性，以适于各种工作需求，本发明提供了一种可灵活组装的磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块。
本发明采用的技术方案如下：
一种磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，包括机架，所述机架上设驱动轮与磁吸附单元，所述驱动轮配有电机，所述机架设有安装轴，所述安装轴的外端设有外连接件。
所述机架两端分别设有一号转轴、二号转轴，所述电机安装在机架中部，所述驱动轮安装在一号转轴上，所述二号转轴上固定有一号带轮、二号带轮，所述电机的输出轴与一号带轮之间设一号皮带，所述二号带轮与驱动轮之间设二号皮带。
所述驱动轮安装在一号转轴的两端，所述二号带轮安装在二号转轴的两端，所述二号皮带为宽皮带，所述机架、电机均布置在二号皮带的内侧。
所述驱动轮、一号带轮、二号带轮为齿轮，所述一号皮带与二号皮带对应为同步带。
所述磁吸附单元安装在一号转轴上，磁吸附单元与二号皮带之间设有间隙，所述磁吸附单元包括中间的永磁体，所述永磁体的两个端面为磁极，所述永磁体两个磁极端面紧贴安装有环形的轭铁，所述轭铁的外径大于永磁体的外径。
所述二号皮带包括两侧与驱动轮啮合的同步带部分，以及中间对应磁吸附单元的平皮带部分。
所述一号皮带与二号皮带分别配有可调的一号张紧轮与二号张紧轮。
所述电机为步进电机或伺服电机，并配有谐波减速器。
所述安装轴贯穿机架设置，所述安装轴的两端均设有外连接件。
所述驱动轮的外侧设有支持轮，所述支持轮固定在一号转轴上，所述支持轮的外径大于驱动轮包裹二号皮带后的外径。
本发明的有益效果是：
本发明为磁吸附爬壁机器人的一个组合模块，利用安装轴将两个或多个该模块进行自由组装，并配以特定的工作部件，就能满足多工况多功能的需求，具有组装方便、灵活度高的优点。
附图说明
图1是本发明实施例的剖视图。
图2是本发明实施例的半剖图。
图3是本发明实施例的俯视图。
图4是本发明实施例的正视图。
图5是本发明实施例中A处的放大图。
图6是本发明实施例组合一示意图。
图7是本发明实施例组合二示意图。
图8是本发明实施例组合三示意图。
机架1、驱动轮2、磁吸附单元3、电机4、安装轴5、一号转轴6、二号转轴7、一号带轮8、二号带轮9、一号皮带10、二号皮带11、永磁体12、轭铁13、同步带部分14、平皮带部分15、一号张紧轮16、二号张紧轮17、支持轮18。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，一种磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，包括机架1，所述机架1上设驱动轮2与磁吸附单元3，所述驱动轮2配有电机4，所述机架1设有安装轴5，所述安装轴5的外端设有外连接件。本发明为磁吸附爬壁机器人的一个组合模块，利用安装轴5将两个或多个该模块进行自由组装，并配以特定的工作部件，就能满足多工况多功能的需求，具有组装方便、灵活度高的优点。本实施例为磁吸附爬壁机器人的一个组合模块，利用安装轴将两个或多个该模块进行自由组装，并配以特定的工作部件，就能满足多工况多功能的需求，具有组装方便、灵活度高的优点。如图6、图7、图8所示，为本实施例的不同的组合方式，通过机架1相互间的固定关系，即能组成完整的磁吸附爬壁机器人，用户也可根据自身需求选择其他的组合方式。本实施例中的外连接件可采用法兰、螺纹、卡箍或其他形式连接。
实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，所述机架1两端分别设有一号转轴6、二号转轴7，所述电机4安装在机架1中部，所述驱动轮2安装在一号转轴6上，所述二号转轴7上固定有一号带轮8、二号带轮9，所述电机4的输出轴与一号带轮8之间设一号皮带10，所述二号带轮9与驱动轮2之间设二号皮带11。本实施例结构，电机4设置在机架1的内部，使整个模块的结构更紧凑，性能更稳定。
实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，所述驱动轮2安装在一号转轴6的两端，所述二号带轮9安装在二号转轴7的两端，所述二号皮带11为宽皮带，所述机架1、电机4均布置在二号皮带11的内侧。本实施例的二号皮带11不仅能起到传动、驱动的作用，还能起到保护内部机构、防尘的作用。
实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，所述驱动轮2、一号带轮8、二号带轮9为齿轮，所述一号皮带10与二号皮带11对应为同步带。本实施例的由于没有专门的转向机构，机器人的转向有电机的转速来控制，所以必须保证精确的传动比，所以同步带传动是较好的选择。
实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，所述磁吸附单元3安装在一号转轴6上，磁吸附单元3与二号皮带11之间设有间隙，所述磁吸附单元3包括中间的永磁体12，所述永磁体12的两个端面为磁极，所述永磁体12两个磁极端面紧贴安装有环形的轭铁13，所述轭铁13的外径大于永磁体12的外径。本实施例的磁吸附单元3由中间的永磁体12和两侧的轭铁13组合而成，由于轭铁13的外径大于永磁体12的外径，轭铁13与工作吸附面的距离更近，永磁体12的磁力线会由一侧的轭铁13进入工作吸附面，然后由另一侧轭铁13回到永磁体12而形成回路，极大的增加了永磁体12与工作吸附面的吸附力。
实施例中，如图1、图2、图3、图4、图5所示，所述二号皮带11包括两侧与驱动轮2啮合的同步带部分14，以及中间对应磁吸附单元3的平皮带部分15。本实施例中的二号皮带11为特制的复合皮带，由两侧的同步带部分14和中间的平皮带部分15组成，这种结构使磁吸附单元3与二号皮带11之间的间隙更小，尽可能的提高磁吸附力。
实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，所述一号皮带10与二号皮带11分别配有可调的一号张紧轮16与二号张紧轮17。本实施例的一号张紧轮16与二号张紧轮17用于调节一号皮带10与二号皮带11的松紧，以保证良好的传动效果
实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，所述安装轴5贯穿机架1设置，所述安装轴5的两端均设有外连接件。本实施例的结构，保证机架的两侧都可以用来拼接改一体化模块，增加了灵活性和通用性。
实施例中，如图1、图2、图3、图4所示，所述驱动轮2的外侧设有支持轮18，所述支持轮18固定在一号转轴6上，所述支持轮18的外径大于驱动轮2包裹二号皮带11后的外径。实施例的支持轮18使得二号皮带11不用接触工作吸附面，减少磨损，减少损耗成本。
实施例中的所述电机4为步进电机或伺服电机，并配有谐波减速器，本实施例中，电机4的输出轴与一号带轮8、二号带轮9与驱动轮2一起构成二级带传动减速装置，但是其减速比、变速范围都有限，谐波减速器具有减速比大、精度高、体积小的特点，与二级带传动减速装置相结合，构成完整的减速机构；此外步进电机或伺服电机便于精确调速，也便于实现机器人的转向。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，其特征在于：包括机架（1），所述机架（1）上设驱动轮（2）与磁吸附单元（3），所述驱动轮（2）配有电机（4），所述机架（1）设有安装轴（5），所述安装轴（5）的外端设有外连接件；
所述机架（1）两端分别设有一号转轴（6）、二号转轴（7），所述电机（4）安装在机架（1）中部，所述驱动轮（2）安装在一号转轴（6）上，所述二号转轴（7）上固定有一号带轮（8）、二号带轮（9），所述电机（4）的输出轴与一号带轮（8）之间设一号皮带（10），所述二号带轮（9）与驱动轮（2）之间设二号皮带（11）；
所述驱动轮（2）的直径大于所述一号带轮（8）、二号带轮（9）的直径。
2.根据权利要求1所述的磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，其特征在于：所述驱动轮（2）安装在一号转轴（6）的两端，所述二号带轮（9）安装在二号转轴（7）的两端，所述二号皮带（11）为宽皮带，所述机架（1）、电机（4）均布置在二号皮带（11）的内侧。
3.根据权利要求2所述的磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，其特征在于：所述驱动轮（2）、一号带轮（8）、二号带轮（9）为齿轮，所述一号皮带（10）与二号皮带（11）对应为同步带。
4.根据权利要求3所述的磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，其特征在于：所述磁吸附单元（3）安装在一号转轴（6）上，磁吸附单元（3）与二号皮带（11）之间设有间隙，所述磁吸附单元（3）包括中间的永磁体（12），所述永磁体（12）的两个端面为磁极，所述永磁体（12）两个磁极端面紧贴安装有环形的轭铁（13），所述轭铁（13）的外径大于永磁体（12）的外径。
5.根据权利要求4所述的磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，其特征在于：所述二号皮带（11）包括两侧与驱动轮（2）啮合的同步带部分（14），以及中间对应磁吸附单元（3）的平皮带部分（15）；所述同步带部分（14）的厚度高于平皮带部分（15）的厚度。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，其特征在于：所述一号皮带（10）与二号皮带（11）分别配有可调的一号张紧轮（16）与二号张紧轮（17）。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，其特征在于：所述电机（4）为步进电机或伺服电机，并配有谐波减速器。
8.根据权利要求1所述的磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，其特征在于：所述安装轴（5）贯穿机架（1）设置，所述安装轴（5）的两端均设有外连接件。
9.根据权利要求1所述的磁吸附爬壁机器人的磁吸附与驱动一体化模块，其特征在于：所述驱动轮（2）的外侧设有支持轮（18），所述支持轮（18）固定在一号转轴（6）上，所述支持轮（18）的外径大于驱动轮（2）包裹二号皮带（11）后的外径。
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