CN106394714A - 一种吸盘式攀爬机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吸盘式攀爬机器人，属于机器人技术领域。本发明包括底盘、二级齿轮变速机构、传动机构、吸盘式履带攀爬机构、侦查单元；所述二级齿轮变速机构通过传动机构的从动轮轴和主动轮轴安装于底盘上，再通过从动齿轮、主动齿轮与传动机构相连接；传动机构通过主动轮、从动轮与吸盘式履带攀爬机构相啮合，侦查单元安装于底盘两侧的履带之间。本发明采用履带吸盘机构，增大了有效单位吸附面积，可使其吸附可靠；结构简单，设计新颖，构思巧妙，造型独特，功能强大，尺寸较小，可适用于各种危险复杂环境。

Description

一种吸盘式攀爬机器人
技术领域
本发明涉及一种吸盘式攀爬机器人，属于机器人技术领域。
背景技术
随着时代的发展，现代科学技术的的进步，机器人在各个行业越来越多的被人们使用，中国被认为是世界上潜力最大的市场。攀爬机器人是机器人大家族中一颗耀眼的名星，它是能够在垂直陡壁上或者房间內顶上进行作业的机器人，作为一种能够在复杂条件下作业的智能机械装置，越来越受到人们的重视。概括说来现今民用攀爬机器人主要应用于：
（1）建筑行业：用于替代人力对建筑表面或内壁进行喷涂、安装、清洗等作业；
（2）造船工业：用于喷涂船体内外壁和内外壁进行粗检等；
（3）石化工业：用于对立式和球形金属罐的内外壁清洗、除锈、喷漆等；
（4）核工业：用于核放射物质储存罐的检查，粗检等；
由于攀爬机器人具备在特殊环境工作的能力，所以一些小型的、伪装性能好的机器人，可广泛的应用于环境侦查、情报获取、突袭等方面，具备很高的军事应用价值。2004年美军仅有163个地面机器人。2007年则增长到5000个，至少10款智能战争机器人在伊拉克和阿富汗“服役”。而目前，一些国家正在组建机器人部队。一些军队的机器人已开始执行侦察和监视任务。军用机器人机市场预测的权威机构蒂尔集团称未来10年全球研发投入和采购需求将达到940亿美元，这将是一个巨大的市场。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种吸盘式攀爬机器人，在石化工业中大中型管道及容器罐内部的实况检测时，用于解决现有检测机器人结构复杂、空间尺寸大、成本高、且爬行时多为支腿式单点吸附，吸附能力弱，易卡死在管道中的问题。
本发明技术方案是：一种吸盘式攀爬机器人，包括底盘4、二级齿轮变速机构、传动机构、吸盘式履带攀爬机构、侦查单元；所述二级齿轮变速机构通过传动机构的从动轮轴3和主动轮轴15安装于底盘4上，再通过从动齿轮5、主动齿轮13与传动机构相连接；传动机构通过主动轮16、从动轮20与吸盘式履带攀爬机构相啮合，侦查单元安装于底盘4两侧的履带21之间。
所述二级齿轮变速机构包括电机8、电机齿轮9、传动齿轮支架10、变速齿轮轴11、变速齿轮12；在底盘4的上安装传动齿轮支架10，传动齿轮支架10的一端安装变速齿轮轴11；一端的变速齿轮轴11上安装有变速齿轮12；传动齿轮支架10上安装有电机8，电机齿轮9与变速齿轮12相啮合；变速齿轮12与传动机构的主动齿轮13啮合。
所述传动机构包括从动轮轴盖2、从动轮轴3、主动齿轮13、主动轮轴盖14、主动轮轴15、主动轮16、从动轮20；从动轮轴3的两端安装有从动轮20；主动轮轴15的两端均分别安装上主动齿轮13和主动轮16构成主动轮传动机构，主动轮传动机构、从动轮20分别用主动轮轴盖14、从动轮轴盖2分别固定与底盘4的前后两端；
所述吸盘式履带攀爬机构包括吸盘1、承重轮17、履带21、永磁铁5、电磁铁6；永磁铁5置于吸盘1顶端，电磁铁6安装在承重轮17内部，组装好的磁性吸盘1安装于单节履带上；单节履带组装形成一完整的履带21，两条完整的履带安装于机器人的承重轮17、从动轮20和主动轮16上。
所述侦查单元包括单片机7、方向传感器18、摄像头19；两个3600无死角摄像头19安装于底盘4的两侧，单片机7和方向传感器18安装于传动齿轮支架10上。
本发明的工作过程是：首先电机8带动电机齿轮9转动，将动力传递至二级齿轮变速机构。由变速齿轮II12与主动齿轮13中齿轮不同的传动比达到变速的目的。然后将动力由二级齿轮变速机构传递到传动机构中的从动轴3，由从动轴3带动装配在从动轴3上的从动轮20转动，最后将动力传递至吸盘式履带攀爬机构为车体提供前进或后退的动力。其中由吸盘式履带攀爬机构中吸盘1内部的永磁铁5与承重轮17内部的电磁铁6相互作用，为机器人的攀爬墙壁或天花板提供必要的吸附力。最后由置于传动齿轮支架10上的单片机7控制的侦查单元完成侦查任务。车体两侧装有方向传感器和摄像头，方向传感器18和摄像头19用单片机7控制，用于寻向采集图像。
本发明的有益效果是：
1、此机器人采用车体式结构能快速进入管道，克服了杆件式机器人在管道中卡死的问题。在管道中能完全克服弯管、垂直管臂等障碍；在储物罐中能顺利越过交接面处的夹角等并将所采集到信息反馈；；
2、此机器人采用履带式吸盘，增加单位有效面积内的吸盘数目，很大程度上提高了吸附能力，使其吸附可靠；
3、此机器人结构简单，设计新颖，构思巧妙，造型独特，功能强大，成本低、易于控制，尺寸较小，可适用于各种危险复杂环境。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明图1中A部分局部结构示意图。
图1-2中各标号：1-吸盘，2-从动轮轴盖，3-从动轮轴，4-底盘，5-永磁铁，6-电磁铁，7-单片机，8-电机，9-电机齿轮，10-传动齿轮支架，11-变速齿轮轴，12-变速齿轮，13-主动齿轮，14-主动轮轴盖，15-主动轮轴，16-主动轮，17-承重轮，18-方向传感器，19-摄像头，20-从动轮，21-履带。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1-2所示，一种吸盘式攀爬机器人，包括底盘4、二级齿轮变速机构、传动机构、吸盘式履带攀爬机构、侦查单元；所述二级齿轮变速机构通过传动机构的从动轮轴3和主动轮轴15安装于底盘4上，再通过从动齿轮5、主动齿轮13与传动机构相连接；传动机构通过主动轮16、从动轮20与吸盘式履带攀爬机构相啮合，侦查单元安装于底盘4两侧的履带21之间。
实施例2：如图1-2所示，一种吸盘式攀爬机器人，包括底盘4、二级齿轮变速机构、传动机构、吸盘式履带攀爬机构、侦查单元；所述二级齿轮变速机构通过传动机构的从动轮轴3和主动轮轴15安装于底盘4上，再通过从动齿轮5、主动齿轮13与传动机构相连接；传动机构通过主动轮16、从动轮20与吸盘式履带攀爬机构相啮合，侦查单元安装于底盘4两侧的履带21之间。
所述二级齿轮变速机构包括电机8、电机齿轮9、传动齿轮支架10、变速齿轮轴11、变速齿轮12；在底盘4的上安装传动齿轮支架10，传动齿轮支架10的一端安装变速齿轮轴11；一端的变速齿轮轴11上安装有变速齿轮12；传动齿轮支架10上安装有电机8，电机齿轮9与变速齿轮12相啮合；变速齿轮12与传动机构的主动齿轮13啮合。
实施例3：如图1-2所示，一种吸盘式攀爬机器人，包括底盘4、二级齿轮变速机构、传动机构、吸盘式履带攀爬机构、侦查单元；所述二级齿轮变速机构通过传动机构的从动轮轴3和主动轮轴15安装于底盘4上，再通过从动齿轮5、主动齿轮13与传动机构相连接；传动机构通过主动轮16、从动轮20与吸盘式履带攀爬机构相啮合，侦查单元安装于底盘4两侧的履带21之间。
所述二级齿轮变速机构包括电机8、电机齿轮9、传动齿轮支架10、变速齿轮轴11、变速齿轮12；在底盘4的上安装传动齿轮支架10，传动齿轮支架10的一端安装变速齿轮轴11；一端的变速齿轮轴11上安装有变速齿轮12；传动齿轮支架10上安装有电机8，电机齿轮9与变速齿轮12相啮合；变速齿轮12与传动机构的主动齿轮13啮合。
所述传动机构包括从动轮轴盖2、从动轮轴3、主动齿轮13、主动轮轴盖14、主动轮轴15、主动轮16、从动轮20；从动轮轴3的两端安装有从动轮20；主动轮轴15的两端均分别安装上主动齿轮13和主动轮16构成主动轮传动机构，主动轮传动机构、从动轮20分别用主动轮轴盖14、从动轮轴盖2分别固定与底盘4的前后两端；
所述吸盘式履带攀爬机构包括吸盘1、承重轮17、履带21、永磁铁5、电磁铁6；永磁铁5置于吸盘1顶端，电磁铁6安装在承重轮17内部，组装好的磁性吸盘1安装于单节履带上；单节履带组装形成一完整的履带21，两条完整的履带安装于机器人的承重轮17、从动轮20和主动轮16上。
实施例4：如图1-2所示，一种吸盘式攀爬机器人，包括底盘4、二级齿轮变速机构、传动机构、吸盘式履带攀爬机构、侦查单元；所述二级齿轮变速机构通过传动机构的从动轮轴3和主动轮轴15安装于底盘4上，再通过从动齿轮5、主动齿轮13与传动机构相连接；传动机构通过主动轮16、从动轮20与吸盘式履带攀爬机构相啮合，侦查单元安装于底盘4两侧的履带21之间。
所述二级齿轮变速机构包括电机8、电机齿轮9、传动齿轮支架10、变速齿轮轴11、变速齿轮12；在底盘4的上安装传动齿轮支架10，传动齿轮支架10的一端安装变速齿轮轴11；一端的变速齿轮轴11上安装有变速齿轮12；传动齿轮支架10上安装有电机8，电机齿轮9与变速齿轮12相啮合；变速齿轮12与传动机构的主动齿轮13啮合。
所述传动机构包括从动轮轴盖2、从动轮轴3、主动齿轮13、主动轮轴盖14、主动轮轴15、主动轮16、从动轮20；从动轮轴3的两端安装有从动轮20；主动轮轴15的两端均分别安装上主动齿轮13和主动轮16构成主动轮传动机构，主动轮传动机构、从动轮20分别用主动轮轴盖14、从动轮轴盖2分别固定与底盘4的前后两端；
所述吸盘式履带攀爬机构包括吸盘1、承重轮17、履带21、永磁铁5、电磁铁6；永磁铁5置于吸盘1顶端，电磁铁6安装在承重轮17内部，组装好的磁性吸盘1安装于单节履带上；单节履带组装形成一完整的履带21，两条完整的履带安装于机器人的承重轮17、从动轮20和主动轮16上。
所述侦查单元包括单片机7、方向传感器18、摄像头19；两个3600无死角摄像头19安装于底盘4的两侧，单片机7和方向传感器18安装于传动齿轮支架10上。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种吸盘式攀爬机器人，其特征在于：包括底盘（4）、二级齿轮变速机构、传动机构、吸盘式履带攀爬机构、侦查单元；所述二级齿轮变速机构通过传动机构的从动轮轴（3）和主动轮轴（15）安装于底盘（4）上，再通过从动齿轮（5）、主动齿轮（13）与传动机构相连接；传动机构通过主动轮（16）、从动轮（20）与吸盘式履带攀爬机构相啮合，侦查单元安装于底盘（4）两侧的履带（21）之间。
2.根据权利要求1所述的吸盘式攀爬机器人，其特征在于：所述二级齿轮变速机构包括电机（8）、电机齿轮（9）、传动齿轮支架（10）、变速齿轮轴（11）、变速齿轮（12）；在底盘（4）的上安装传动齿轮支架（10），传动齿轮支架（10）的一端安装变速齿轮轴（11）；一端的变速齿轮轴（11）上安装有变速齿轮（12）；传动齿轮支架（10）上安装有电机（8），电机齿轮（9）与变速齿轮（12）相啮合；变速齿轮（12）与传动机构的主动齿轮（13）啮合。
3.根据权利要求1所述的吸盘式攀爬机器人，其特征在于：所述传动机构包括从动轮轴盖（2）、从动轮轴（3）、主动齿轮（13）、主动轮轴盖（14）、主动轮轴（15）、主动轮（16）、从动轮（20）；从动轮轴（3）的两端安装有从动轮（20）；主动轮轴（15）的两端均分别安装上主动齿轮（13）和主动轮（16）构成主动轮传动机构，主动轮传动机构、从动轮（20）分别用主动轮轴盖（14）、从动轮轴盖（2）分别固定与底盘（4）的前后两端；
所述吸盘式履带攀爬机构包括吸盘（1）、承重轮（17）、履带（21）、永磁铁（5）、电磁铁（6）；永磁铁（5）置于吸盘（1）顶端，电磁铁（6）安装在承重轮（17）内部，组装好的磁性吸盘（1）安装于单节履带上；单节履带组装形成一完整的履带（21），两条完整的履带安装于机器人的承重轮（17）、从动轮（20）和主动轮（16）上。
4.根据权利要求1所述的吸盘式攀爬机器人，其特征在于：所述侦查单元包括单片机（7）、方向传感器（18）、摄像头（19）；两个3600无死角摄像头（19）安装于底盘（4）的两侧，单片机（7）和方向传感器（18）安装于传动齿轮支架（10）上。
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