CN110524329B - 一种用于圆管护栏打磨的无人机器人 - Google Patents

一种用于圆管护栏打磨的无人机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于圆管护栏打磨的无人机器人，涉及打磨设备领域，包括：一用于驱动该机器人运动的驱动机构，一用于对圆管表面进行打磨的打磨机构，一用于将该机器人固定于圆管上的固定机构；驱动机构用于承载打磨机构和固定机构；打磨机构安装于固定机构上，且打磨机构能够在固定机构上往复运动；本技术方案用于圆管护栏打磨的无人机器人通过全自动控制的设计，使机器人在打磨过程中无需人员参与，减轻人工劳动强度，也提高了人员的操作安全性，并且通过固定机构的设计，使机器人在打磨过程中可以稳定的固定在圆管上，有效的防止机器人因为震动而偏移位置。

Description

一种用于圆管护栏打磨的无人机器人
技术领域
本发明涉及打磨设备领域，尤其涉及一种用于圆管护栏打磨的无人机器人。
背景技术
公路上的护栏五花八门，其中一种为混凝土坝体上安装金属圆管，常常用于城市的高架，此类护栏的圆管部分需要经常打磨上漆，但是由于在高架上，来往车辆速度较快，因此也增加了工人的危险性，急需一种能够替代人工的机械；
如中国发明专利CN 204711719 U公开了一种机械制造使用的钢管快速打磨机，磁性轮子吸附在钢管上，钢管快速打磨机一边沿着钢管转动，一边圆柱形砂轮辊高速旋转完成对钢管的打磨作业，并且凹槽形砂轮辊能够完成钢管焊缝的打磨工作，钢管快速打磨机半自动化程度高，减轻了劳动强度，提高了工作效率，降低了磨削对人体的伤害。磁性轮子固定安装在转轴上，并且磁性轮子吸附在钢管上，主动齿轮固定连接在减速器I的轴上。从动齿轮固定安装在圆柱形砂轮辊的轴上，圆柱形砂轮辊与钢管接触。减速器II安装在打磨机外壳上，减速器II的轴穿过打磨机外壳并与链轮固定连接。链轮与链条配合，凹槽形砂轮辊能够与圆柱形砂轮辊互换。
又如中国发明专利CN 105313009 A公开了一种用于钢管打磨的装置，主要包括底板座以及底板座上方的弧形槽，底板座上方左右两端均设有高架台，高架台下部安装有气缸，气缸连接有弧形压块，弧形槽上方具有形状与自身相适配且水平滑动安装在底板座上方的打磨块。本发明使用简单，能够快速将钢管进行自动固定夹紧，并方便操作者进行有效打磨，相对使用较为省力。
上述发明针对钢管的打磨设备的改进在很大程度上提高了工人的工作效率，但都无法脱离人工的操作，对于工人在公路上的工作危险仍无法避免。
发明内容
一、要解决的技术问题
本发明的目的是针对现有技术所存在的上述问题，特提供一种用于圆管护栏打磨的无人机器人，以克服现有技术中钢管打磨机需要人工操作的问题。
二、技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于圆管护栏打磨的无人机器人包括：一用于驱动该机器人运动的驱动机构，
一用于对圆管表面进行打磨的打磨机构，
一用于将该机器人固定于圆管上的固定机构；
驱动机构用于承载打磨机构和固定机构；
打磨机构安装于固定机构上，且打磨机构能够在固定机构上往复运动；
固定机构包括第一固定装置和第二固定装置，第一固定装置和第二固定装置之间通过光杆连接；
第一固定装置和第二固定装置均包括连接座、夹臂、夹臂电机、夹臂连接杆、夹臂连接块和夹臂传动杆；
夹臂活动安装在连接座两端，且夹臂上做杠杆运动；
夹臂电机安装于连接座上，且夹臂电机的前出轴与夹臂传动杆固定连接；
夹臂连接杆的第一端与夹臂连接块活动连接，夹臂连接杆的第二端与夹臂活动连接；
夹臂连接块套设于夹臂传动杆杆上。
本技术方案用于圆管护栏打磨的无人机器人通过全自动控制的设计，使机器人在打磨过程中无需人员参与，减轻人工劳动强度，也提高了人员的操作安全性，并且通过固定机构的设计，使机器人在打磨过程中可以稳定的固定在圆管上，有效的防止机器人因为震动而偏移位置。
其中，夹臂包括第一夹板、第二夹板和夹块；
夹块固定于第一夹板和第二夹板之间。
本技术方案的夹臂通过夹板和夹块的设计，使夹臂的结构更加简单化，并且夹板还位于夹臂传动杆和连接座两侧的设计，使夹臂的运动更加稳定。
其中，夹块上与圆管的接触面上还设有防滑减震层。
本技术方案的夹臂通过在夹块上设置防滑防滑减震层的设计，使夹臂夹紧圆管后能使机器人在打磨过程中得到有效的减震效果。
其中，驱动机构包括连接板、驱动电机、电机座和橡胶轮；
电机座固定驱动电机，橡胶轮连接驱动电机的前出轴，连接板连接电机座。
其中，打磨机构包括打磨驱动组件、纵向打磨组件和横向打磨组件；
纵向打磨组件和横向打磨组件呈十字交叉排列安装于打磨驱动组件上，且打磨驱动组件能够驱动纵向打磨组件和横向打磨组件沿圆管的轴向做往复直线运动，使纵向打磨组件和横向打磨组件对圆管进行打磨。
本技术方案的打磨机构通过将纵向打磨组件和横向打磨组件十字交叉排列安装的设计，使打磨机构对圆管的打磨更加全面。
其中，打磨驱动组件包括打磨滑块、打磨滑块驱动杆、打磨滑块驱动电机、打磨滑块驱动电机支架；
打磨滑块套设于光杆上，且打磨滑块能在光杆上滑动；
打磨滑块驱动电机安装于打磨滑块驱动电机支架上，打磨滑块驱动杆与打磨滑块驱动电机固定连接，打磨滑块驱动电机能够驱动打磨滑块驱动杆旋转；
打磨滑块驱动杆贯穿打磨滑块，旋转打磨滑块驱动杆能够使打磨滑块在光杆上滑动。
其中，纵向打磨组件包括第一纵向打磨砂轮、第二纵向打磨砂轮、纵向砂轮驱动电机和纵向固定装置；
第一纵向打磨砂轮和第二纵向打磨砂轮上下叠加安装在纵向固定装置上，且第一纵向打磨砂轮和第二纵向打磨砂轮分别位于圆管的上下两侧；
第一纵向打磨砂轮与第二纵向打磨砂轮通过同步带传动连接；
纵向砂轮驱动电机与第一纵向打磨砂轮通过同步带传动连接。
其中，横向打磨组件包括：第一横向打磨砂轮、第二横向打磨砂轮、横向砂轮驱动电机和横向固定装置；
第一横向打磨砂轮和第二横向打磨砂轮安装在横向固定装置，且第一横向打磨砂轮和第二横向打磨砂轮分别位于圆管的左右两侧；
横向驱动电机设置于横向固定装置底部，且横向驱动电机与第一横向打磨砂轮传动连接；
第一横向打磨砂轮和第二横向打磨砂轮之间通过同步带轮实现传动连接。
其中，第一纵向打磨砂轮、第二纵向打磨砂轮、第一横向打磨砂轮和第二横向打磨砂轮的外圆面上均设有凹弧；
凹弧的半径与圆管的半径相等，凹弧的弧长的长度为圆管周长的四分之一。
本技术方案的打磨砂轮通过与圆管相同半径的凹弧设计，使打磨轮可以更好的与圆管的外
边面接触，提高了打磨的效率。
其中，防滑减震层为柔性橡胶制成，且防滑减震层与圆管的接触面还设有触角。
本技术方案的防滑减震通过柔性橡胶制作的设计，使夹臂在夹紧圆管后进一步起到防滑的效果。
附图说明
图1为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人在圆管上的打磨示意图；
图2为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的整体示意图；
图3为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的驱动机构示意图；
图4为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的打磨机构示意图；
图5为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的固定机构示意图；
图6为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的第一固定装置或第二固定装置示意图；
图7为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的夹臂爆炸图；
图8为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的纵向打磨组件示意图；
图9为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的纵向打磨组件示意图；
图10为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的打磨驱动组件示意图；
图11为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的第一纵向打磨砂轮或第二纵向打磨砂轮或第一横向打磨砂轮或第二横向打磨砂轮示意图；
图12为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的防滑减震层示意图；
图13为本发明的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的打磨机构在圆管上的打磨截面示意图；
图中：1为驱动机构；2为打磨机构；3为固定机构；11为连接板；12为驱动电机；13为电机座；14为橡胶轮；21为打磨驱动组件；22为纵向打磨组件；23为横向打磨组件；31为连接座；32为夹臂；33为夹臂电机；34为夹臂连接杆；35为夹臂连接块；36为夹臂传动杆；100为圆管；101为触角；200为凹弧；211为打磨滑块；212为打磨滑块驱动杆；213为打磨滑块驱动电机；214为打磨滑块驱动电机支架；221为第一纵向打磨砂轮；222为第二纵向打磨砂轮；223为纵向砂轮驱动电机；224为纵向固定装置；231为第一横向打磨砂轮；232为第二横向打磨砂轮；233为横向砂轮驱动电机；234为横向固定装置；301为第一固定装置；302为第二固定装置；303为光杆；321为第一夹板；322为第二夹板；323为夹块；324为防滑减震层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例一
本实施例的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人的结构如图1至图13所示包括：
一用于驱动该机器人运动的驱动机构1，驱动机构1驱动整个机器人沿着圆管100的轴向在坝体上移动；
一用于对圆管100表面进行打磨的打磨机构2，打磨机构2负责对圆管100的外表面进行打磨，对圆管外表面进行打磨除锈。
一用于将该机器人固定于圆管100上的固定机构3，固定机构3将整个机器人与圆管100固定，防止机器人因为打磨机构2的震动而产生位置偏移。
驱动机构1用于承载打磨机构2和固定机构3；
打磨机构2安装于固定机构3上，且打磨机构2能够在固定机构3上往复运动；
固定机构3包括第一固定装置301和第二固定装置302，第一固定装置301和第二固定装置302之间通过两根光杆303连接；
第一固定装置301和第二固定装置302均包括连接座31、两夹臂32、夹臂电机33、夹臂连接杆34、夹臂连接块35和夹臂传动杆36；
夹臂32活动安装在连接座31两端，且夹臂32上做杠杆运动；
夹臂电机33安装于连接座31上，且夹臂电机33的前出轴与夹臂传动杆36固定连接；
夹臂连接杆34的第一端与夹臂连接块35活动连接，夹臂连接杆34的第二端与夹臂32活动连接；
夹臂连接块35套设于夹臂传动杆36杆上。
夹臂32包括第一夹板321、第二夹板322和夹块323；
夹块323固定于第一夹板321和第二夹板322之间。
同时第一夹板321和第二夹板322还在连接座31和夹臂连接杆34的两侧，通过销轴将第一夹板321和第二夹板与连接座31或夹臂连接杆34活动连接；
夹臂电机33驱动夹臂传动杆36旋转时，夹臂连接块35能在夹臂传动杆36上滑动，夹臂连接块35向上滑动时，两夹臂32互相张开，夹臂连接块35向下滑动时，两夹臂32对圆管夹紧；
打磨时，夹臂电机33驱动夹臂传动杆36旋转，夹臂连接块35向下滑动，两夹臂32对圆管夹紧；
打磨结束后，夹臂电机33驱动夹臂传动杆36反向旋转，夹臂连接块35向上滑动时，两夹臂32互相张；
驱动机构1驱动整个机器人沿着圆管100的轴向在坝体上移动，使机器人进入圆管100的下一段需要打磨的位置；
驱动机构1包括连接板11、驱动电机12、电机座13和橡胶轮14；
连接板11连接电机座13，电机座13固定驱动电机12，橡胶轮14连接驱动电机12的前出轴，驱动电机12驱动橡胶轮14旋转。
打磨机构2包括打磨驱动组件21、纵向打磨组件22和横向打磨组件23；
纵向打磨组件22和横向打磨组件23呈十字交叉排列安装于打磨驱动组件21上，且打磨驱动组件21能够驱动纵向打磨组件22和横向打磨组件23沿圆管100的轴向做往复直线运动，使纵向打磨组件22和横向打磨组件23对圆管100进行打磨。
打磨驱动组件21包括打磨滑块211、打磨滑块驱动杆212、打磨滑块驱动电机213、打磨滑块驱动电机支架214；
打磨滑块211套设于光杆303上，且打磨滑块211能在光杆303上滑动；
打磨滑块驱动电机213安装于打磨滑块驱动电机支架214上，打磨滑块驱动杆212与打磨滑块驱动电机213固定连接，打磨滑块驱动电机213能够驱动打磨滑块驱动杆212旋转；
打磨滑块驱动杆212贯穿打磨滑块211，旋转打磨滑块驱动杆212能够使打磨滑块211在光杆303上滑动。
打磨滑块驱动电机213驱动打磨滑块驱动杆212旋转，使打磨滑块211在光杆303上滑动，当打磨滑块211在光杆303上滑动到一端时，打磨滑块驱动电机213驱动打磨滑块驱动杆212反向旋转，打磨滑块211在光杆303上反向滑动，以此驱动纵向打磨组件22和横向打磨组件23对圆管100反复打磨直至达到打磨要求。
纵向打磨组件22包括第一纵向打磨砂轮221、第二纵向打磨砂轮222、纵向砂轮驱动电机223和纵向固定装置224；
第一纵向打磨砂轮221和第二纵向打磨砂轮222上下叠加安装在纵向固定装置224上，且第一纵向打磨砂轮221和第二纵向打磨砂轮222分别位于圆管100的上下两侧；
第一纵向打磨砂轮221与第二纵向打磨砂轮222通过同步带传动连接；
纵向砂轮驱动电机223与第一纵向打磨砂轮221通过同步带传动连接。
纵向砂轮驱动电机223驱动第一纵向打磨砂轮221旋转后，再由第一纵向打磨砂轮221带动第二纵向打磨砂轮222旋转，实现打磨工作。
横向打磨组件23包括：第一横向打磨砂轮231、第二横向打磨砂轮232、横向砂轮驱动电机233和横向固定装置234；
第一横向打磨砂轮231和第二横向打磨砂轮232安装在横向固定装置234，且第一横向打磨砂轮231和第二横向打磨砂轮232分别位于圆管100的左右两侧；
横向驱动电机233设置于横向固定装置234底部，且横向驱动电机233与第一横向打磨砂轮231传动连接；
第一横向打磨砂轮231和第二横向打磨砂轮232之间通过同步带轮实现传动连接。
横向驱动电机233驱动第一横向打磨砂轮231旋转后，再由第一横向打磨砂轮231带动第二横向打磨砂轮232转动，实现打磨工作。
第一纵向打磨砂轮221、第二纵向打磨砂轮222、第一横向打磨砂轮231和第二横向打磨砂轮232的外圆面上均设有凹弧200；
凹弧200的半径与圆管100的半径相等，凹弧200的弧长的长度为圆管100周长的四分之一；
四个打磨砂轮的凹弧200正好围成圆管100的周长，四个打磨砂轮同时转动可以实现对圆管100圆周外表面的全覆盖打磨。
实施例二
四个打磨砂轮同时工作的时候会产生大量的震动，如果震动太大不仅产生大量的噪音，还会降低机器人的使用寿命；
因此，为了降噪减震，在夹块323上与圆管100的接触面上还设有防滑减震层324；防滑减震层324为柔性橡胶制成，且防滑减震层324与圆管100的接触面还设有触角101，在夹臂32夹紧圆管100后防滑减震层324起到了良好的降噪减震功能，并且因为柔性橡胶的性能还使夹臂32提高了对圆管100的夹紧力。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于圆管护栏打磨的无人机器人，其特征在于，所述用于圆管护栏打磨的无人机器人包括：
一用于驱动该机器人运动的驱动机构(1)，
一用于对圆管(100)表面进行打磨的打磨机构(2)，
一用于将该机器人固定于所述圆管(100)上的固定机构(3)；
所述驱动机构(1)用于承载所述打磨机构(2)和所述固定机构(3)；
所述打磨机构(2)安装于所述固定机构(3)上，且所述打磨机构(2)能够在所述固定机构(3)上往复运动；
所述固定机构(3)包括第一固定装置(301)和第二固定装置(302)，所述第一固定装置(301)和第二固定装置(302)之间通过光杆(303)连接；
所述第一固定装置(301)和所述第二固定装置(302)均包括连接座(31)、夹臂(32)、夹臂电机(33)、夹臂连接杆(34)、夹臂连接块(35)和夹臂传动杆(36)；
所述夹臂(32)活动安装在连接座(31)两端，且所述夹臂(32)上做杠杆运动；
所述夹臂电机(33)安装于所述连接座(31)上，且所述夹臂电机(33)的前出轴与所述夹臂传动杆(36)固定连接；
所述夹臂连接杆(34)的第一端与所述夹臂连接块(35)活动连接，所述夹臂连接杆(34)的第二端与所述夹臂(32)活动连接；
所述夹臂连接块(35)套设于所述夹臂传动杆(36)杆上。
2.如权利要求1所述的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人，其特征在于，所述夹臂(32)包括第一夹板(321)、第二夹板(322)和夹块(323)；
所述夹块(323)固定于所述第一夹板(321)和所述第二夹板(322)之间。
3.如权利要求1所述的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人，其特征在于，所述打磨机构(2)包括打磨驱动组件(21)、纵向打磨组件(22)和横向打磨组件(23)；
所述纵向打磨组件(22)和所述横向打磨组件(23)呈十字交叉排列安装于所述打磨驱动组件(21)上，且所述打磨驱动组件(21)能够驱动所述纵向打磨组件(22)和所述横向打磨组件(23)沿圆管(100)的轴向做往复直线运动，使所述纵向打磨组件(22)和所述横向打磨组件(23)对圆管(100)进行打磨。
4.如权利要求3所述的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人，其特征在于，所述打磨驱动组件(21)包括打磨滑块(211)、打磨滑块驱动杆(212)、打磨滑块驱动电机(213)、打磨滑块驱动电机支架(214)；
所述打磨滑块(211)套设于所述光杆(303)上，且所述打磨滑块(211)能在所述光杆(303)上滑动；
所述打磨滑块驱动电机(213)安装于所述打磨滑块驱动电机支架(214)上，所述打磨滑块驱动杆(212)与所述打磨滑块驱动电机(213)固定连接，所述打磨滑块驱动电机(213)能够驱动所述打磨滑块驱动杆(212)旋转；
所述打磨滑块驱动杆(212)贯穿所述打磨滑块(211)，旋转所述打磨滑块驱动杆(212)能够使所述打磨滑块(211)在所述光杆(303)上滑动。
5.如权利要求4所述的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人，其特征在于，所述纵向打磨组件(22)包括第一纵向打磨砂轮(221)、第二纵向打磨砂轮(222)、纵向砂轮驱动电机(223)和纵向固定装置(224)；
所述第一纵向打磨砂轮(221)和所述第二纵向打磨砂轮(222)上下叠加安装在所述纵向固定装置(224)上，且所述第一纵向打磨砂轮(221)和所述第二纵向打磨砂轮(222)分别位于所述圆管(100)的上下两侧；
所述第一纵向打磨砂轮(221)与所述第二纵向打磨砂轮(222)通过同步带传动连接；
所述纵向砂轮驱动电机(223)与所述第一纵向打磨砂轮(221)通过同步带传动连接。
6.如权利要求3所述的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人，其特征在于，所述横向打磨组件(23)包括：第一横向打磨砂轮(231)、第二横向打磨砂轮(232)、横向砂轮驱动电机(233)和横向固定装置(234)；
所述第一横向打磨砂轮(231)和所述第二横向打磨砂轮(232)安装在所述横向固定装置(234)，且所述第一横向打磨砂轮(231)和所述第二横向打磨砂轮(232)分别位于所述圆管(100)的左右两侧；
所述横向驱动电机(233)设置于所述横向固定装置(234)底部，且所述横向驱动电机(233)与所述第一横向打磨砂轮(231)传动连接；
所述第一横向打磨砂轮(231)和所述第二横向打磨砂轮(232)之间通过同步带轮实现传动连接。
7.如权利要求5所述的一种用于圆管护栏打磨的无人机器人，其特征在于，所述第一纵向打磨砂轮(221)、第二纵向打磨砂轮(222)、第一横向打磨砂轮(231)和第二横向打磨砂轮(232)的外圆面上均设有凹弧(200)；
所述凹弧(200)的半径与所述圆管(100)的半径相等，所述凹弧(200)的弧长的长度为所述圆管(100)周长的四分之一。
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