CN107054491A - 一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置，包括两组磁吸驱动轮组、图像采集装置、车架和一个万向轮，两个所述磁吸驱动轮组均与车架后端的两侧连接，且车架的前端连接万向轮，车架的上端固定设有图像采集装置，此爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置结构简单，其移动车体基于模块化设计思想，移动车体采用三轮结构布局可拆分模块，可实现机器人在通过非连续性等狭小受限作业空间时的快速拆卸与重组；吸附单元采用与传统吸附方式相比吸附效率更高、重量更轻的夹心永磁吸附，其移动方式为一个万向轮，另外两轮驱动的运动方式，两驱动轮为爬壁机器人提供稳定的驱动力。

Description

一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置。

背景技术

爬壁机器人可携带作业工具，协助或取代人类在壁面上完成各种极限作业，其广泛用于工业、石化企业、造船业及其他危险行业，随着人类科学技术的不断进步以及劳动力成本的日益增加，机器人代替人工执行简单重复、危险性高、劳动强度大的任务逐渐成为一种趋势；爬壁机器人以其高效率、低成本、质量稳定等特点正在加速工业化进程，大面积钢质表面预处理(如船舶表面除锈、大型储罐表面除漆等)的需求推动了专用爬壁机器人的设计，随着作业难度复杂化以及作业环境危险化，亟需一种多功能爬壁机器人行走底盘装置用于搭载不同功能模块进行作业，其不仅可以实现操作人员在远离作业环境的情况下还能保证作业质量，还能便于通过非连续性的作业区域，可实现快速拆卸与组装；现有技术中，该爬壁机器人体积比较大、质量比较重；内部结构难以拆卸，而且，磁轮吸附单元的导磁轭铁与导磁性壁面直接接触，导致摩擦力不够，易出现打滑现象，恐在导磁性壁面上顺利爬行都很难实现，为此，提出一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置，包括两组磁吸驱动轮组、图像采集装置、车架和一个万向轮，两个所述磁吸驱动轮组均与车架后端的两侧连接，且车架的前端连接万向轮，车架的上端固定设有图像采集装置，所述磁吸驱动轮组包括充气胶轮、驱动轮轮毂、防水挡板、同步带驱动轮、减速器、永磁吸附单元连接板、永磁吸附单元、永磁吸附单元支架、减速器固定支座、电机过渡法兰、电机保护罩、同步带和从动同步带轮，所述减速器的通过两侧输出端法兰螺栓孔与减速器固定支座连接，所述减速器通过下部设有的安装孔与永磁吸附单元连接板螺纹连接，且通过永磁吸附单元连接板上的安装孔与其下的永磁吸附单元支架螺纹孔之间螺纹连接，所述永磁吸附单元上设有两个对称的通孔，且通过通孔和永磁吸附单元支架之间螺纹连接；

所述减速器的输出轴上安装有驱动轮轮毂，驱动轮轮毂与同步带驱动轮之间通过螺栓连接，所述驱动轮轮毂的外圈安装有充气胶轮，所述电机过渡法兰的一端通过螺栓与电机连接，且电机过渡法兰的另一端通过减速器输入端止口固定连接，所述电机和电机过渡法兰上共同套接有电机保护罩；

所述从动同步带轮安装在减速器固定支座上所开设的U型孔中，所述同步带一端套在同步带驱动轮上，且同步带另一端套在从动同步带轮上。

优选的，所述车架包括定位夹紧抱箍、固定轴、左固定座板侧板、固定座板、保险杠固定座板连接件、右固定座板侧板和固定轴堵头，所述定位夹紧抱箍通过螺栓与减速器固定支座螺纹连接，两组所述磁吸驱动轮组通过多组定位夹紧抱箍紧固在固定轴的两侧，两组所述磁吸驱动轮组两侧的防水挡板均通过螺栓安装在定位夹紧抱箍上，所述固定轴的两端分别通过螺栓安装有固定轴堵头；

所述左固定座板侧板和右固定座板侧板之间通过两组定位夹紧抱箍固定连接在固定轴上，所述固定座板侧板和右固定座板侧板之间通过固定座板固定连接，所述固定座板通过保险杠和保险杠固定座板连接件连接。

优选的，所述左固定座板侧板和右固定座板侧板之间对称设置。

优选的，所述定位夹紧抱箍的内壁设有橡皮垫。

优选的，所述从动同步带轮在减速器固定支座的U型孔之间的位置，通过螺钉松开和拧紧调节位置。

优选的，所述电机保护罩上连接有散热凸起。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：此爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置结构简单，其移动车体基于模块化设计思想，移动车体采用三轮结构布局可拆分模块，可实现机器人在通过非连续性等狭小受限作业空间时的快速拆卸与重组；吸附单元采用与传统吸附方式相比吸附效率更高、重量更轻的夹心永磁吸附；其移动方式为一个万向轮，另外两轮驱动的运动方式，两驱动轮为爬壁机器人提供稳定的驱动力；其车架上可搭载机械臂和其他工作所需要的机构；其结构具有简单紧凑，工作空间大，负载大，可拆卸，维护方便等特点，能满足多种作业要求。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为磁吸驱动轮组的主视图；

图3为磁吸驱动轮组的俯视图；

图4为磁吸驱动轮组内部结构示意图。

图中：1磁吸驱动轮组、101充气胶轮、102驱动轮轮毂、103防水挡板、104同步带驱动轮、105减速器、106永磁吸附单元连接板、107永磁吸附单元、108永磁吸附单元支架、109减速器固定支座、110电机过渡法兰、111电机保护罩、112同步带、113从动同步带轮、2图像采集装置、3车架、4万向轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：

一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置，包括两组磁吸驱动轮组1、图像采集装置2、车架3和一个万向轮4，两个磁吸驱动轮组1均与车架3后端的两侧连接，且车架3的前端连接万向轮4，车架3的上端固定设有图像采集装置2，磁吸驱动轮组1包括充气胶轮101、驱动轮轮毂102、防水挡板103、同步带驱动轮104、减速器105、永磁吸附单元连接板106、永磁吸附单元107、永磁吸附单元支架108、减速器固定支座109、电机过渡法兰110、电机保护罩111、同步带112和从动同步带轮113，减速器105的通过两侧输出端法兰螺栓孔与减速器固定支座109连接，减速器固定支座109呈现“之”字形形状，其一端经减速器固定支座109的法兰孔固定在减速器105上，减速器105通过下部设有的安装孔与永磁吸附单元连接板106螺纹连接，且通过永磁吸附单元连接板106上的安装孔与其下的永磁吸附单元支架108螺纹孔之间螺纹连接，永磁吸附单元107上设有两个对称的通孔，且通过通孔和永磁吸附单元支架108之间螺纹连接。

减速器105的输出轴上安装有驱动轮轮毂102，驱动轮轮毂102与同步带驱动轮104之间通过螺栓连接，驱动轮轮毂102的外圈安装有充气胶轮101，电机过渡法兰110的一端通过螺栓与电机连接，且电机过渡法兰110的另一端通过减速器105输入端止口固定连接，电机和电机过渡法兰110上共同套接有电机保护罩111，电机保护罩111上连接有散热凸起。

从动同步带轮113安装在减速器固定支座109上所开设的U型孔中，同步带112一端套在同步带驱动轮104上，且同步带112另一端套在从动同步带轮113上，从动同步带轮113在减速器固定支座108的U型孔之间的位置，通过螺钉松开和拧紧调节位置。

车架3包括定位夹紧抱箍301、固定轴302、左固定座板侧板303、固定座板304、保险杠固定座板连接件305、右固定座板侧板306和固定轴堵头307，定位夹紧抱箍301通过螺栓与减速器固定支座109螺纹连接，两组磁吸驱动轮组1通过多组定位夹紧抱箍301紧固在固定轴302的两侧，两组磁吸驱动轮组1两侧的防水挡板103均通过螺栓安装在定位夹紧抱箍301上，定位夹紧抱箍301的内壁设有橡皮垫，固定轴302的两端分别通过螺栓安装有固定轴堵头307。

左固定座板侧板303和右固定座板侧板306之间通过两组定位夹紧抱箍301固定连接在固定轴302上，左固定座板侧板303和右固定座板侧板306之间对称设置，固定座板侧板303和右固定座板侧板306之间通过固定座板304固定连接，固定座板304通过保险杠和保险杠固定座板连接件305连接。

工作原理：减速器105两端双输出轴均一端固定安装同步带驱动轮104，同时两驱动带轮外侧分别安装驱动轮轮毂102，驱动轮轮毂102外套有充气胶轮，从而形成驱动主动轮；“之”字形固定支座另一端开有U型孔，其上安装从动同步带轮113，并将同步带112安装于同步带驱动轮104与从动同步带轮113上形成传动机构；其减速器105下部安装有轮式永磁吸附单元107的环形磁铁，磁铁和磁铁固定架相连形成磁吸附装置。同步带驱动轮104、从动同步带轮113与同步带将减速器包裹在中间，驱动电机输出的力和力矩通过减速器105传递到同步带轮上，同步带112两侧面安装防护侧板与“之”字形固定支座相连，导磁性壁面上的铁磁性小颗粒附着在磁铁上时，通过传动同步带传送，铁磁小颗粒会自然下落，从而不影响磁力，导磁性壁面也不会因此而划伤，从而实现车体同速转动，实现整个车体的两轮驱动；驱动装置中采用橡胶充气轮为了防止驱动轮在转动过程中出现打滑现象，从而实现爬壁机器人在导磁壁面上的灵活移动。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置，包括两组磁吸驱动轮组（1）、图像采集装置（2）、车架（3）和一个万向轮（4），两个所述磁吸驱动轮组（1）均与车架（3）后端的两侧连接，且车架（3）的前端连接万向轮（4），车架（3）的上端固定设有图像采集装置（2），其特征在于：所述磁吸驱动轮组（1）包括充气胶轮（101）、驱动轮轮毂（102）、防水挡板（103）、同步带驱动轮（104）、减速器（105）、永磁吸附单元连接板（106）、永磁吸附单元（107）、永磁吸附单元支架（108）、减速器固定支座（109）、电机过渡法兰（110）、电机保护罩（111）、同步带（112）和从动同步带轮（113），所述减速器（105）的通过两侧输出端法兰螺栓孔与减速器固定支座（109）连接，所述减速器（105）通过下部设有的安装孔与永磁吸附单元连接板（106）螺纹连接，且通过永磁吸附单元连接板（106）上的安装孔与其下的永磁吸附单元支架（108）螺纹孔之间螺纹连接，所述永磁吸附单元（107）上设有两个对称的通孔，且通过通孔和永磁吸附单元支架（108）之间螺纹连接；

所述减速器（105）的输出轴上安装有驱动轮轮毂（102），驱动轮轮毂（102）与同步带驱动轮（104）之间通过螺栓连接，所述驱动轮轮毂（102）的外圈安装有充气胶轮（101），所述电机过渡法兰（110）的一端通过螺栓与电机连接，且电机过渡法兰（110）的另一端通过减速器（105）输入端止口固定连接，所述电机和电机过渡法兰（110）上共同套接有电机保护罩（111）；

所述从动同步带轮（113）安装在减速器固定支座（109）上所开设的U型孔中，所述同步带（112）一端套在同步带驱动轮（104）上，且同步带（112）另一端套在从动同步带轮（113）上。

2.根据权利要求1所述的一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置，其特征在于：所述车架（3）包括定位夹紧抱箍（301）、固定轴（302）、左固定座板侧板（303）、固定座板（304）、保险杠固定座板连接件（305）、右固定座板侧板（306）和固定轴堵头（307），所述定位夹紧抱箍（301）通过螺栓与减速器固定支座（109）螺纹连接，两组所述磁吸驱动轮组（1）通过多组定位夹紧抱箍（301）紧固在固定轴（302）的两侧，两组所述磁吸驱动轮组（1）两侧的防水挡板（103）均通过螺栓安装在定位夹紧抱箍（301）上，所述固定轴（302）的两端分别通过螺栓安装有固定轴堵头（307）；

所述左固定座板侧板（303）和右固定座板侧板（306）之间通过两组定位夹紧抱箍（301）固定连接在固定轴（302）上，所述固定座板侧板（303）和右固定座板侧板（306）之间通过固定座板（304）固定连接，所述固定座板（304）通过保险杠和保险杠固定座板连接件（305）连接。

3.根据权利要求2所述的一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置，其特征在于：所述左固定座板侧板（303）和右固定座板侧板（306）之间对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置，其特征在于：所述定位夹紧抱箍（301）的内壁设有橡皮垫。

5.根据权利要求1所述的一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置，其特征在于：所述从动同步带轮（113）在减速器固定支座（108）的U型孔之间的位置，通过螺钉松开和拧紧调节位置。

6.根据权利要求1所述的一种爬壁磁吸附机器人的行走底盘装置，其特征在于：所述电机保护罩（111）上连接有散热凸起。