CN109018043B - 一种电磁履带自动吸附机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁履带自动吸附机器人，包括：第一车身固定架，所述的第一车身固定架转动安装有第二车身固定架，第一履带液压缸和第二履带液压缸；同时安装在履带架上；电刷导轨支架上固定案子有电刷导轨，在电刷导轨上设置有电刷；履带上固定安装有一圈电磁铁，在电磁铁上设置有电磁铁电刷，所述的电磁铁电刷可以在电刷导轨的电刷上滑动；本发明利用电刷和电磁铁上的电磁铁电刷，保证履带吸附在平面上的同时，不影响机器人的自由行走；利用固定架旋转液压缸改变第一车身固定架和第二车身固定架的角度，以适应不同角度的平面。

Description

一种电磁履带自动吸附机器人

技术领域

本发明涉及贴墙吸附机器人技术领域，特别涉及一种电磁履带自动吸附机器人。

背景技术

在工业领域，随处可见铁质的管道、板材等等，例如铁罐，甲板等，这些设备在维修、检测和清洁的过程中，主要还是采用传统的人工方法，由于人工的劳动强度大等原因，目前使用人工方式，已经不适应当今社会的发展需求了，另外，在某些犄角旮旯的地方，使用人工作业难以完成任务需求，因为需求一种可以吸附的爬壁机器人来解决此类问题。

申请号201410645993 .8公开了磁吸附爬壁机器人，“分体式箱体的两侧均安装有上摆压带机构以及下摆压带机构，其中，上摆压带机构通过其压垫与分体式箱体连接，下摆压带机构通过其调整套安装在上摆压带机构的转轴上，履带轮安装在摆杆上，履带包裹在履带轮上，张紧轮张紧履带的上端，压带轮压紧履带的下端；电机的输出轴与履带轮连接”，这种技术方案仅仅能克服机器人运动时其吸附单元与壁面之间存在间隙的情况，对于两块垂直平面板连接处的地方，完成维修清理工作就十分不方便。

申请号201010244629.2公开了一种磁盘吸附式爬壁机器人，“利用磁盘角度调节机构中各部件之间的机械连动关系，可以改变磁盘与壁面之间的夹角从而产生可变的磁吸附力，以便机器人既能够始终吸附在壁面上，又具有一定的负载能力。”由于磁吸附力与磁盘与壁面之间的夹角不是线性关系，所以这种调节方式的调节性不强，会导致磁吸附力而不能使机器人成功吸附在壁上。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种电磁履带自动吸附机器人，吸附力大，可以适应多种环境，履带角度可调节。

本发明所使用的技术方案是：一种电磁履带自动吸附机器人，包括：第一车身固定架、并联臂支架、并联臂底部圆盘、液压缸球副底座、并联臂液压缸、液压缸连杆座、顶部圆盘、机械臂底座、机械臂伸缩支架、机械臂伸缩液压缸、伸缩机械臂、机械臂伸缩液压缸杆架、导轨槽、机械臂转动架、机械手液压缸、机械手支架、机械手活动杆、机械手驱动槽、第一机械手夹片、第二机械手夹片、机械手夹片转动架、固定架旋转液压缸底座、固定架旋转液压缸、固定架旋转液压缸杆连接座、第二车身固定架、第二安装圆盘、第一安装圆盘、固定架液压缸座、固定架液压缸、固定架液压缸杆座、履带液压缸安装架圆盘、履带液压缸安装架、履带液压缸座、第三履带液压缸架、第一履带液压缸、第二履带液压缸、第三履带液压缸、第三履带液压缸杆架、履带架、旋转液压缸座、旋转液压缸、机械臂转动架连杆、固定架中心液压缸、伸缩弹簧。

所述的第一车身固定架转动安装有第二车身固定架，在第一车身固定架上设置有固定架旋转液压缸底座，在第二车身固定架上设置有固定架旋转液压缸杆连接座，在固定架旋转液压缸底座和固定架旋转液压缸杆连接座之间安装有固定架旋转液压缸；在第一车身固定架和第二车身固定架上分别固定安装有第一安装圆盘和第二安装圆盘，所述的第一安装圆盘和第二安装圆盘上安装的结构相同，在第二安装圆盘上设置有五个固定架液压缸座，在第二安装圆盘中心位置的固定架液压缸座上转动安装有固定架中心液压缸，并在固定架中心液压缸套有伸缩弹簧，所述的伸缩弹簧固定安装在第二安装圆盘中心，其余四个固定架液压缸座上转动安装有固定架液压缸，五个固定架液压缸两端的连接方式均为球副，履带液压缸安装架圆盘设置有固定架液压缸杆座，所述的固定架液压缸的液压缸杆转动安装在固定架液压缸杆座上，所述的伸缩弹簧的另一端固定安装在履带液压缸安装架圆盘上；所述的履带液压缸安装架圆盘另一面固定安装有履带液压缸安装架，在履带液压缸安装架下方固定分别设置有两个履带液压缸座和一个第三履带液压缸架，在两个履带液压缸座分别转动安装有第一履带液压缸和第二履带液压缸，在第三履带液压缸架上转动安装有第三履带液压缸，所述的第二履带液压缸上设置有第三履带液压缸杆架，第三履带液压缸的液压缸杆转动安装在第三履带液压缸杆架上，所述的第一履带液压缸和第二履带液压缸同时安装在履带架上。

所述的第一车身固定架下方固定安装有并联臂支架，在并联臂支架上固定安装并联臂底部圆盘，所述的并联臂底部圆盘上设置有六个液压缸球副底座，每个液压缸球副底座上分别转动安装有并联臂液压缸，在并联臂液压缸液压缸一端转动安装有液压缸连杆座，液压缸连杆座设置在顶部圆盘，在圆盘上固定安装有机械臂底座，所述的机械臂底座上中心固定安装有机械臂伸缩支架，在机械臂伸缩支架的两边固定安装有机械臂伸缩液压缸；所述的机械臂伸缩支架上滑动安装有伸缩机械臂，伸缩机械臂上设置有导轨槽和机械臂伸缩液压缸杆架，所述的机械臂伸缩液压缸杆架固定安装在机械臂伸缩液压缸的液压杆上，在伸缩机械臂上方转动安装有机械臂转动架，在机械臂转动架上固定安装有机械手液压缸和机械手支架，在机械臂转动架背部设置有机械臂转动架连杆，在伸缩机械臂上设置有旋转液压缸座，所述的旋转液压缸座和机械臂转动架连杆之间转动安装有旋转液压缸；所述的机械手支架上固定安装有机械手活动杆，在机械手活动杆上设置有机械手驱动槽，所述的机械手驱动槽上滑动安装有第一机械手夹片和第二机械手夹片，在机械手支架上固定安装有两个机械手夹片转动架，所述的第一机械手夹片和第二机械手夹片分别转动安装在机械手夹片转动架上。

履带架包括：履带安装架、液压缸连接座、履带电机、电刷导轨、电刷导轨支架、履带、电刷、电磁铁、履带支撑板、电磁铁电刷、履带轮、履带支撑轮；其特征在于：所述的履带安装架两端设置有液压缸连接座，履带安装架上固定安装有电刷导轨支架，在电刷导轨支架上固定案子有电刷导轨，在电刷导轨上设置有电刷；所述的履带安装架上固定安装有履带支撑板，所述的履带支撑板两端固定安装有履带电机，履带电机的电机轴上固定安装有履带轮，履带支撑板另一面上下均转动安装有履带支撑轮，在履带轮和履带支撑轮固定转动安装有履带，所述的履带上固定安装有一圈电磁铁，在电磁铁上设置有电磁铁电刷，所述的电磁铁电刷可以在电刷导轨的电刷上滑动。

进一步地，所述的电磁铁电刷与电刷接触时，电磁铁便通电。

本发明有益效果：（1）本发明利用履带上安装的电磁铁可以吸附在铁质材料表面；（2）本发明利用电刷导轨上的电刷和电磁铁上的电磁铁电刷，保证履带吸附在平面上的同时，不影响机器人的自由行走；（3）本发明可以利用固定架旋转液压缸改变第一车身固定架和第二车身固定架的角度，以适应不同角度的平面；（4）本发明可以利用第三履带液压缸可以改变每个履带与车身固定架本身的角度；（5）本发明可以利用固定架液压缸改变履带架的角度，从而增加工作时的灵活性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明背部角度结构示意图。

图3为本发明履带的结构示意图。

图4为本发明履带另一个角度的结构示意图。

图5为本发明机械爪放大的结构示意图。

附图标号：1-第一车身固定架；2-并联臂支架；3-并联臂底部圆盘；4-液压缸球副底座；5-并联臂液压缸；6-液压缸连杆座；7-顶部圆盘；8-机械臂底座；9-机械臂伸缩支架；10-机械臂伸缩液压缸；11-伸缩机械臂；12-机械臂伸缩液压缸杆架；13-导轨槽；14-机械臂转动架；15-机械手液压缸；16-机械手支架；17-机械手活动杆；18-机械手驱动槽；19-第一机械手夹片；20-第二机械手夹片；21-机械手夹片转动架；22-固定架旋转液压缸底座；23-固定架旋转液压缸；24-固定架旋转液压缸杆连接座；25-第二车身固定架；26-第二安装圆盘；27-第一安装圆盘；28-固定架液压缸座；29-固定架液压缸；30-固定架液压缸杆座；31-履带液压缸安装架圆盘；32-履带液压缸安装架；33-履带液压缸座；34-第三履带液压缸架；35-第一履带液压缸；36-第二履带液压缸；37-第三履带液压缸；38-第三履带液压缸杆架；39-履带架；40-旋转液压缸座；41-旋转液压缸；42-机械臂转动架连杆；3901-履带安装架；3902-液压缸连接座；3903-履带电机；3904-电刷导轨；3905-电刷导轨支架；3906-履带；3907-电刷；3908-电磁铁；3909-履带支撑板；3910-电磁铁电刷；3911-履带轮；3912-履带支撑轮。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5所示的一种电磁履带自动吸附机器人，包括：第一车身固定架1、并联臂支架2、并联臂底部圆盘3、液压缸球副底座4、并联臂液压缸5、液压缸连杆座6、顶部圆盘7、机械臂底座8、机械臂伸缩支架9、机械臂伸缩液压缸10、伸缩机械臂11、机械臂伸缩液压缸杆架12、导轨槽13、机械臂转动架14、机械手液压缸15、机械手支架16、机械手活动杆17、机械手驱动槽18、第一机械手夹片19、第二机械手夹片20、机械手夹片转动架21、固定架旋转液压缸底座22、固定架旋转液压缸23、固定架旋转液压缸杆连接座24、第二车身固定架25、第二安装圆盘26、第一安装圆盘27、固定架液压缸座28、固定架液压缸29、固定架液压缸杆座30、履带液压缸安装架圆盘31、履带液压缸安装架32、履带液压缸座33、第三履带液压缸架34、第一履带液压缸35、第二履带液压缸36、第三履带液压缸37、第三履带液压缸杆架38、履带架39、旋转液压缸座40、旋转液压缸41、机械臂转动架连杆42、固定架中心液压缸43、伸缩弹簧44。

第一车身固定架1转动安装有第二车身固定架25，在第一车身固定架1上设置有固定架旋转液压缸底座22，在第二车身固定架25上设置有固定架旋转液压缸杆连接座24，在固定架旋转液压缸底座22和固定架旋转液压缸杆连接座24之间安装有固定架旋转液压缸23。在第一车身固定架1和第二车身固定架25上分别固定安装有第一安装圆盘27和第二安装圆盘26，第一安装圆盘27和第二安装圆盘26上安装的结构相同，在第二安装圆盘26上设置有五个固定架液压缸座28，在第二安装圆盘26中心位置的固定架液压缸座28上转动安装有固定架中心液压缸43，并在固定架中心液压缸43套有伸缩弹簧44，伸缩弹簧44固定安装在第二安装圆盘26中心，其余四个固定架液压缸座28上转动安装有固定架液压缸29，五个固定架液压缸29两端的连接方式均为球副，履带液压缸安装架圆盘31设置有固定架液压缸杆座30，固定架液压缸29的液压缸杆转动安装在固定架液压缸杆座30上，伸缩弹簧44的另一端固定安装在履带液压缸安装架圆盘31上。履带液压缸安装架圆盘31另一面固定安装有履带液压缸安装架32，在履带液压缸安装架32下方固定分别设置有两个履带液压缸座33和一个第三履带液压缸架34，在两个履带液压缸座33分别转动安装有第一履带液压缸35和第二履带液压缸36，在第三履带液压缸架34上转动安装有第三履带液压缸37，第二履带液压缸36上设置有第三履带液压缸杆架38，第三履带液压缸37的液压缸杆转动安装在第三履带液压缸杆架38上，第一履带液压缸35和第二履带液压缸36同时安装在履带架39上。

第一车身固定架1下方固定安装有并联臂支架2，在并联臂支架2上固定安装并联臂底部圆盘3，并联臂底部圆盘3上设置有六个液压缸球副底座4，每个液压缸球副底座4上分别转动安装有并联臂液压缸5，在并联臂液压缸5液压缸一端转动安装有液压缸连杆座6，液压缸连杆座6设置在顶部圆盘7，在圆盘7上固定安装有机械臂底座8，机械臂底座8上中心固定安装有机械臂伸缩支架9，在机械臂伸缩支架9的两边固定安装有机械臂伸缩液压缸10。机械臂伸缩支架9上滑动安装有伸缩机械臂11，伸缩机械臂11上设置有导轨槽13和机械臂伸缩液压缸杆架12，机械臂伸缩液压缸杆架12固定安装在机械臂伸缩液压缸10的液压杆上，在伸缩机械臂11上方转动安装有机械臂转动架14，在机械臂转动架14上固定安装有机械手液压缸15和机械手支架16，在机械臂转动架14背部设置有机械臂转动架连杆42，在伸缩机械臂11上设置有旋转液压缸座40，旋转液压缸座40和机械臂转动架连杆42之间转动安装有旋转液压缸41。机械手支架16上固定安装有机械手活动杆17，在机械手活动杆17上设置有机械手驱动槽18，机械手驱动槽18上滑动安装有第一机械手夹片19和第二机械手夹片20，在机械手支架16上固定安装有两个机械手夹片转动架21，第一机械手夹片19和第二机械手夹片20分别转动安装在机械手夹片转动架21上。

履带架39包括：履带安装架3901、液压缸连接座3902、履带电机3903、电刷导轨3904、电刷导轨支架3905、履带3906、电刷3907、电磁铁3908、履带支撑板3909、电磁铁电刷3910、履带轮3911、履带支撑轮3912。其特征在于：履带安装架3901两端设置有液压缸连接座3902，履带安装架3901上固定安装有电刷导轨支架3905，在电刷导轨支架3905上固定案子有电刷导轨3904，在电刷导轨3904上设置有电刷3907。履带安装架3901上固定安装有履带支撑板3909，履带支撑板3909两端固定安装有履带电机3903，履带电机3903的电机轴上固定安装有履带轮3911，履带支撑板3909另一面上下均转动安装有履带支撑轮3912，在履带轮3911和履带支撑轮3912固定转动安装有履带3906，履带3906上固定安装有一圈电磁铁3908，在电磁铁3908上设置有电磁铁电刷3910，电磁铁电刷3910可以在电刷导轨3904的电刷3907上滑动。

电磁铁电刷3910与电刷3907接触时，电磁铁3908便通电。

本发明工作原理：本发明在工作时将机器人放置在待工作表面，电刷导轨3904上的电刷3907通电，所有与电刷3907相接触的电刷均带电，所以与电刷3907接通的电磁铁3908均带电，电磁铁3908通电后获得磁力，将机器人吸附在铁质平面上，在移动时，履带电机3903驱动履带向前移动，电刷导轨3904前方会有电磁铁3908相继与电刷3907相接触而通电，从而获得磁力。而电刷导轨3904后方的电磁铁3908会与电刷3907相继脱离而断电，从而失去磁力，失去磁力后的电磁铁会随着履带3906移动。

第一履带液压缸35和第二履带液压缸36的同时伸缩运动会改变机身固定架的高度，从而使机器人适应不同的工作高度，第三履带液压缸37可以在更大范围内调节机身整体高度。

第一履带液压缸35和第二履带液压缸36自由伸缩时可以调节机身固定架与履带架39之间的角度，完成更复杂的工作情况。固定架旋转液压缸23的伸缩可以改变第一车身固定架和第二车身固定架的角度，在两个垂直平面之间工作，可以将两个履带架39分别放置在两个平面上，以适应，更多特殊的工作环境。固定架液压缸29可以对两个履带架39之间的距离和角度进行微调。并联臂液压缸5用于调节机械臂的工作距离和角度。伸缩机械臂11可以增长机械臂，旋转液压缸41可以改变机械臂转动架14的角度，机械手液压缸15驱动第一机械手夹片19、第二机械手夹片20张开和闭合，利用机械手夹住不同的工具，可以完成一些不同的工作，包括但不限于：焊接，清洁，除锈等等。

Claims (2)

1.一种电磁履带自动吸附机器人，包括：第一车身固定架（1）、并联臂支架（2）、并联臂底部圆盘（3）、液压缸球副底座（4）、并联臂液压缸（5）、液压缸连杆座（6）、顶部圆盘（7）、机械臂底座（8）、机械臂伸缩支架（9）、机械臂伸缩液压缸（10）、伸缩机械臂（11）、机械臂伸缩液压缸杆架（12）、导轨槽（13）、机械臂转动架（14）、机械手液压缸（15）、机械手支架（16）、机械手活动杆（17）、机械手驱动槽（18）、第一机械手夹片（19）、第二机械手夹片（20）、机械手夹片转动架（21）、固定架旋转液压缸底座（22）、固定架旋转液压缸（23）、固定架旋转液压缸杆连接座（24）、第二车身固定架（25）、第二安装圆盘（26）、第一安装圆盘（27）、固定架液压缸座（28）、固定架液压缸（29）、固定架液压缸杆座（30）、履带液压缸安装架圆盘（31）、履带液压缸安装架（32）、履带液压缸座（33）、第三履带液压缸架（34）、第一履带液压缸（35）、第二履带液压缸（36）、第三履带液压缸（37）、第三履带液压缸杆架（38）、履带架（39）、旋转液压缸座（40）、旋转液压缸（41）、机械臂转动架连杆（42）、固定架中心液压缸、伸缩弹簧，其特征在于：

所述的第一车身固定架（1）转动安装有第二车身固定架（25），在第一车身固定架（1）上设置有固定架旋转液压缸底座（22），在第二车身固定架（25）上设置有固定架旋转液压缸杆连接座（24），在固定架旋转液压缸底座（22）和固定架旋转液压缸杆连接座（24）之间安装有固定架旋转液压缸（23）；在第一车身固定架（1）和第二车身固定架（25）上分别固定安装有第一安装圆盘（27）和第二安装圆盘（26），所述的第一安装圆盘（27）和第二安装圆盘（26）上安装的结构相同，在第二安装圆盘（26）上设置有五个固定架液压缸座（28），在第二安装圆盘（26）中心位置的固定架液压缸座（28）上转动安装有固定架中心液压缸，并在固定架中心液压缸套有伸缩弹簧，所述的伸缩弹簧固定安装在第二安装圆盘（26）中心，其余四个固定架液压缸座（28）上转动安装有固定架液压缸（29），五个固定架液压缸（29）两端的连接方式均为球副，履带液压缸安装架圆盘（31）设置有固定架液压缸杆座（30），所述的固定架液压缸（29）的液压缸杆转动安装在固定架液压缸杆座（30）上，所述的伸缩弹簧的另一端固定安装在履带液压缸安装架圆盘（31）上；所述的履带液压缸安装架圆盘（31）另一面固定安装有履带液压缸安装架（32），在履带液压缸安装架（32）下方固定分别设置有两个履带液压缸座（33）和一个第三履带液压缸架（34），在两个履带液压缸座（33）分别转动安装有第一履带液压缸（35）和第二履带液压缸（36），在第三履带液压缸架（34）上转动安装有第三履带液压缸（37），所述的第二履带液压缸（36）上设置有第三履带液压缸杆架（38），第三履带液压缸（37）的液压缸杆转动安装在第三履带液压缸杆架（38）上，所述的第一履带液压缸（35）和第二履带液压缸（36）同时安装在履带架（39）上；

所述的第一车身固定架（1）下方固定安装有并联臂支架（2），在并联臂支架（2）上固定安装并联臂底部圆盘（3），所述的并联臂底部圆盘（3）上设置有六个液压缸球副底座（4），每个液压缸球副底座（4）上分别转动安装有并联臂液压缸（5），在并联臂液压缸（5）液压缸一端转动安装有液压缸连杆座（6），液压缸连杆座（6）设置在顶部圆盘（7），在顶部圆盘（7）上固定安装有机械臂底座（8），所述的机械臂底座（8）上中心固定安装有机械臂伸缩支架（9），在机械臂伸缩支架（9）的两边固定安装有机械臂伸缩液压缸（10）；所述的机械臂伸缩支架（9）上滑动安装有伸缩机械臂（11），伸缩机械臂（11）上设置有导轨槽（13）和机械臂伸缩液压缸杆架（12），所述的机械臂伸缩液压缸杆架（12）固定安装在机械臂伸缩液压缸（10）的液压杆上，在伸缩机械臂（11）上方转动安装有机械臂转动架（14），在机械臂转动架（14）上固定安装有机械手液压缸（15）和机械手支架（16），在机械臂转动架（14）背部设置有机械臂转动架连杆（42），在伸缩机械臂（11）上设置有旋转液压缸座（40），所述的旋转液压缸座（40）和机械臂转动架连杆（42）之间转动安装有旋转液压缸（41）；所述的机械手支架（16）上固定安装有机械手活动杆（17），在机械手活动杆（17）上设置有机械手驱动槽（18），所述的机械手驱动槽（18）上滑动安装有第一机械手夹片（19）和第二机械手夹片（20），在机械手支架（16）上固定安装有两个机械手夹片转动架（21），所述的第一机械手夹片（19）和第二机械手夹片（20）分别转动安装在机械手夹片转动架（21）上；

履带架（39）包括：履带安装架（3901）、液压缸连接座（3902）、履带电机（3903）、电刷导轨（3904）、电刷导轨支架（3905）、履带（3906）、电刷（3907）、电磁铁（3908）、履带支撑板（3909）、电磁铁电刷（3910）、履带轮（3911）、履带支撑轮（3912）；所述的履带安装架（3901）两端设置有液压缸连接座（3902），履带安装架（3901）上固定安装有电刷导轨支架（3905），在电刷导轨支架（3905）上固定案子有电刷导轨（3904），在电刷导轨（3904）上设置有电刷（3907）；所述的履带安装架（3901）上固定安装有履带支撑板（3909），所述的履带支撑板（3909）两端固定安装有履带电机（3903），履带电机（3903）的电机轴上固定安装有履带轮（3911），履带支撑板（3909）另一面上下均转动安装有履带支撑轮（3912），在履带轮（3911）和履带支撑轮（3912）固定转动安装有履带（3906），所述的履带（3906）上固定安装有一圈电磁铁（3908），在电磁铁（3908）上设置有电磁铁电刷（3910），所述的电磁铁电刷（3910）可以在电刷导轨（3904）的电刷（3907）上滑动。

2.如权利要求1所述的一种电磁履带自动吸附机器人，其特征在于：所述的电磁铁电刷（3910）与电刷（3907）接触时，电磁铁（3908）便通电。

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