CN110861724B - 一种新型爬壁机器人 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种新型爬壁机器人，包括：支撑架，以及一对截面形状为跑道型的履带；一对履带之间设有轨道，轨道通过弹性组件连接在支撑架上；履带包括工作区、空闲区，轨道设置在一对履带的工作区与空闲区之间的区域；履带的水平对称轴设为第一对称轴，轨道的水平对称轴设为第二对称轴，第一对称轴与第二对称轴平行，且第二对称轴距离工作区的垂直间距大于第二对称轴距离空闲区的垂直间距；轨道内卡接有可滑移的导轮；一对履带之间设有多个磁吸附单元；导轮与磁吸附单元之间连接有支杆。本申请的有益效果是：由于工作区与空闲区距离轨道的距离不同，使得弹性组件在导轮移动至对应工作区时被拉长，从而将机器人载荷施加至工作区上。

Description

一种新型爬壁机器人
技术领域
本公开涉及机器人技术领域，具体涉及一种新型爬壁机器人。
背景技术
现阶段履带式机器人的运用途径越来越广，对履带式机器人的要求也越来越来高，现阶段履带式机器人大多没有载荷分散机构，机器人载荷的大多数载荷重量会集中到少量的部分履带上，这将影响爬壁机器人爬壁的稳定性，对爬壁机器人的安全性造成隐患。
发明内容
本申请的目的是针对以上问题，提供一种新型爬壁机器人。
第一方面，本申请提供一种新型爬壁机器人，包括：支撑架，所述支撑架上设有驱动机构，所述支撑架上设有一对履带，所述驱动机构驱动一对所述履带同步移动，所述履带的截面形状设置为跑道型；一对所述履带之间设有轨道，所述轨道的截面形状与所述履带的截面形状一致，所述轨道通过弹性组件连接在所述支撑架上；所述履带包括工作区、空闲区以及连接在所述工作区与空闲区之间的弧形区，所述轨道对应设置在一对所述履带的工作区与空闲区之间的区域；所述履带与其行进方向平行的对称轴设为第一对称轴，所述轨道与所述履带行进方向平行的对称轴设为第二对称轴，所述第一对称轴与所述第二对称轴平行，且第二对称轴距离所述工作区的垂直间距大于第二对称轴距离空闲区的垂直间距；所述轨道内卡接有可滑移的导轮；一对所述履带之间均匀设有多个磁吸附单元；所述导轮与所述磁吸附单元之间连接有支杆。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述弹性组件设置在所述轨道的内侧，所述弹性组件包括承接板，所述承接板的一侧与所述支撑架固定连接，所述承接板表面设有多个压缩弹簧，所述压缩弹簧远离所述承接板的一端固定在所述轨道的内侧表面。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述支杆设置为刚性材料。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述磁吸附单元通过活动组件可转动地连接在一对所述履带之间。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述活动组件包括固定在一对所述履带表面的一对连接座，所述连接座上开设有第一通孔，所述磁吸附单元底面固定有对应所述连接座的插杆，所述插杆通过所述第一通孔可转动地插接在一对所述连接座之间。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述插杆上对应所述导轮设置一对连接耳，一对所述连接耳上连接有与所述导轮延伸方向平行的销轴，所述支杆的两端分别连接在所述导轮与所述销轴上。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述履带设置为链条。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述连接座通过螺栓固定在所述履带上。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述磁吸附单元底面与一对所述连接座之间连接有卡簧。
本发明的有益效果：本申请提供一种新型爬壁机器人，包括：支撑架，所述支撑架上设有驱动机构，所述支撑架上设有一对履带，所述驱动机构驱动一对所述履带同步移动，所述履带的截面形状设置为跑道型；一对所述履带之间设有轨道，所述轨道的截面形状与所述履带的截面形状一致，所述轨道通过弹性组件连接在所述支撑架上；所述履带包括工作区、空闲区以及连接在所述工作区与空闲区之间的弧形区，所述轨道对应设置在一对所述履带的工作区与空闲区之间的区域；所述履带与其行进方向平行的对称轴设为第一对称轴，所述轨道与所述履带行进方向平行的对称轴设为第二对称轴，所述第一对称轴与所述第二对称轴平行，且第二对称轴距离所述工作区的垂直间距大于第二对称轴距离空闲区的垂直间距；所述轨道内卡接有可滑移的导轮；一对所述履带之间均匀设有多个磁吸附单元；所述导轮与所述磁吸附单元之间连接有支杆。
由于工作区距离轨道的距离大于空闲区与轨道的距离，当磁吸附单元移动至工作区时，由于磁吸附单元与导轮连接的支杆长度不变，磁吸附单元通过支杆将导轮及轨道向靠近工作区方向牵引，而且由于支撑架位置不变，在牵引力的作用下使得弹性组件向靠近工作区方向变形伸长，从而使得轨道以及空闲区的负载重量通过被拉长的弹性组件被施加在工作区上的磁吸附单元上，因此机器人的负载被分散至工作区上的各个磁吸附单元上，降低了爬壁机器人从工作面上剥落的风险，进而增加了爬壁机器人工作的稳定性。
附图说明
图1为本申请第一种实施例的结构示意图；
图2为本申请第一种实施例中弹性组件的结构示意图；
图3为本申请第一种实施例中侧视结构示意图；
图中所述文字标注表示为：100、支撑架；200、履带；210、工作区；220、空闲区；230、弧形区；240、第一对称轴；300、轨道；310、第二对称轴；400、弹性组件；410、承接板；420、压缩弹簧；500、导轮；600、磁吸附单元；700、支杆；810、连接座；820、插杆；830、连接耳；840、销轴。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。
如图1所示为本申请的第一种实施例的示意图，包括：支撑架100，所述支撑架100上设有驱动机构，所述支撑架100上设有一对履带200，所述驱动机构驱动一对所述履带200同步移动，所述履带200的截面形状设置为跑道型。优选地，所述履带200设置为链条，本实施例中，一对驱动轮驱动一对链条同步移动，由于驱动轮与支撑架100固定连接，因此一对履带200移动过程中带动支撑架100及驱动机构同步移动。
一对所述履带200之间设有轨道300，所述轨道300的截面形状与所述履带200的截面形状一致，但是尺寸小于履带200截面的尺寸，所述轨道300通过弹性组件400连接在所述支撑架100上。
在一优选实施例中，如图2所示，所述弹性组件400设置在所述轨道300的内侧，所述弹性组件400包括承接板410，所述承接板410的一侧与所述支撑架100固定连接，所述承接板410表面设有多个压缩弹簧420，所述压缩弹簧420远离所述承接板410的一端固定在所述轨道300的内侧表面。本优选实施例中，轨道300通过承接板410与支撑架100之间连接压缩弹簧420，可以使得轨道300相对于支撑架100可活动。
所述履带200包括工作区210、空闲区220以及连接在所述工作区210与空闲区220之间的弧形区230，本实施例中，履带200的工作区210、空闲区220以及弧形区230的外表面均匀设置磁吸附单元600，履带200在工作表面时工作区210上的磁吸附单元600吸附在工作表面，而空闲区220及弧形区230上的磁吸附单元600不工作处于空闲状态。本实施例各个附图中在履带200上只示意地示出一个磁吸附单元600，本实施例实际使用中履带200上应均匀设置多个磁吸附单元600，优选地，履带200两侧设置加宽的链夹，每间隔一个链夹的宽度设置一个磁吸附单元600。
所述轨道300对应设置在一对所述履带200的工作区210与空闲区220之间的区域，本实施例中，由于轨道300尺寸小于履带200尺寸，所以轨道300设置在相对于履带200的工作区210与空闲区220之间，而且为保证平衡性将轨道300设置在一对履带200中间使得轨道300距离一对履带200的水平间距一致。
所述履带200与其行进方向平行的对称轴设为第一对称轴240，所述轨道300与所述履带200行进方向平行的对称轴设为第二对称轴310，所述第一对称轴240与所述第二对称轴310平行，且第二对称轴310距离所述工作区210的垂直间距大于第二对称轴310距离空闲区220的垂直间距。在本实施例中，轨道300的第二对称轴310与履带200的第一对称轴240不重合且第二对称轴310设置在靠近履带200空闲区220的一侧，也即工作区210距离同侧的轨道300表面的垂直间距大于空闲区220距离同侧的轨道300表面的垂直间距。
所述轨道300内卡接有可滑移的导轮500；所述导轮500与所述磁吸附单元600之间连接有支杆700。本实施例中，为保证导轮500运动中的平衡性，支杆700的两端分别连接在导轮500的中部与磁吸附单元600的中部。在本实施例中，所述支杆700设置为刚性材料。
在一优选实施例中，所述磁吸附单元600通过活动组件可转动地连接在一对所述履带200之间。本实施例中，将磁吸附单元600设置为相对于履带200表面可转动活动的，是为了适应不同工作面的轮廓使得磁吸附单元600更好更稳定地吸附在工作面上。
上述优选实施例中，如图2及图3所示，所述活动组件包括固定在一对所述履带200表面的一对连接座810，所述连接座810通过螺栓固定在所述履带200上，所述连接座810上开设有第一通孔，所述磁吸附单元600底面固定有对应所述连接座810的插杆820，所述插杆820通过所述第一通孔可转动地插接在一对所述连接座810之间。本优选实施例中，插杆820为空心圆管型插杆820。
优选地，所述插杆820上对应所述导轮500设置一对连接耳830，一对所述连接耳830上连接有与所述导轮500延伸方向平行的销轴840，所述支杆700的两端分别连接在所述导轮500与所述销轴840上。本优选实施例中，由于卡接在轨道300内的导轮500与磁吸附单元600通过支杆700刚性连接，但是由于轨道300通过弹性组件400与支撑架100弹性连接，因此磁吸附单元600也可以通过轨道300实现与支撑架100的弹性连接。
优选地，为使得磁吸附单元600在履带200上转动时不超过一定角度以保证磁吸附单元600连接的稳定性，所以在磁吸附单元600与连接座810之间设置限位：所述磁吸附单元600底面与一对所述连接座810之间连接有卡簧。
本实施例将机器人的载荷分散到工作区210上的各个磁吸附单元600上的工作原理为：以爬壁机器人吸附在工况中的顶面为例，工作区210的磁吸附单元600吸附在工作顶面上，由于履带200是铰链连接的，因此履带200具有柔性，当履带200吸附在工作顶面时，由于其自身是柔性的而非刚性的，因此履带200的工作区210中各个磁吸附单元600对机器人载荷的负载能力并不一致，机器人此时吊装在顶面时，机器人的重力主要工作区210上两端的履带200的磁吸附单元600上，进而出现机器人重力负载不能分散到每一个工作区210的磁吸附单元600上。但是通过本实施例的设置，由于支杆700长度不变但是轨道300距离工作区210履带200的距离大于非工作区210的履带200距离，因此要使得支杆700顺利通过工作区210，支杆700会牵引轨道300向靠近履带200的工作区210方向移动，此时弹性组件400被拉长，导轮500与磁吸附单元600之间产生牵引力，因此位于工作区210中间段的磁吸附单元600在拉长的弹性组件400的拉力作用下能够更好的牵引导轮500以及负载导轮500所连接的轨道300以及其他部分的重力载荷，因此机器人的重力及其他载荷可以更好的分散到各个工作区210的磁吸附单元600上，因此爬壁机器人在倒挂吸附工作时稳定性更高，不容易出现脱落的问题。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种新型爬壁机器人，其特征在于，包括：支撑架(100)，所述支撑架(100)上设有驱动机构，所述支撑架(100)上设有一对履带(200)，所述驱动机构驱动一对所述履带(200)同步移动，所述履带(200)的截面形状设置为跑道型；
一对所述履带(200)之间设有轨道(300)，所述轨道(300)的截面形状与所述履带(200)的截面形状一致，所述轨道(300)通过弹性组件(400)连接在所述支撑架(100)上；所述履带(200)包括工作区(210)、空闲区(220)以及连接在所述工作区(210)与空闲区(220)之间的弧形区(230)，所述轨道(300)对应设置在一对所述履带(200)的工作区(210)与空闲区(220)之间的区域；
所述履带(200)与其行进方向平行的对称轴设为第一对称轴(240)，所述轨道(300)与所述履带(200)行进方向平行的对称轴设为第二对称轴(310)，所述第一对称轴(240)与所述第二对称轴(310)平行，且第二对称轴(310)距离所述工作区(210)的垂直间距大于第二对称轴(310)距离空闲区(220)的垂直间距；
所述轨道(300)内卡接有可滑移的导轮(500)；一对所述履带(200)之间均匀设有多个磁吸附单元(600)；所述导轮(500)与所述磁吸附单元(600)之间连接有支杆(700)。
2.根据权利要求1所述的新型爬壁机器人，其特征在于，所述弹性组件(400)设置在所述轨道(300)的内侧，所述弹性组件(400)包括承接板(410)，所述承接板(410)的一侧与所述支撑架(100)固定连接，所述承接板(410)表面设有多个压缩弹簧(420)，所述压缩弹簧(420)远离所述承接板(410)的一端固定在所述轨道(300)的内侧表面。
3.根据权利要求1所述的新型爬壁机器人，其特征在于，所述支杆(700)设置为刚性材料。
4.根据权利要求1所述的新型爬壁机器人，其特征在于，所述磁吸附单元(600)通过活动组件可转动地连接在一对所述履带(200)之间。
5.根据权利要求4所述的新型爬壁机器人，其特征在于，所述活动组件包括固定在一对所述履带(200)表面的一对连接座(810)，所述连接座(810)上开设有第一通孔，所述磁吸附单元(600)底面固定有对应所述连接座(810)的插杆(820)，所述插杆(820)通过所述第一通孔可转动地插接在一对所述连接座(810)之间。
6.根据权利要求5所述的新型爬壁机器人，其特征在于，所述插杆(820)上对应所述导轮(500)设置一对连接耳(830)，一对所述连接耳(830)上连接有与所述导轮(500)延伸方向平行的销轴(840)，所述支杆(700)的两端分别连接在所述导轮(500)与所述销轴(840)上。
7.根据权利要求1所述的新型爬壁机器人，其特征在于，所述履带(200)设置为链条。
8.根据权利要求5所述的新型爬壁机器人，其特征在于，所述连接座(810)通过螺栓固定在所述履带(200)上。
9.根据权利要求5所述的新型爬壁机器人，其特征在于，所述磁吸附单元(600)底面与一对所述连接座(810)之间连接有卡簧。
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