CN106827958B - 一种爬壁机器人车轮 - Google Patents

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Abstract

一种涉及爬壁机器人领域的爬壁机器人车轮，所述的车轮包含车轮壳、车轮端盖、车轮驱动系统、防爆插头和惰性气体管接口；车轮壳和车轮端盖对应形成空腔，空腔内安置车轮驱动系统；车轮驱动系统包含电机驱动器和驱动电机；电机驱动器安置在空腔内，且与驱动电机对应连接；电机驱动器设有固定于车轮端盖外侧面的防爆插头；车轮端盖外侧面设有惰性气体管接口；所述的车轮能够在不安装防爆盒的前提下确保爬壁机器人在易燃易爆环境中安全灵活的进行作业。

Description

一种爬壁机器人车轮
【技术领域】
本发明涉及爬壁机器人领域，尤其是涉及一种应用于爬壁机器人的车轮。
【背景技术】
公知的，爬壁机器人又称为壁面移动机器人，其是一种能够在垂直的壁面攀爬并完成相关作业的自动化机器人，主要用于对圆柱形大罐进行探伤检查或喷漆处理，对建筑物或船体的壁面进行清洁或喷涂作业，以及在核工业中进行检查测厚作业等，由于垂直壁面作业属于极限作业的范畴，因此爬壁机器人也称为极限作业机器人；目前，常规的爬壁机器人都是采用驱动电机与车轮分体的车轮结构，即通过磁性车轮壳体对相应壁面所产生的磁吸附力使爬壁机器人吸附于壁面，然后通过扭矩传递系统把位于车轮外部的电机的力矩传递给车轮，从而达到替代人工在壁面进行相关作业的目的，其作业时移动速度快，控制灵活，不但适用于各种形状的壁面，而且还不会对壁面的油漆造成损伤；
在长期的实际应用中发现，由于一些作业环境属于易燃易爆环境，例如在存放过相应化学物质的罐体内进行作业，，或是在内部空间有限，且空气不流通的腔体内进行喷漆作业时，由于罐内残留的一些相应化学物质的气体或是爬壁机器人喷出的漆雾具有易燃特性，而爬壁机器人的驱动系统又客观的存在有不定时打火现象，因此一旦环境中的气体遇到火星就会发生燃烧或是闪爆的现象，从而给应用方带来危害；为了防止爬壁机器人在易燃易爆环境中作业时出现燃烧或闪爆现象，传统的措施是对爬壁机器人中可能出现打火的车轮驱动电机及电机驱动器进行防爆处理，即通过安装相应的防爆盒将电机及驱动器与外界环境隔离开，从而避免燃烧或闪爆的现象发生，然而，这样的防爆盒结构使得爬壁机器人的整体外形复杂，体积和重量较大，从而相应限制了其在有限空间内的灵活作业，造成其在易燃易爆环境中作业时无法充分发挥出车轮的机动性优势。
【发明内容】
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种爬壁机器人车轮，所述的车轮能够在不安装防爆盒的前提下确保爬壁机器人在易燃易爆环境中安全灵活的进行作业。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种爬壁机器人车轮，所述的车轮包含车轮壳、车轮端盖、车轮驱动系统、防爆插头和惰性气体管接口；所述的车轮壳和车轮端盖对应抵触形成一空腔，该空腔内固定安置有用于驱动车轮转动的车轮驱动系统；所述的车轮驱动系统包含电机驱动器和驱动电机；所述的电机驱动器固定安置在空腔内部一侧，且通过固定连接在车轮壳内侧的连接件定位，该电机驱动器与位于空腔中心位置的驱动电机对应连接；所述的电机驱动器设有贯穿车轮端盖，并固定位于车轮端盖外侧面的防爆插头；所述的车轮端盖外侧面设有通至空腔内的惰性气体管接口；所述的驱动电机用于带动车轮转动，其通过固定在车轮端盖中心位置的防护壳体定位，该防护壳体对应与车轮端盖密封连接；
进一步，所述的车轮壳和车轮端盖之间的抵触结合面以滑动结合面或防爆结合面的形式结合形成空腔。
进一步，所述的惰性气体管接口设有压力监控装置。
进一步，所述的车轮端盖和防护壳体设为一体结构。
进一步，所述的驱动电机通过变速机构带动车轮转动。
进一步，所述的车轮驱动系统设置有蓄电池组。
进一步，所述的蓄电池组设有太阳能电池板或防爆充电插头，该太阳能电池板或防爆充电插头固定安装在车轮壳或车轮端盖的外侧面。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明所述的爬壁机器人车轮整体外形简单，体积较小；由于所述的车轮采用了将车轮驱动系统安装于车轮内部空腔内的结构，同时还设计了能够向空腔内充入惰性气体的结构，因此使得车轮内部的压力能够始终大于车轮外部的压力，即易燃易爆环境中的气体完全不会进入到车轮空腔内，从而就根本无需再通过安装防爆盒来保障易打火的电器元件，这彻底的避免了位于车轮内部的车轮驱动系统与外界环境的气体接触，也就从根本上杜绝了爬壁机器人在易燃易爆环境中发生燃烧或闪爆的可能；综上所述，应用所述的车轮，能够简化爬壁机器人的整体外形和减小其体积及重量，使爬壁机器人能够达到在确保不会发生燃烧或闪爆的前提下，有效的保障其在有限的空间内灵活作业，以及在易燃易爆环境中作业时也能够充分发挥车轮机动优势的目的；此外，由于所述车轮有效减小了爬壁机器人的整体重量和体积，因此其能够达到让爬壁机器人在作业时搭载更多工作模块，从而进行更多样化作业操作的目的，也因此，所述的车轮极具推广和应用价值。
【附图说明】
图1是所述车轮的外部示意图；
图2是所述车轮的内部示意图。
图中：1、车轮壳；2、车轮端盖；3、空腔；4、电机驱动器；5、驱动电机；6、防爆插头；7、惰性气体管接口；8、防护壳体。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例：
结合附图1～2所述的爬壁机器人车轮，所述的车轮包含车轮壳1、车轮端盖2、车轮驱动系统、防爆插头6和惰性气体管接口7；所述的车轮壳1和车轮端盖2对应抵触形成一空腔3，该空腔3内固定安置有用于驱动车轮转动的车轮驱动系统，即所述的车轮由安装在车轮内部空腔3中的车轮驱动系统带动转动；根据需要，车轮壳1和车轮端盖2之间对应抵触的结合面以滑动结合面或防爆结合面的形式对接形成空腔3，即车轮壳1和车轮端盖2之间的对接结合面能够按滑动结合面呈微间隙设置或是按防爆结合面呈密封设置；所述的车轮驱动系统由电机驱动器4和驱动电机5构成，所述的电机驱动器4固定安置在空腔3的内部一侧位置，且通过与车轮壳1内侧面固定连接的相应连接件定位，从而使电机驱动器4能够始终与车轮壳1牢固连接在一起；
所述的电机驱动器4与位于空腔3中心位置的驱动电机5对应连接，即能够通过电机驱动器4来控制驱动电机5动作，从而达到利用驱动电机5带动车轮转动的目的；为了便于控制调整所述车轮的转速，能够在车轮驱动系统中设置相应的变速机构，即驱动电机5能够通过设置的变速机构来带动车轮转动，并以此达到调整所述车轮转速的目的；所述的用于带动车轮转动的驱动电机5通过固定在车轮端盖2中心位置的防护壳体8定位，该防护壳体8对应与车轮端盖2密封连接，即驱动电机5通过防护壳体8固定连接在车轮端盖2的中心位置，从而确保了车轮在被驱动电机5带动转动时的平稳性；为简化安装工序，能够将车轮端盖2和防护壳体8设为一体结构；根据需要，构成所述车轮的各部件和连接件及其之间的结合面均要求按国家防爆标准设计；
为便于安全的连接外部电源，所述的车轮驱动系统设有贯穿车轮端盖2，并固定位于车轮端盖2外侧面的防爆插头6，即车轮驱动系统能够通过内部电器元件被进行过防爆处理的防爆插头6来连接外部电源，从而达到利用防爆插头6安全稳定的给位于车轮空腔3中的车轮驱动系统提供动力的目的；同时，为确保位于空腔3内的车轮驱动系统不会与易燃易爆环境中的气体接触，能够在车轮端盖2外侧面设置通至车轮空腔3内的惰性气体管接口7，即能够在爬壁机器人通电及工作前，先利用惰性气体管接口7向车轮的空腔3内输入洁净的惰性气体，从而达到在易燃易爆的环境中，外部气体不可能进入车轮内部的目的，这从根本上杜绝了车轮驱动系统中易打火的元件与外部环境气体接触，彻底避免了出现燃烧或闪爆的可能；
根据需要，能够在惰性气体管接口7处设置相应的压力监控装置，例如在车轮壳1和车轮端盖2之间的对应抵触结合面以滑动结合面间隙设置时，能够通过压力监控装置来实时监控车轮空腔3内惰性气体的压力，避免车轮内部压力过小，而在车轮壳1和车轮端盖2之间的对应结合面以防爆结合面密封设置时，能够通过压力监控装置来实时监控车轮空腔3内惰性气体的压力，避免车轮内部压力过大，这样就能够达到有效提高操作安全性的目的；此外，还能够将惰性气体管接口7设置在与空腔3内车轮驱动系统相对应的位置，从而使充入的惰性气体能够更快捷的全面包裹住车轮驱动系统；
根据需要，为了在给车轮驱动系统提供电力的同时，还能够避免与外部电源连接的线路过多，影响到爬壁机器人灵活动作，所述的车轮能够在车轮驱动系统中设置相应的蓄电池组，即通过同样位于空腔内的蓄电池组直接为车轮驱动系统提供电力；为便于蓄电，所述的蓄电池组能够设置有固定安装在车轮壳1或车轮端盖2的外侧面的太阳能电池板或防爆充电插头，从而达到利用太阳能电池板在合适的条件下自动蓄充电，或是利用防爆充电插头为蓄电池组安全充电的目的。
本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。

Claims (5)

1.一种爬壁机器人车轮，其特征是：所述的车轮包含车轮壳(1)、车轮端盖(2)、车轮驱动系统、防爆插头(6)和惰性气体管接口(7)；所述的车轮壳(1)和车轮端盖(2)对应抵触形成一空腔(3)，该空腔(3)内固定安置有用于驱动所述的车轮转动的车轮驱动系统，该车轮驱动系统包含电机驱动器(4)和驱动电机(5)；所述的电机驱动器(4)固定安置在空腔(3)内部一侧，且通过固定连接在车轮壳(1)内侧的连接件定位，该电机驱动器(4)与位于空腔(3)中心位置的驱动电机(5)对应连接；所述的电机驱动器(4)设有贯穿车轮端盖(2)，并固定位于车轮端盖(2)外侧面的防爆插头(6)；所述的车轮端盖(2)外侧面设有通至空腔(3)内的惰性气体管接口(7)；所述的驱动电机(5)用于带动所述的车轮转动，且其通过固定在车轮端盖(2)中心位置的防护壳体(8)定位，该防护壳体(8)对应与车轮端盖(2)密封连接；
所述的惰性气体管接口(7)设有压力监控装置；所述的驱动电机(5)通过变速机构带动车轮转动。
2.根据权利要求1所述的爬壁机器人车轮，其特征是：所述的车轮壳(1)和车轮端盖(2)之间的抵触结合面以滑动结合面或防爆结合面的形式对接形成空腔(3)。
3.根据权利要求1所述的爬壁机器人车轮，其特征是：所述的车轮端盖(2)和防护壳体(8)设为一体结构。
4.根据权利要求1所述的爬壁机器人车轮，其特征是：所述的车轮驱动系统设置有蓄电池组。
5.根据权利要求4所述的爬壁机器人车轮，其特征是：所述的蓄电池组设有太阳能电池板或防爆充电插头，该太阳能电池板或防爆充电插头固定安装在车轮壳(1)外侧面。
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