CN205766177U - 一种用于钢构体保养维护的机器人 - Google Patents

Abstract

一种用于钢构体保养维护的机器人，包括箱体结构的头部、躯干以及连接在躯干尾端的尾部，所述躯干和尾部的两侧均分别设置有机械行走腿，头部、躯干和尾部内腔均藏设有驱动机器人工作的伺服动力系统，所述头部底壁设置有用于清洁钢构体的除锈钢刷，且除锈钢刷一侧设置有可自由旋转的吹屑气孔头，躯干尾端底壁设置有油漆喷嘴，躯干顶壁穿设有连通外部电源、气源及油漆原料的电气管道，电气管道位于躯干内的一端分别与吹屑气孔头、油漆喷嘴以及伺服动力系统连通，且相邻吹屑气孔头和油漆喷嘴的位置处均分别设置有观察摄像头，躯干顶部靠近头部的一端设置有用于观察路况及测距的摄像装置。本实用新型所述的机器人，功能完善，工作效率高。

Description

一种用于钢构体保养维护的机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体为一种用于钢构体保养维护的机器人。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术指定的原则纲领行动。传统的工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。特别针对钢材工业，随着现在钢构结构的增多，维护作业的环境增多，多数情况下钢构结构的维护仍需要人工进行高空作业完成，由此涉及人工安全问题较多，且人工的工作效率低下，费时费力，完全不能满足大工业背景下机械产出的需要。另外，为应对实际发展的需要，现有的钢结构维护机器人仅仅是单一地在钢结构表面进行防腐蚀的清洗、喷涂维护作业，在喷涂前仍需进行人工的打磨除锈等预处理，功能不完善，工作效率仍旧低下。

实用新型内容

为了解决人工进行钢构体维护存在的安全及效率问题，以及现有的钢构体维护机器人功能不全和效率低下的问题，本实用新型的目的是提出一种功能完善、工作效率高的用于钢构体保养维护的机器人。

本实用新型为了解决上述问题所采取的技术方案为：一种用于钢构体保养维护的机器人，包括箱体结构的头部、躯干以及连接在躯干尾端的尾部，所述躯干和尾部的两侧均分别设置有机械行走腿，头部、躯干和尾部内腔均藏设有驱动机器人工作的伺服动力系统，所述头部底壁设置有用于清洁钢构体的除锈钢刷，且除锈钢刷一侧设置有可自由旋转的吹屑气孔头，躯干尾端底壁设置有油漆喷嘴，躯干顶壁穿设有连通外部电源、气源及油漆原料的电气管道，电气管道位于躯干内的一端分别与吹屑气孔头、油漆喷嘴以及伺服动力系统连通，且相邻吹屑气孔头和油漆喷嘴的位置处均分别设置有观察摄像头，躯干顶部靠近头部的一端设置有用于观察路况及测距的摄像装置。

优选的，所述尾部通过万向轴承与躯干尾端连接为一体。

优选的，所述除锈钢刷通过传动轴与伺服动力系统连接以使伺服动力系统驱动除锈钢刷自转实现除锈。

优选的，所述吹屑气孔头为具有一个出气孔的球形喷头，该球形喷头通过一万向节与固设在头部底壁的连接柱连接为一体，且球形喷头通过藏设在连接柱内腔的电气路管线分别与电气管道和伺服动力系统连通，并由伺服动力系统驱动球形喷头自由旋转。

优选的，所述吹屑气孔头沿机器人行走方向相邻设置在除锈钢刷尾侧。

优选的，所述躯干和尾部的底壁均设置有磁性轮。

优选的，所述躯干和尾部的两侧分别设置有四对由机械臂组成的机械行走腿，该机械行走腿包括设置在躯干首端两侧和尾部尾端两侧的用于地面行走的越障腿以及躯干尾端两侧和尾部首端两侧的用于夹持钢构体的夹持腿，且机械行走腿的足部均设置有电磁铁吸盘。

优选的，所述躯干和尾部的顶壁均设置有用于防止机器人从高空掉落的吊绳。

优选的，所述电气管道与吹屑气孔头和油漆喷嘴连接处设置有用于控制电气管道通断的电磁阀。

优选的，所述躯干内藏设有用于远程操控机器人工作的无线远程接收控制系统。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，可替代人工在高空对钢构体做打磨喷涂作业，大大降低了人员高空安全作业因素，机器人可翻越一定的障碍，处理复杂结构的保养任务，且设有摄像探测系统，可以观察施工的效果，保证质量与安全。

第二，本实用新型所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，集钢结构表面除锈、清洗、喷涂为一体，可一次性完成钢构体表面的维护作业，且在维护作业的同时通过观察摄像头进行实时的监测，工作效率高，且维护效果好。

第三，本实用新型所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，尾部通过万向轴承与躯干连接后，可有效地在机器人行进过程中起到平衡的作用，且消除了机器人长度较长的缺点，特别是在拐角处，万向轴承可有效使尾部与躯干之间形成缓冲弯折，可应对多种复杂工况。

第四，本实用新型所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，机器人上分别设置了两对用于行走的机械臂结构的越障腿，可有效应对多种复杂路况，实现越障行走，同时，在两对越障腿之间设置的两对夹持腿可在机器人停止行进时有效夹持在钢构体上，保证机器人能够稳固的在钢构体上进行维护作业。

第五，本实用新型所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，机器人在进行高空维护作业过程中，顶壁的吊绳作为安全防护的保障，可防止机器人在出现意外的情况下从高空掉落，消除了安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型一种用于钢构体保养维护的机器人的立体结构图A；

图2为本实用新型一种用于钢构体保养维护的机器人的立体结构图B；

图中标记：1、头部，2、躯干，3、尾部，301、万向轴承，4、机械行走腿，401、越障腿，402、夹持腿，5、除锈钢刷，6、吹屑气孔头，7、油漆喷嘴，8、电气管道，9、观察摄像头，10、摄像装置，11、磁性轮，12、电磁铁吸盘，13、吊绳。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作详细说明，本实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。

如图所示，本实用新型为一种用于钢构体保养维护的机器人，包括箱体结构的头部1、躯干2以及连接在躯干2尾端的尾部3，所述躯干2和尾部3的两侧均分别设置有机械行走腿4，头部1、躯干2和尾部3内腔均藏设有驱动机器人工作的伺服动力系统，所述头部1底壁设置有用于清洁钢构体的除锈钢刷5，且除锈钢刷5一侧设置有可自由旋转的吹屑气孔头6，躯干2尾端底壁设置有油漆喷嘴7，躯干2顶壁穿设有连通外部电源、气源及油漆原料的电气管道8，电气管道8位于躯干2内的一端分别与吹屑气孔头6、油漆喷嘴7以及伺服动力系统连通，且相邻吹屑气孔头6和油漆喷嘴7的位置处均分别设置有观察摄像头9，躯干2顶部靠近头部1的一端设置有用于观察路况及测距的摄像装置10。

以上为本实用新型的基本实施方式，可在以上基础上作进一步的改进、优化或限定。

如，所述尾部3通过万向轴承301与躯干2尾端连接为一体。

尾部3通过万向轴承301与躯干2连接后，可有效地在机器人行进过程中起到平衡的作用，保证机器人的正常行走，另外，尾部3的设置作为一缓冲式结构，消除了机器人长度较长的缺点，特别是在拐角处，万向轴承301可有效使尾部3与躯干2之间形成缓冲弯折，可应对多种复杂工况。

进一步的，所述除锈钢刷5通过传动轴与伺服动力系统连接以使伺服动力系统驱动除锈钢刷5自转实现除锈。

传动轴有多种设置方式，如，可通过单一的齿轮传动方式进行传动，且可设置变速齿轮组，通过调整齿轮比对除锈钢刷5的转动速度进行有效地调节；传动轴也可设置为蜗轮蜗杆，相比齿轮传动，蜗轮蜗杆的传动效率更高，更有效。

又如，所述吹屑气孔头6为具有一个出气孔的球形喷头，该球形喷头通过一万向节与固设在头部1底壁的连接柱连接为一体，且球形喷头通过藏设在连接柱内腔的电气路管线分别与电气管道8和伺服动力系统连通，并由伺服动力系统驱动球形喷头自由旋转。

万向节的设置可以使伺服动力系统通过电路管线有效控制球形喷头的多方位转动，配合观察摄像头以及远程操控系统，或者事先通过编程录入的循环动作控制，可实现吹屑气孔头6的多方位吹屑清洗作业，更有效地应对工况条件复杂的钢构体表面环境。

进一步的，所述吹屑气孔头6沿机器人行走方向相邻设置在除锈钢刷5尾侧。

吹屑气孔头6相邻除锈钢刷5设置是为了完美配合除锈钢刷5的除锈作业，在除锈钢刷5完成除锈作业的第一时间通过吹屑气孔头6完成对除锈位置处的清洗，防止锈渣的沉积或堆积，以影响机器人的正常行走。

再如，所述躯干2和尾部3的底壁均设置有磁性轮11。

磁性轮11为一对通过连接轴的内部藏设磁铁的滚轮，且该连接轴位于两个辊轮之间的轴体上套设有长方体结构的箱体，该箱体用于焊接在机器人底壁，且在箱体内藏设有若干磁铁，配合滚轮进行磁性吸附，以进一步稳固高空作业的机器人。

又如，所述躯干2和尾部3的两侧分别设置有四对由机械臂组成的机械行走腿4，该机械行走腿4包括设置在躯干2首端两侧和尾部3尾端两侧的用于地面行走的越障腿401以及躯干2尾端两侧和尾部3首端两侧的用于夹持钢构体的夹持腿402，且机械行走腿4的足部均设置有电磁铁吸盘12。

机器人上分别设置了两对用于行走的机械臂结构的越障腿401，可有效应对多种复杂路况，实现越障行走，同时，在两对越障腿401之间设置的两对夹持腿402可在机器人停止行进时有效夹持在钢构体上，保证机器人能够稳固的在钢构体上进行维护作业，另外，越障腿401和夹持腿402足部的电磁铁吸盘12可使机器人更稳固有效地行走或夹持。

如，所述躯干2和尾部3的顶壁均设置有用于防止机器人从高空掉落的吊绳13。

机器人在进行高空维护作业过程中，顶壁的吊绳13作为安全防护的保障，可防止机器人在出现意外的情况下从高空掉落，消除了安全隐患。

又如，所述电气管道8与吹屑气孔头6和油漆喷嘴7连接处设置有用于控制电气管道8通断的电磁阀。

电磁阀由事先录入的编程系统进行管控或者只有通过远程操控系统由人工进行远程操控，一方面可有效节省用于喷涂或清洗的原材料，另一方便，实时的操控可更有效地配合除锈作业。

再如，所述躯干2内藏设有用于远程操控机器人工作的无线远程接收控制系统，无线远程接收控制系统可直接由人工通过无线电信号对机器人进行实时的操控。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例描述如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述所述技术内容作出的些许更动或修饰均为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于钢构体保养维护的机器人，包括箱体结构的头部（1）、躯干（2）以及连接在躯干（2）尾端的尾部（3），所述躯干（2）和尾部（3）的两侧均分别设置有机械行走腿（4），头部（1）、躯干（2）和尾部（3）内腔均藏设有驱动机器人工作的伺服动力系统，其特征在于：所述头部（1）底壁设置有用于清洁钢构体的除锈钢刷（5），且除锈钢刷（5）一侧设置有可自由旋转的吹屑气孔头（6），躯干（2）尾端底壁设置有油漆喷嘴（7），躯干（2）顶壁穿设有连通外部电源、气源及油漆原料的电气管道（8），电气管道（8）位于躯干（2）内的一端分别与吹屑气孔头（6）、油漆喷嘴（7）以及伺服动力系统连通，且相邻吹屑气孔头（6）和油漆喷嘴（7）的位置处均分别设置有观察摄像头（9），躯干（2）顶部靠近头部（1）的一端设置有用于观察路况及测距的摄像装置（10）。

2.如权利要求1所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，其特征在于：所述尾部（3）通过万向轴承（301）与躯干（2）尾端连接为一体。

3.如权利要求1所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，其特征在于：所述除锈钢刷（5）通过传动轴与伺服动力系统连接以使伺服动力系统驱动除锈钢刷（5）自转实现除锈。

4.如权利要求1所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，其特征在于：所述吹屑气孔头（6）为具有一个出气孔的球形喷头，该球形喷头通过一万向节与固设在头部（1）底壁的连接柱连接为一体，且球形喷头通过藏设在连接柱内腔的电气路管线分别与电气管道（8）和伺服动力系统连通，并由伺服动力系统驱动球形喷头自由旋转。

5.如权利要求1所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，其特征在于：所述吹屑气孔头（6）沿机器人行走方向相邻设置在除锈钢刷（5）尾侧。

6.如权利要求1所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，其特征在于：所述躯干（2）和尾部（3）的底壁均设置有磁性轮（11）。

7.如权利要求1所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，其特征在于：所述躯干（2）和尾部（3）的两侧分别设置有四对由机械臂组成的机械行走腿（4），该机械行走腿（4）包括设置在躯干（2）首端两侧和尾部（3）尾端两侧的用于地面行走的越障腿（401）以及躯干（2）尾端两侧和尾部（3）首端两侧的用于夹持钢构体的夹持腿（402），且机械行走腿（4）的足部均设置有电磁铁吸盘（12）。

8.如权利要求1所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，其特征在于：所述躯干（2）和尾部（3）的顶壁均设置有用于防止机器人从高空掉落的吊绳（13）。

9.如权利要求1所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，其特征在于：所述电气管道（8）与吹屑气孔头（6）和油漆喷嘴（7）连接处设置有用于控制电气管道（8）通断的电磁阀。

10.如权利要求1所述的一种用于钢构体保养维护的机器人，其特征在于：所述躯干（2）内藏设有用于远程操控机器人工作的无线远程接收控制系统。