CN110355768B - 一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于舱内探测清除设备技术领域，尤其为一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，包括旋转机构、第一延伸机构、第二延伸机构、检修机构和清除机构，所述第一延伸机构固定在旋转机构上，所述第二延伸机构的数量为两个。本发明通过第一延伸机构和第二延伸机构可以对检修机构和清除机构在舱内的位置进行调整，主要是对检修机构和清除机构位于舱内的深度进行调整，通过检修机构主要对舱内连接部位的螺栓和螺丝进行拧紧工作，确保产品零部件连接的牢固性，通过清除机构将舱内存在的异物进行吸附并带出到舱外，避免异物对机电产品造成影响，同时旋转机构可以对检修机构和清除机构在舱内的角度进行调整，从而更加适用舱内环境。

Description

一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人

技术领域

本发明涉及舱内探测清除设备技术领域，具体为一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人。

背景技术

在大型机电产品的装配、检修过程中，由大型机电产品的舱内空间狭窄，造成对其检修困难，同样不方便将其舱内杂物进行清除，造成检修效率低下，失误率高，因此提出一种适合在复杂狭窄舱内进行检修和清除工作的机器设备，具有效率高和失误率低的优点。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，解决了现有大型机电产品的舱内空间狭窄不方便对其检修、检修效率低和失误率高的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，包括旋转机构、第一延伸机构、第二延伸机构、检修机构和清除机构，所述第一延伸机构固定在旋转机构上，所述第二延伸机构的数量为两个，两个所述第二延伸机构均固定在第一延伸机构上，所述检修机构和清除机构分别固定在相对应的第二延伸机构上。

所述旋转机构包括支座，所述支座的一侧固定安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴固定安装有旋转盘，所述旋转盘的一侧固定安装有两个连接杆，所述支座的另一侧固定安装有握把。

所述第一延伸机构包括连接板，所述连接板的一侧通过轴承座转动连接有第一丝杆，所述连接板的另一侧固定安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴通过联轴器与第一丝杆的一端固定连接，所述连接板的一侧固定安装有两个滑杆，所述第一丝杆上螺纹连接有螺纹筒，两个所述滑杆上均滑动连接有滑筒，所述螺纹筒和两个滑筒上固定安装有调节板。

所述第二延伸机构包括固定筒和第二伺服电机，所述固定筒内壁的一侧通过轴承座转动连接有第二丝杆，所述第二伺服电机的输出轴通过联轴器与第二丝杆的一端固定连接，所述第二丝杆上螺纹连接有调节柱，所述固定筒的内壁固定安装有滑管，所述调节柱的外表面与固定筒的内壁滑动连接。

所述检修机构包括第一底座，所述第一底座上通过轴承转动连接有第一调节轴，所述第一底座上固定安装有第一调节马达，所述第一调节马达的输出轴通过联轴器与第一调节轴的一端固定连接，所述第一调节轴上固定安装有第一支杆，所述第一支杆的内部固定安装有旋转马达，所述旋转马达的输出轴螺纹连接有十字型起子。

所述清除机构包括第二底座，所述第二底座上通过轴承转动连接有第二调节轴，所述第二底座上固定安装有第二调节马达，所述第二调节马达的输出轴通过联轴器与第二调节轴的二端固定连接，所述第二调节轴上固定安装有第二支杆，所述第二支杆的一端固定安装有真空吸盘，所述第二支杆上固定安装有探测镜头。

作为本发明的一种优选技术方案，两个所述连接杆均通过螺栓与连接板固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调节板上开设有三个通孔，所述第一丝杆和滑杆的直径均小于通孔的直径。

作为本发明的一种优选技术方案，两个所述固定筒均通过螺栓固定在调节板的一侧，两个所述第二伺服电机均通过螺栓固定在调节板的另一侧。

作为本发明的一种优选技术方案，两个所述调节柱一端的内壁设置有螺纹，所述第一底座和第二底座均通过螺栓与相对应的调节柱固定连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，具备以下有益效果：

1、该复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，通过第一延伸机构和第二延伸机构可以对检修机构和清除机构在舱内的位置进行调整，主要是对检修机构和清除机构位于舱内的深度进行调整，通过检修机构主要对舱内连接部位的螺栓和螺丝进行拧紧工作，确保产品零部件连接的牢固性，通过清除机构将舱内存在的异物进行吸附并带出到舱外，避免异物对机电产品造成影响，同时旋转机构可以对检修机构和清除机构在舱内的角度进行调整，从而更加适用舱内环境。

2、该复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，本发明结构设计合理，不占据空间，并且在舱内的延伸深度高，位于舱内不占据舱内空间，适合进行检修和清除工作。

附图说明

图1为本发明结构立体右视图；

图2为本发明结构立体左视图；

图3为本发明图2中A处放大图；

图4为本发明第二延伸机构立体图；

图5为本发明第二延伸机构内部立体图。

图中：1、旋转机构；101、支座；102、旋转电机；103、旋转盘；104、连接杆；105、握把；2、第一延伸机构；201、连接板；202、第一丝杆；203、第一伺服电机；204、滑杆；205、螺纹筒；206、滑筒；207、调节板；3、第二延伸机构；301、固定筒；302、第二伺服电机；303、第二丝杆；304、调节柱；305、滑管；4、检修机构；401、第一底座；402、第一调节轴；403、第一调节马达；404、第一支杆；405、旋转马达；406、十字型起子；5、清除机构；501、第二底座；502、第二调节轴；503、第二调节马达；504、第二支杆；505、真空吸盘；506、探测镜头。

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。

实施例

请参阅图1-5，本发明提供以下技术方案：一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，包括旋转机构1、第一延伸机构2、第二延伸机构3、检修机构4和清除机构5，第一延伸机构2固定在旋转机构1上，第二延伸机构3的数量为两个，两个第二延伸机构3均固定在第一延伸机构2上，检修机构4和清除机构5分别固定在相对应的第二延伸机构3上。

旋转机构1包括支座101，支座101的一侧固定安装有旋转电机102，旋转电机102的输出轴固定安装有旋转盘103，旋转盘103的一侧固定安装有两个连接杆104，支座101的另一侧固定安装有握把105。

第一延伸机构2包括连接板201，连接板201的一侧通过轴承座转动连接有第一丝杆202，连接板201的另一侧固定安装有第一伺服电机203，第一伺服电机203的输出轴通过联轴器与第一丝杆202的一端固定连接，连接板201的一侧固定安装有两个滑杆204，第一丝杆202上螺纹连接有螺纹筒205，两个滑杆204上均滑动连接有滑筒206，螺纹筒205和两个滑筒206上固定安装有调节板207。

第二延伸机构3包括固定筒301和第二伺服电机302，固定筒301内壁的一侧通过轴承座转动连接有第二丝杆303，第二伺服电机302的输出轴通过联轴器与第二丝杆303的一端固定连接，第二丝杆303上螺纹连接有调节柱304，固定筒301的内壁固定安装有滑管305，调节柱304的外表面与固定筒301的内壁滑动连接。

检修机构4包括第一底座401，第一底座401上通过轴承转动连接有第一调节轴402，第一底座401上固定安装有第一调节马达403，第一调节马达403的输出轴通过联轴器与第一调节轴402的一端固定连接，第一调节轴402上固定安装有第一支杆404，第一支杆404的内部固定安装有旋转马达405，旋转马达405的输出轴螺纹连接有十字型起子406。

清除机构5包括第二底座501，第二底座501上通过轴承转动连接有第二调节轴502，第二底座501上固定安装有第二调节马达503，第二调节马达503的输出轴通过联轴器与第二调节轴502的二端固定连接，第二调节轴502上固定安装有第二支杆504，第二支杆504的一端固定安装有真空吸盘505，第二支杆504上固定安装有探测镜头506。

本实施方案中，通过第一延伸机构2和第二延伸机构3可以对检修机构4和清除机构5在舱内的位置进行调整，主要是对检修机构4和清除机构5位于舱内的深度进行调整，通过检修机构4主要对舱内连接部位的螺栓和螺丝进行拧紧工作，确保产品零部件连接的牢固性，通过清除机构5将舱内存在的异物进行吸附并带出到舱外，避免异物对机电产品造成影响，同时旋转机构1可以对检修机构4和清除机构5在舱内的角度进行调整，从而更加适用舱内环境；本发明结构设计合理，不占据空间，并且在舱内的延伸深度高，位于舱内不占据舱内空间，适合进行检修和清除工作。

具体的，两个连接杆104均通过螺栓与连接板201固定连接。

本实施例中，将第一延伸机构2与两个连接杆104进行连接，通过启动旋转电机102带动旋转盘103转动，即可直接带动第一延伸机构2转动，最终可以带动检修机构4和清除机构5转动，第一延伸机构2主要目的是为了对检修机构4和清除机构5在舱内的深度进行调整，通过启动第一伺服电机203带动第一丝杆202转动，此时螺纹筒205在第一丝杆202上移动，同时带动调节板207进行移动，调节板207通过两个滑筒206在两个滑杆204上滑行，通过第一伺服电机203进行正转或反转，从而对调节板207的移动方向进行调整，既对检修机构4和清除机构5位于舱内的深度进行调整，可以满足舱内不同深度位置的检修和清除工作，适用性高。

具体的，调节板207上开设有三个通孔，第一丝杆202和滑杆204的直径均小于通孔的直径。

本实施例中，由于第一丝杆202和两个滑杆204的设计均贯穿调节板207，三个通孔的设计，可以保证于第一丝杆202和两个滑杆204均不与调节板207接触，使调节板207的移动过程更加顺畅。

具体的，两个固定筒301均通过螺栓固定在调节板207的一侧，两个第二伺服电机302均通过螺栓固定在调节板207的另一侧。

本实施例中，将两个第二延伸机构3均固定在调节板207上，第二延伸机构3的主要目的是为了进一步提高检修机构4和清除机构5位于舱内的深度，两个第二延伸机构3的工作原理相同，通过启动第二伺服电机302带动第二丝杆303转动，带动调节柱304在滑管305内滑行，既调节柱304在第二丝杆303上移动的同时并在滑管305内滑行，从而对检修机构4和清除机构5进行深度调整；两个第二延伸机构3设计在第一丝杆202和滑杆204形成的空间内，缩小的本发明的体积，并且本发明的整体最大直径为连接板201的直径，从而保证了本发明的结构设计小巧，同时各机构的设计尽量紧凑，从而适合舱内的狭窄环境。

具体的，两个调节柱304一端的内壁设置有螺纹，第一底座401和第二底座501均通过螺栓与相对应的调节柱304固定连接。

本实施例中，将检修机构4和清除机构5分别固定在相对应的调节柱304上，检修机构4和清除机构5均采用螺栓进行固定，可以对其进行更换，根据不同舱内情况更换不同的设备进行检修和清除操作；检修机构4工作进行时，可以通过第一调节马达403带动第一调节轴402转动，既带动第一支杆404转动，可以对十字型起子406的角度进行调整，此时只能沿着第一调节轴402的轴向进行顺时针90°和逆时针90°调整，由于旋转机构1的设计，可以将十字型起子406沿着旋转电机102输出轴的轴向进行360°的调整，从而确保十字型起子406可以在舱内进行多角度的调整，可以对舱内连接部位的螺丝、螺栓等拧紧操作，由于十字型起子406与旋转马达405采用的是螺纹连接，因此可以更换不同类型的起子、如一字型起子和梅花形起子等，不仅仅限制于十字型起子406，同样可以对检修机构4的类型进行更换，由于采用螺栓的方式将第一底座401固定在调节柱304上，同样可以通过螺栓将其拆卸分离，可以固定安装有机械手剪刀的设备，也可以安装具有电焊头的设备等，安装的具体设备可以根据不同舱内情况进行更换，不仅仅局限于对舱内的连接部位进行拧紧操作的设备；同理清除机构5工作时与检修机构4工作原理相似，主要依靠真空吸盘505直接将异物进行吸附带动舱内，同时探测镜头506的作用为了对舱内环境进行观察，从而方便真空吸盘505和十字型起子406工作，同理可以采用小型机械手的方式将异物从舱内带出，不仅仅局限于使用真空吸盘505进行异物清除。

本发明的工作原理及使用流程：可以通过手持握把105对本发明进行移动，然后通过支座101将本发明固定在可以进行横向和纵向移动的设备上，既可以对检修机构4和清除机构5在舱内进行X轴和Y轴方向调节的设备，其中第一延伸机构2和第二延伸机构3主要对检修机构4和清除机构5在舱内进行Z轴方向的调节，然后将检修机构4和清除机构5放入到舱内即可，对检修机构4和清除机构5的深度调节主要分为三步，第一步是首先启动第一伺服电机203带动第一丝杆202转动，此时螺纹筒205在第一丝杆202上移动，同时带动调节板207进行移动，调节板207通过两个滑筒206在两个滑杆204上滑行，通过对两个第二延伸机构3进行位置调整，既可以对检修机构4和清除机构5的位置进行调整，当调节板207位于第一丝杆202的中部时，停止第一伺服电机203，完成第一步的深度调整，如果还需要进行深度调整，此时通过启动第二伺服电机302带动第二丝杆303转动，带动调节柱304在滑管305内滑行，既调节柱304在第二丝杆303上移动的同时并在滑管305内滑行，从而对检修机构4和清除机构5进行第二步深度调整，若还需要进行深度调整，只需要再次启动第一伺服电机203即可，其中，主要通过探测镜头506对舱内环境检修观测，确定需要检修的位置和异物的位置，然后对检修机构4和清除机构5调整的位置进行确定，并且检修机构4和清除机构5在进行深度调整时，使用第二延伸机构3对检修机构4和清除机构5的深度调整各不影响，各自对应的第二伺服电机302对其进行不同深度的调整，但使用第一延伸机构2会对检修机构4和清除机构5进行相同的深度调整，需要使用十字型起子406时，通过第一调节马达403带动第一调节轴402转动，既带动第一支杆404转动，可以对十字型起子406的角度进行调整，此时只能沿着第一调节轴402的轴向进行顺时针90°和逆时针90°调整，由于旋转机构1的设计，可以将十字型起子406沿着旋转电机102输出轴的轴向进行360°的调整，从而确保十字型起子406可以在舱内进行多角度的调整，可以对舱内连接部位的螺丝、螺栓等拧紧操作，此时只是将十字型起子406调整到对应螺丝或螺栓的位置处，需要通过外部设备带其进行X轴和Y轴方向的调节，使十字型起子406与螺丝或螺栓接触，并通过旋转马达405带其转动对其进行拧紧操作，同理可以通过真空吸盘505将异物进行吸附并带出舱内。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，其特征在于：包括旋转机构（1）、第一延伸机构（2）、第二延伸机构（3）、检修机构（4）和清除机构（5），所述第一延伸机构（2）固定在旋转机构（1）上，所述第二延伸机构（3）的数量为两个，两个所述第二延伸机构（3）均固定在第一延伸机构（2）上，所述检修机构（4）和清除机构（5）分别固定在相对应的第二延伸机构（3）上；

所述旋转机构（1）包括支座（101），所述支座（101）的一侧固定安装有旋转电机（102），所述旋转电机（102）的输出轴固定安装有旋转盘（103），所述旋转盘（103）的一侧固定安装有两个连接杆（104），所述支座（101）的另一侧固定安装有握把（105）；

所述第一延伸机构（2）包括连接板（201），所述连接板（201）的一侧通过轴承座转动连接有第一丝杆（202），所述连接板（201）的另一侧固定安装有第一伺服电机（203），所述第一伺服电机（203）的输出轴通过联轴器与第一丝杆（202）的一端固定连接，所述连接板（201）的一侧固定安装有两个滑杆（204），所述第一丝杆（202）上螺纹连接有螺纹筒（205），两个所述滑杆（204）上均滑动连接有滑筒（206），所述螺纹筒（205）和两个滑筒（206）上固定安装有调节板（207）；

所述第二延伸机构（3）包括固定筒（301）和第二伺服电机（302），所述固定筒（301）内壁的一侧通过轴承座转动连接有第二丝杆（303），所述第二伺服电机（302）的输出轴通过联轴器与第二丝杆（303）的一端固定连接，所述第二丝杆（303）上螺纹连接有调节柱（304），所述固定筒（301）的内壁固定安装有滑管（305），所述调节柱（304）的外表面与固定筒（301）的内壁滑动连接；

所述检修机构（4）包括第一底座（401），所述第一底座（401）上通过轴承转动连接有第一调节轴（402），所述第一底座（401）上固定安装有第一调节马达（403），所述第一调节马达（403）的输出轴通过联轴器与第一调节轴（402）的一端固定连接，所述第一调节轴（402）上固定安装有第一支杆（404），所述第一支杆（404）的内部固定安装有旋转马达（405），所述旋转马达（405）的输出轴螺纹连接有十字型起子（406）；

所述清除机构（5）包括第二底座（501），所述第二底座（501）上通过轴承转动连接有第二调节轴（502），所述第二底座（501）上固定安装有第二调节马达（503），所述第二调节马达（503）的输出轴通过联轴器与第二调节轴（502）的二端固定连接，所述第二调节轴（502）上固定安装有第二支杆（504），所述第二支杆（504）的一端固定安装有真空吸盘（505），所述第二支杆（504）上固定安装有探测镜头（506）。

2.根据权利要求1所述的一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，其特征在于：两个所述连接杆（104）均通过螺栓与连接板（201）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，其特征在于：所述调节板（207）上开设有三个通孔，所述第一丝杆（202）和滑杆（204）的直径均小于通孔的直径。

4.根据权利要求1所述的一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，其特征在于：两个所述固定筒（301）均通过螺栓固定在调节板（207）的一侧，两个所述第二伺服电机（302）均通过螺栓固定在调节板（207）的另一侧。

5.根据权利要求1所述的一种复杂狭窄舱内结构探测清除作业机器人，其特征在于：两个所述调节柱（304）一端的内壁设置有螺纹，所述第一底座（401）和第二底座（501）均通过螺栓与相对应的调节柱（304）固定连接。

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