CN108313155A - 一种链轮式爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种链轮式爬壁机器人，包括左车体、右车体和中间平台，所述左车体和右车体二者结构相同，且左车体和右车体之间关于中间平台对称设置，所述左车体通过左限位装置与中间平台的一侧相连接，右车体通过右限位装置与中间平台的另一侧相连接，所述中间平台的下端连接有电机装置，且电机装置的输出端与左车体连接，链轮式爬壁机器人，可以应对风电塔桶的曲面以及变曲率，面对障碍物时候，可以通过内部结构的运动调节，减震，使其抗干扰性强，链条的设计又可以起到保护作用，整个爬壁机器人，灵活性能好，具有良好的实际用途，适合推广运用。

Description

一种链轮式爬壁机器人

技术领域

本发明涉及线束加工周边技术领域，具体为一种链轮式爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器人。爬壁机器人又称为壁面移动机器人，因为垂直壁面作业超出人的极限，因此在国外又称为极限作业机器人。爬壁机器人必须具备吸附和移动两个基本功能，而常见吸附方式有负压吸附和永磁吸附两种。其中负压方式可以通过吸盘内产生负压而吸附于壁面上，不受壁面材料的限制；永磁吸附方式则有永磁体和电磁铁两种方式，只适用于吸附导磁性壁面。爬壁机器人主要用于石化企业对圆柱形大罐进行探伤检查或喷漆处理，或进行建筑物的清洁和喷涂。现有的机器人面对障碍物时候，灵活性差，为此，提出一种链轮式爬壁机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种链轮式爬壁机器人，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：

一种链轮式爬壁机器人，包括左车体、右车体和中间平台，所述左车体和右车体二者结构相同，且左车体和右车体之间关于中间平台对称设置，所述左车体通过左限位装置与中间平台的一侧相连接，右车体通过右限位装置与中间平台的另一侧相连接，所述中间平台的下端连接有电机装置，且电机装置的输出端与左车体连接。

优选的，所述中间平台由平台上盖板、平台下盖板、平台前盖板、平台后盖板、左右限位板构成的长方体组合结构，所述中间平台开设的内部空间用于装在机器人所用的主要电器元件，在所述平台前盖板和平台后盖板上分别连接有两个左右限位板，在左右限位板上开设有限制左右摆动角度左右限位槽。

优选的，所述限位装置包括限位板、左右限位支架、限位销、左右旋转轴、前后限位槽、中间轴孔，其中左右限位支架固定在限位板上，限位销和左右旋转轴分别通过螺纹拧紧在左右限位支架上，所述限位装置同中间平台的配合，是通过左右旋转轴与左右限位板相配合，使左右旋转轴在左右限位板中转动连接，限位销在左右限位槽中左右摆动连接，并通过左右限位槽起到角度限位。

优选的，所述左车体包括左车架上盖板、左车架内侧板、左车架外侧板、链轮、链轮支撑板、电机装置连接板、前后限位支架、前后限位销、主动链轮轴、从动链轮轴、中间轴，前后限位销通过螺纹拧在前后限位支架上，前后限位支架通过螺钉固定在左车架内侧板上，所述左车架上盖板的下端垂直连接有左车架内侧板和左车架外侧板，且左车架内侧板的两侧均通过螺钉对称连接有链轮支撑板、电机装置连接板，用于连接行走结构的所述主动链轮轴、从动链轮轴对称分布在左车架内侧板两端，所述摆动压杆、摆杆、压紧轮连接轴、压紧轮、压缩杆、弹簧、压缩杆固定轴构成张紧结构，且弹簧套接在压缩杆上，所述摆动压杆、摆杆的上端均套接在中间轴上，所述摆动压杆、摆杆的下端均连接有压紧轮连接轴，且压紧轮连接轴上均转动连接有压紧轮。

优选的，所述左车架上盖板上通过螺钉连接有压紧装置，所述压紧装置包括张紧装置固定板、张紧装置滑动板、张紧轴、张紧轮、张紧装置滑动板滑槽、张紧装置固定板滑槽，且张紧轴转动插接在张紧轮中，所述张紧装置固定板、张紧装置滑动板平行设置，在张紧装置固定板上开设有张紧装置固定板滑槽，在张紧装置滑动板上开设有张紧装置滑动板滑槽，张紧装置滑动板滑槽与张紧装置固定板滑槽相配合，张紧装置滑动板通过在滑槽中上下移动调节链条的张紧。

优选的，所述电机装置包括电机支架盖、电机盖、电机、联轴器，电机再通过螺栓连接到电机支架盖；电机装置通过螺钉与电机装置连接板固定连接。

优选的，所述左车体还包括述行走结构，行走结构包括链轮和链条，链轮包括主动链轮和从动链轮，所述主动链轮通过键连接与主动链轮轴固接，且电机通过联轴器与主动链轮轴固接，并通过电机支架盖固定在电机装置连接板上。

优选的，所述链条上安装有长方体磁条和橡胶柱，且橡胶柱的厚度大于长方体磁条的厚度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：链轮式爬壁机器人，可以应对风电塔桶的曲面以及变曲率，面对障碍物时候，可以通过内部结构的运动调节，减震，使其抗干扰性强，链条的设计又可以起到保护作用，整个爬壁机器人，灵活性能好，具有良好的实际用途，适合推广运用。

附图说明

图1是爬壁机器人总装配体等轴测视图；

图2是爬壁机器人总装配体主视图；

图3是爬壁机器人中间平台装配体等轴测视图；

图4是爬壁机器人限位装置等轴测视图；

图5是爬壁机器人左车体等轴测视图；

图6是爬壁机器人左车体内部细节示意图；

图7是爬壁机器人滑动压紧装置等轴测图；

图8是爬壁机器人电机装置内部细节示意图；

图9是爬壁机器人在塔筒上示意图。

图中：1中间平台，101平台上盖板，102平台下盖板，103平台前盖板，104平台后盖板，105左右限位板，106左右限位槽，107左右旋转轴孔，2左限位装置，201限位板，202左右限位支架，203限位销，204左右旋转轴，205前后限位槽，206中间轴孔，3左车体， 301左车架上盖板，302左车架内侧板，303左车架外侧板，304链轮，305链轮支撑板，306链条，307电机装置连接板，308前后限位支架，309前后限位销，310橡胶柱，311长方体磁条，312主动链轮轴，313从动链轮轴，314中间轴，315摆动压杆，316摆杆，317压紧轮连接轴，318压紧轮，319压缩杆，320弹簧，321压缩杆固定轴，322张紧装置固定板，323张紧装置滑动板，324张紧轴，325张紧轮，326张紧装置滑动板滑槽，327张紧装置固定板滑槽，4右限位装置，5右车体，6电机装置， 601电机支架盖，602电机盖，603电机，604联轴器。

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1-9，本发明提供一种技术方案：

一种链轮式爬壁机器人，包括左车体3、右车体5和中间平台1，左车体3和右车体5二者结构相同，且左车体3和右车体5之间关于中间平台1对称设置，左车体3通过左限位装置2与中间平台1的一侧相连接，右车体5通过右限位装置4与中间平台1的另一侧相连接，中间平台1的下端连接有电机装置6，且电机装置6的输出端与左车体3连接，左车体3与中间平台1，通过具有两个自由度的左限位装置2连接，根据上述实施方法，使得左车体3可以相对于中间平台1做两个方向的旋转运动，即左右转动和前后转动。这样就能够满足机器人对风电塔桶的曲面以及变曲率的适应。

中间平台1由平台上盖板101、平台下盖板102、平台前盖板103、平台后盖板104、左右限位板105构成的长方体组合结构，中间平台1开设的内部空间用于装在机器人所用的主要电器元件，在平台前盖板103和平台后盖板104上分别连接有两个左右限位板105，在左右限位板105上开设有限制左右摆动角度左右限位槽106。

限位装置2包括限位板201、左右限位支架202、限位销203、左右旋转轴204、前后限位槽205、中间轴孔206，其中左右限位支架202固定在限位板201上，限位销203和左右旋转轴204分别通过螺纹拧紧在左右限位支架202上，限位装置2同中间平台1的配合，是通过左右旋转轴204与左右限位板105相配合，使左右旋转轴204在左右限位板105中转动连接，限位销203在左右限位槽106中左右摆动连接，并通过左右限位槽106起到角度限位。

左车体3包括左车架上盖板301、左车架内侧板302、左车架外侧板303、链轮304、链轮支撑板305、电机装置连接板307、前后限位支架308、前后限位销309、主动链轮轴312、从动链轮轴313、中间轴314，前后限位销309通过螺纹拧在前后限位支架308上，前后限位支架308通过螺钉固定在左车架内侧板302上，左车架上盖板301的下端垂直连接有左车架内侧板302和左车架外侧板303，且左车架内侧板302的两侧均通过螺钉对称连接有链轮支撑板305、电机装置连接板307，用于连接行走结构的主动链轮轴312、从动链轮轴313对称分布在左车架内侧板302两端，摆动压杆315、摆杆316、压紧轮连接轴317、压紧轮318、压缩杆319、弹簧320、压缩杆固定轴321构成张紧结构，且弹簧320套接在压缩杆319上，摆动压杆315、摆杆316的上端均套接在中间轴314上，摆动压杆315、摆杆316的下端均连接有压紧轮连接轴317，且压紧轮连接轴317上均转动连接有压紧轮318。当前面压紧轮318遇到障碍物时，压紧轮318向上翘起压缩弹簧320，弹簧320向上顶住摆动压杆315，使摆动压杆315压紧后面的压紧轮318；当后面的压紧轮318遇到障碍物时，压紧轮318向上翘起通过摆动压杆315压缩弹簧320，从而使弹簧320压紧压紧轮318，起到压紧链条306的作用。

左车架上盖板301上通过螺钉连接有压紧装置，压紧装置包括张紧装置固定板322、张紧装置滑动板323、张紧轴324、张紧轮325、张紧装置滑动板滑槽326、张紧装置固定板滑槽327，且张紧轴324转动插接在张紧轮325中，张紧装置固定板322、张紧装置滑动板323平行设置，在张紧装置固定板322上开设有张紧装置固定板滑槽327，在张紧装置滑动板323上开设有张紧装置滑动板滑槽326，张紧装置滑动板滑槽326与张紧装置固定板滑槽327相配合，张紧装置滑动板323通过在滑槽中上下移动调节链条306的张紧，来满足行走机构的具体需求。

电机装置6包括电机支架盖601、电机盖602、电机603、联轴器604，电机603再通过螺栓连接到电机支架盖601；电机装置6通过螺钉与电机装置连接板307固定连接。 左车体3还包括述行走结构，行走结构包括链轮304和链条306，链轮304包括主动链轮和从动链轮，主动链轮通过键连接与主动链轮轴312固接，且电机603通过联轴器604与主动链轮轴312固接，并通过电机支架盖601固定在电机装置连接板307上。电机扭矩通过主动链轮轴312传递至主动链轮。主动链轮与从动链轮304以标准传动方式相配合，主动链轮转动通过链条306带动从动链轮转动。

链条306上安装有长方体磁条311和橡胶柱310，且橡胶柱306的厚度大于长方体磁条311的厚度。在行走过程中，保证长方体磁条311不与壁面接触，橡胶柱306对长方体磁条311起到保护作用。

左限位装置2同左车体3的配合，是左车体3中的中间轴314通过轴承连接相配合的。前后限位销309通过螺纹拧在前后限位支架308上，然后前后限位支架308通过螺钉固定在左车架内侧板302上。当中间轴314在中间轴孔206旋转时，前后限位销309在前后限位槽205中转动。通过前后限位槽205，这样就将左车体3相对于限位装置2的旋转范围给限制住。

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 (8)

1.一种链轮式爬壁机器人，包括左车体（3）、右车体（5）和中间平台（1），其特征在于：所述左车体（3）和右车体（5）二者结构相同，且左车体（3）和右车体（5）之间关于中间平台（1）对称设置，所述左车体（3）通过左限位装置（2）与中间平台（1）的一侧相连接，右车体（5）通过右限位装置（4）与中间平台（1）的另一侧相连接，所述中间平台（1）的下端连接有电机装置（6），且电机装置（6）的输出端与左车体（3）连接。

2.根据权利要求1所述的一种链轮式爬壁机器人，其特征在于：所述中间平台（1）由平台上盖板（101）、平台下盖板（102）、平台前盖板（103）、平台后盖板（104）、左右限位板（105）构成的长方体组合结构，所述中间平台（1）开设的内部空间用于装在机器人所用的主要电器元件，在所述平台前盖板（103）和平台后盖板（104）上分别连接有两个左右限位板（105），在左右限位板（105）上开设有限制左右摆动角度左右限位槽（106）。

3.根据权利要求2所述的一种链轮式爬壁机器人，其特征在于：所述限位装置（2）包括限位板（201）、左右限位支架（202）、限位销（203）、左右旋转轴（204）、前后限位槽（205）、中间轴孔（206），其中左右限位支架（202）固定在限位板（201）上，限位销（203）和左右旋转轴（204）分别通过螺纹拧紧在左右限位支架（202）上，所述限位装置（2）同中间平台（1）的配合，是通过左右旋转轴（204）与左右限位板（105）相配合，使左右旋转轴（204）在左右限位板（105）中转动连接，限位销（203）在左右限位槽（106）中左右摆动连接，并通过左右限位槽（106）起到角度限位。

4.根据权利要求1所述的一种链轮式爬壁机器人，其特征在于：所述左车体（3）包括左车架上盖板（301）、左车架内侧板（302）、左车架外侧板（303）、链轮（304）、链轮支撑板（305）、电机装置连接板（307）、前后限位支架（308）、前后限位销（309）、主动链轮轴（312）、从动链轮轴（313）、中间轴（314），前后限位销（309）通过螺纹拧在前后限位支架（308）上，前后限位支架（308）通过螺钉固定在左车架内侧板（302）上，所述左车架上盖板（301）的下端垂直连接有左车架内侧板（302）和左车架外侧板（303），且左车架内侧板（302）的两侧均通过螺钉对称连接有链轮支撑板（305）、电机装置连接板（307），用于连接行走结构的所述主动链轮轴（312）、从动链轮轴（313）对称分布在左车架内侧板（302）两端，所述摆动压杆（315）、摆杆（316）、压紧轮连接轴（317）、压紧轮（318）、压缩杆（319）、弹簧（320）、压缩杆固定轴（321）构成张紧结构，且弹簧（320）套接在压缩杆（319）上，所述摆动压杆（315）、摆杆（316）的上端均套接在中间轴（314）上，所述摆动压杆（315）、摆杆（316）的下端均连接有压紧轮连接轴（317），且压紧轮连接轴（317）上均转动连接有压紧轮（318）。

5.根据权利要求4所述的一种链轮式爬壁机器人，其特征在于：所述左车架上盖板（301）上通过螺钉连接有压紧装置，所述压紧装置包括张紧装置固定板（322）、张紧装置滑动板（323）、张紧轴（324）、张紧轮（325）、张紧装置滑动板滑槽（326）、张紧装置固定板滑槽（327），且张紧轴（324）转动插接在张紧轮（325）中，所述张紧装置固定板（322）、张紧装置滑动板（323）平行设置，在张紧装置固定板（322）上开设有张紧装置固定板滑槽（327），在张紧装置滑动板（323）上开设有张紧装置滑动板滑槽（326），张紧装置滑动板滑槽（326）与张紧装置固定板滑槽（327）相配合，张紧装置滑动板（323）通过在滑槽中上下移动调节链条（306）的张紧。

6.根据权利要求4所述的一种链轮式爬壁机器人，其特征在于：所述电机装置（6）包括电机支架盖（601）、电机盖（602）、电机（603）、联轴器（604），电机（603）再通过螺栓连接到电机支架盖（601）；电机装置（6）通过螺钉与电机装置连接板（307）固定连接。

7.根据权利要求4所述的一种链轮式爬壁机器人，其特征在于：所述左车体（3）还包括述行走结构，行走结构包括链轮（304）和链条（306），链轮（304）包括主动链轮和从动链轮，所述主动链轮通过键连接与主动链轮轴（312）固接，且电机（603）通过联轴器（604）与主动链轮轴（312）固接，并通过电机支架盖（601）固定在电机装置连接板（307）上。

8.根据权利要求7所述的一种链轮式爬壁机器人，其特征在于：所述链条（306）上安装有长方体磁条（311）和橡胶柱（310），且橡胶柱（306）的厚度大于长方体磁条（311）的厚度。