CN110371209B - 一种吸附机器人用壳体式磁轮以及具有其的吸附机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸附机器人技术领域，具体涉及一种吸附机器人用壳体式磁轮以及具有其的吸附机器人。一种吸附机器人用壳体式磁轮，包括：封闭轮体(1)，内部设有一容纳空间(3)；驱动结构(9)，设于所述容纳空间(3)中，且与所述封闭轮体(1)连接，用于驱动所述封闭轮体(1)转动。本发明提供了一种结构紧凑，便于安装和使用的吸附机器人用壳体式磁轮以及具有其的吸附机器人。

Description

一种吸附机器人用壳体式磁轮以及具有其的吸附机器人

技术领域

本发明涉及吸附机器人技术领域，具体涉及一种吸附机器人用壳体式磁轮以及具有其的吸附机器人。

背景技术

爬壁机器人是一种通过吸附装置吸附在垂直壁面上并具备移动功能的机器人，爬壁机器人可以携带清洗装置、打磨装置和检测装置等对壁面结构和内在缺陷进行清理检测等工作。爬壁机器人的操控一般都设在地面安全位置以确保操作人员的安全性。爬壁机器人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，一般要求壁面比较平整；永磁吸附方式则有永磁体和电磁铁两种方式，且以永磁体居多，广泛应用于石化企业对圆柱形大罐、船舶钢结构表面等导磁性壁面。爬壁机器人的驱动链轮、齿轮或同步带轮等传动件，一般安装在爬壁轮端面的外部，不仅占用一定的空间，还容易与其他零部件发生干涉，影响安装和使用。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的吸附机器人的传动链复杂，占用体积大，主体结构布置难，安装不便等缺陷，从而提供一种结构紧凑，便于安装和使用的吸附机器人用壳体式磁轮以及具有其的吸附机器人。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种吸附机器人用壳体式磁轮，包括：

封闭轮体，内部设有一容纳空间；

驱动结构，设于所述容纳空间中，且与所述封闭轮体连接，用于驱动所述封闭轮体转动。

所述的吸附机器人用壳体式磁轮，所述封闭轮体的端面上设有第一传动件，所述驱动结构与所述第一传动件连接。

所述的吸附机器人用壳体式磁轮，所述驱动结构包括动力输出件和与所述动力输出件连接的第二传动件，所述第二传动件与所述第一传动件传动连接。

所述的吸附机器人用壳体式磁轮，所述动力输出件为减速电机，所述第一传动件为内部成型有轮齿的齿圈，所述第二传动件为与所述齿圈啮合的驱动齿轮。

所述的吸附机器人用壳体式磁轮，还包括设于所述容纳空间中的磁体，所述磁体与所述封闭轮体的内壁间隙设置，并在所述封闭轮体转动时，相对所述封闭轮体的内壁滑动，以始终保持与导磁性吸附工作面垂直。

所述的吸附机器人用壳体式磁轮，所述容纳空间中还设有与所述封闭轮体的两个端面连接的轮轴，所述磁体和所述驱动结构均安装在所述轮轴上。

所述的吸附机器人用壳体式磁轮，还包括套设在所述轮轴上的一对安装架，所述安装架上设有所述磁体和所述驱动结构的安装孔。

所述的吸附机器人用壳体式磁轮，所述磁体和所述驱动结构关于所述轮轴基本对称设置。

所述的吸附机器人用壳体式磁轮，所述磁体上设有至少一个安装件，所述安装件插入所述安装孔中固定。

还提供了一种吸附机器人，包括所述的吸附机器人用壳体式磁轮。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的吸附机器人用壳体式磁轮，驱动结构设于封闭轮体内部的容纳空间，且与封闭轮体连接，用于驱动所述封闭轮体转动。这样使得整个磁轮的结构更加紧凑，避免了驱动结构安装在外部可能产生的空间占用和干涉问题，驱动结构处于封闭洁净空间内，运行工况得到优化，整体便于安装和使用。

2.本发明提供的吸附机器人用壳体式磁轮，动力输出件通过第二传动件与安装在封闭轮体端面上的第一传动件连接，使力的传输简洁、平稳，传动链不受外界环境中诸如水、粉尘等影响。

3.本发明提供的吸附机器人用壳体式磁轮，磁体设于封闭轮体内部的容纳空间中，且与封闭轮体的内壁间隙设置。在封闭轮体转动时，磁体可以相对封闭轮体的内壁滑动，以始终保持与导磁性吸附工作面垂直。磁轮转动过程中，封闭轮体表面的吸附异物大多数可被封闭轮体的转动带离其表面，这样就可以有效避免在封闭轮体转动过程中磁体对导磁性吸附工作面上异物的吸附，提高爬行效率，改善吸附效果。

4.本发明提供的吸附机器人用壳体式磁轮，磁体和驱动结构通过安装架设于封闭轮体内部的轮轴上，轮轴采用心轴型式，与爬壁吸附机器人主体连接简单，轮轴受力简化，因此结构重量可以得到大幅度优化。磁体可以通过安装辅助轮在封闭轮体内壁表面或法兰轨道上滚动，以释放在轮轴上的载荷，如此轮轴、安装架等结构可以进一步优化减重，磁体始终在封闭轮体内壁的预定位置相对封闭轮体滑动，保证吸附效果。

5.本发明提供的吸附机器人用壳体式磁轮，磁体和驱动结构关于轮轴基本对称设置，有效利用了磁轮内部空间，驱动结构与轮轴通过安装架固定且周向限制，保证了磁轮在爬行过程中的平稳性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的吸附机器人用壳体式磁轮的示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为磁轮的局部剖面图。

附图标记说明：

1－封闭轮体；2－磁体；3－容纳空间；4－轮轴；5－安装架；6－安装件；7－筒体；8－端盖；9－驱动结构；10－轮架；11－第一传动件；12－动力输出件；13－第二传动件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－3所示的吸附机器人用壳体式磁轮的一种具体实施方式，磁轮为薄壁宽幅轮体结构，外表面可以包覆橡胶层，以增大行走摩擦力，包括封闭轮体1和驱动结构9。封闭轮体1内部设有一容纳空间3，驱动结构9设于所述容纳空间3中，且与所述封闭轮体1连接，用于驱动所述封闭轮体1转动。为了减轻磁轮的整体重量，驱动结构9采用紧凑型减速电机，布置在轮轴4上方区域，在空间限制情况下，可以采用两驱并列方式。

为了使整个磁轮的结构更加紧凑，所述封闭轮体1的一个端面上设有第一传动件11，所述驱动结构9包括动力输出件12和与所述动力输出件12连接的第二传动件13，所述第二传动件13与所述第一传动件11传动连接。具体的，所述动力输出件12为减速电机，所述第一传动件11为内部成型有轮齿的齿圈，所述第二传动件13为与所述齿圈啮合的驱动齿轮。驱动齿轮安装在减速电机的输出轴上，且二者轴线共线，齿圈通过螺钉安装在封闭轮体1的端面内侧，减速电机转动，带动第二传动件13转动，进而通过啮合带动第一传动件11同步转动，使得封闭轮体1随之转动。

在所述容纳空间3中还设有磁体2，所述磁体2与所述封闭轮体1的内壁留有微小间隙设置，并在所述封闭轮体1转动时，通过吸附力自平衡方式相对所述封闭轮体1的内壁滑动，以始终保持与导磁性吸附工作面垂直，从而提供最大的吸附力，使磁轮具有更大的跨越能力。

为了使得磁体2按照预定的轨道在封闭轮体1内部的容纳空间3中滑动，磁体2的两侧设有用于相对封闭轮体1滑动的承重支撑轮，所述封闭轮体1的内壁上两侧位置设有允许承重支撑轮滑动的圆环支撑轨道，而中心腔体部分采用薄壁结构，以尽量减小磁体2与导磁性吸附工作面之间的吸附距离，最大化提高吸附力。所述容纳空间3中还设有与所述封闭轮体1的两个端面连接的轮轴4，端面中央设有轴孔，轮轴4的两端穿过轴孔并通过轴承与封闭轮体1的端盖8安装固定，封闭轮体1通过端盖8和轴承支撑并可绕轮轴4旋转。在所述轮轴4上套设有一对安装架5，所述安装架5上设有所述磁体2和所述驱动结构9的安装孔，所述磁体2和所述驱动结构9关于所述轮轴4基本对称设置。所述磁体2轴线上设有一个作为安装件6的连接杆，连接杆的两端分别插入一对安装架5的所述安装孔中通过轴承轮固定，从而将所述磁体2安装在所述轮轴4上；驱动结构9沿轴向的两个端部穿入相应的安装孔中固定，从而将驱动结构9安装在轮轴4上。

为了便于磁体2、安装架5、驱动结构9等的安装固定，所述封闭轮体1包括筒体7和设于筒体7两端的端盖8，所述端盖8与所述筒体7拆卸连接。筒体7两端设有加强护圈法兰，加强护圈法兰用于安装端盖8等零件。

为了便于磁轮的安装，在所述端盖8外侧还设有轮架10，所述轮轴4安装在轮架10上。

作为替代的实施方式，磁体2可以采用套装轴承的方式直接挂在轮轴4上，形成钟摆结构。或者直接内嵌在封闭轮体1内壁的预定轨道上，但可相对该预定轨道滑动。

作为替代的实施方式，磁体2内部平行于轴线可以设置两个连接杆，连接杆通过螺钉与一对安装架5紧固，安装更加牢固。

作为替代的实施方式，用于安装磁体2和驱动结构9的安装架5可以为分体设置，即两个安装架5分别安装磁体2和驱动结构9，一个安装架5作为保持架使用，允许磁体2做钟摆运动，另一个安装架则与轮轴4周向固定，限制驱动结构9相对转动。

作为替代的实施方式，驱动结构9可以采用小尺寸两驱并列同驱方式。

一种吸附机器人，包括所述的吸附机器人用壳体式磁轮，磁轮为对称设置的两个，或更多个。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种吸附机器人用壳体式磁轮，其特征在于，包括：

封闭轮体(1)，内部设有一容纳空间(3)；

驱动结构(9)，设于所述容纳空间(3)中，且与所述封闭轮体(1)连接，用于驱动所述封闭轮体(1)转动；

还包括设于所述容纳空间(3)中的磁体(2)，磁体(2)的两侧设有用于相对封闭轮体(1)滑动的承重支撑轮，所述封闭轮体(1)的内壁上两侧位置设有允许承重支撑轮滑动的圆环支撑轨道；

所述封闭轮体(1)的端面上设有第一传动件(11)，所述驱动结构(9)包括动力输出件(12)和与所述动力输出件(12)连接的第二传动件(13)，所述第二传动件(13)与所述第一传动件(11)传动连接，所述第一传动件(11)为内部成型有轮齿的齿圈，所述第二传动件(13)为与所述齿圈啮合的驱动齿轮，所述容纳空间(3)中还设有与所述封闭轮体(1)的两个端面连接的轮轴(4)，还包括套设在所述轮轴(4)上的一对安装架(5)，所述安装架(5)上设有所述磁体(2)和所述驱动结构(9)的安装孔。

2.根据权利要求1所述的吸附机器人用壳体式磁轮，其特征在于，所述动力输出件(12)为减速电机。

3.根据权利要求1－2任一项所述的吸附机器人用壳体式磁轮，其特征在于，所述磁体(2)与所述封闭轮体(1)的内壁间隙设置，并在所述封闭轮体(1)转动时，相对所述封闭轮体(1)的内壁滑动，以始终保持与导磁性吸附工作面垂直。

4.根据权利要求3所述的吸附机器人用壳体式磁轮，其特征在于，所述磁体(2)和所述驱动结构(9)均安装在所述轮轴(4)上。

5.根据权利要求4所述的吸附机器人用壳体式磁轮，其特征在于，所述磁体(2)和所述驱动结构(9)关于所述轮轴(4)基本对称设置。

6.根据权利要求4所述的吸附机器人用壳体式磁轮，其特征在于，所述磁体(2)上设有至少一个安装件(6)，所述安装件(6)插入所述安装孔中固定。

7.一种吸附机器人，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的吸附机器人用壳体式磁轮。

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