CN213057442U - 一种多功能重载磁性攀爬机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多功能重载磁性攀爬机器人，包括车架和转动连接在车架两侧的若干组驱动轮和从动轮，还包括连接在车架上CCD视觉自动寻迹模块、焊接模块、进料装置、电永磁磁极组、驱动伺服电机、电源拖曳仓和计算机控制仓，所述车架朝向作业面一侧通过连接件与电永磁磁极组连接，电永磁磁极组由四个电永磁磁极和容纳盒构成，所述电永磁磁极组两侧转动连接有用于阻止电永磁磁极组与作业面接触的磁力调节轮，本实用新型具有高负重量的大，在陡壁上工作的优点，同时电永磁磁极具有临时断电也能长时间保持磁力持续工作的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种多功能重载磁性攀爬机器人。
背景技术
目前，大量大型船舶与钻井平台的出现使我国航海工业发展速度显著提高。同时也伴随着航海工业对海面作业需求、成本、技术等越来越高的要求。船舶除锈、水下清刷作为航海工业中的重要保障业务，船舶等海面作业设备由于长时间接触海水的影响，随着使用时间的增长其外壁破损、锈蚀，累积到一定程度后就会严重影响设备的寿命与安全。目前该领域主要采用的有轮式、履带式攀爬机器人进行除锈涂漆。
公告号为CN103332232B的中国实用新型公开了一种钢板爬壁机器人，包括底盘和安装在底盘上的行走装置，行走装置由通过链轮安装在底盘上的履带构成，所述履带所围成的范围内设有绕组和铁芯，绕组平行于履带绕在铁芯中，所述铁芯安装在底盘上，所述履带由整体导电不导磁的金属材料制备。本发明结构简单、装配容易且吸附力强大，作业灵活。
但是直线感应电机在产生推力的同时，也产生钢板对机器人的吸附力，一旦发生突发情况造成短路或者断电，机器人就会失去磁力，由于工作面为陡壁，在重力的作用下，机器人会掉落，造成机器人本身零件和维修模块的损坏，因此需要一种新的方案来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多功能重载磁性攀爬机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多功能重载磁性攀爬机器人，包括车架和转动连接在车架两侧的若干组驱动轮和从动轮，还包括连接在车架上CCD视觉自动寻迹模块、焊接模块、进料装置、电永磁磁极组、驱动伺服电机、电源拖曳仓和计算机控制仓，所述CCD视觉自动寻迹模块用于检测作业面的裂缝并连接在车架的头部，所述焊接模块与CCD视觉自动寻迹模块相邻并可拆卸连接在车架上，所述驱动伺服电机和电源拖曳仓可拆卸连接在车架的尾部，所述驱动伺服电机通过中间联轴器与驱动轮连接，所述车架朝向作业面一侧通过连接件与电永磁磁极组连接，所述电永磁磁极组两侧转动连接有用于阻止电永磁磁极组与作业面接触的磁力调节轮。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述驱动轮固定连接在驱动轴两端，所述驱动轴与中间联轴器之间设置有锁定组件。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述锁定组件包括相互啮合的蜗轮和蜗杆，所述蜗轮固定套设连接在驱动轴上，所述蜗杆固定连接在中间联轴器上。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电永磁磁极组由四个电永磁磁极和容纳盒构成，每个电永磁磁极的横截面积为50*50mm2，每个电永磁磁极最大吸附力为350N。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述车架上设置有两组电永磁磁极组并位于车架行驶方向的两侧。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述连接件为活动杆，所述车架设置有用于活动杆垂直滑动的通孔，所述活动杆一端固定连接有挡板，另一端穿过通孔与容纳盒固定连接。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述挡板和车架之间抵压有弹簧，所述弹簧套设在活动杆上。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述车架上可拆卸连接有焊渣清除装置和超声波探伤模块。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：车架上连接的CCD视觉自动寻迹模块和焊接模块，可以在船面和管道中自动寻找较大的裂缝或者需要焊接的地方，然后车架上的焊接模块进行焊接，同时沿机器人行进防线在焊接模块的后方还设有焊渣清除装置，对焊接过程中的残渣进行收集，起到防止残渣污染环境和堵塞管道的作用，车架上还安装有超声波探伤模块，针对一些微小的裂缝，可以通过超声波探伤模块探测出来，然后通过焊接模块进行焊接。车架下方还连接有两组电永磁磁极组，最大吸附力为2.8吨，机器人在垂直壁工作时，载重量为1-1.4吨，具有较大的负重量，同时由于使用的是电永磁磁极组，电永磁磁极一次充磁长时间磁力支持，中间工作过程不需要电力维持磁力，就算中途断电，磁力也不会丧失，具有良好的稳定性和可长时间工作的优点，电永磁磁极组两侧转动连接有磁力调节轮，控制电永磁磁极组始终不接触物体，留有0.5-1mm间隙，使电永磁磁极组提供吸附力的同时，阻止其与作业面接触，减少磁力的损耗，延长磁力的吸附时间，具有延长机器人工作时间的功能，电永磁磁极组与车架之间通过活动杆连接，活动杆一端的挡板与车架之间连接有弹簧，在平面上工作时，未对电永磁磁极组充电时，电永磁磁极组不具备磁力，弹簧驱使挡板向远离车架方向运动，使电永磁磁极组两侧的磁力调节轮，离开作业面，起到减少摩擦力的作用。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型中电永磁磁极组的仰视图；
图3为本实用新型中锁定组件内的蜗轮蜗杆的结构示意图。
图中：1、车架；2、驱动轮；3、从动轮；4、CCD视觉自动寻迹模块；5、焊接模块；6、进料装置；7、电永磁磁极组；8、驱动伺服电机；9、电源拖曳仓；10、计算机控制仓；11、中间联轴器；12、磁力调节轮；13、驱动轴；14、蜗轮；15、蜗杆；16、电永磁磁极；17、容纳盒；18、活动杆；19、通孔；20、挡板；21、弹簧；22、焊渣清除装置；23、超声波探伤模块；24、锁定组件。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3，本实用新型提供了一种多功能重载磁性攀爬机器人，种多动能重载磁性攀爬机器人，包括车架1和转动连接在车架1两侧的若干组驱动轮2和从动轮3，还包括连接在车架1上CCD视觉自动寻迹模块4、焊接模块5、进料装置6、电永磁磁极组7、驱动伺服电机8、电源拖曳仓9和计算机控制仓10，所述CCD视觉自动寻迹模块4用于检测作业面的裂缝并连接在车架1的头部，所述焊接模块5与CCD视觉自动寻迹模块4相邻并可拆卸连接在车架1上，所述驱动伺服电机8和电源拖曳仓9可拆卸连接在车架1的尾部，所述驱动伺服电机8通过中间联轴器11与驱动轴13连接，驱动轴13 两端固定连接有两个驱动轮2，所述车架1朝向作业面一侧通过连接件与电永磁磁极组7连接，所述电永磁磁极组7两侧转动连接有用于阻止电永磁磁极组7与作业面接触的磁力调节轮12。
其中，中间联轴器11与驱动之间连接有锁定组件24，锁定组件24由相互啮合的蜗轮14和蜗杆15组成，蜗杆15与中间联轴器11固定连接，蜗轮 14套设在驱动轴13上，启动伺服电机起到带动驱动轮2转动的作用，一旦发生突发情况断电，利用蜗轮14和蜗杆15之间相互啮合，起到锁定驱动轮2 的作用，是机器人可以固定在船舶外壁上，不会滑落。
电永磁磁极组7由由四个电永磁磁极16和容纳盒17构成，每个电永磁磁极16的横截面积为50*50mm2，每个电永磁磁极16最大吸附力为350N，容纳盒17两侧分别转动连接一个磁力调节轮12，使电永磁磁极16不与作业面接触，具有降低磁力损耗的作用。
两组电永磁磁极组7通过活动杆18连接在车架1下方中部的两侧，车架 1两次设置有与活动杆18相匹配的通孔19，活动杆18一端连接有挡板20，另一端一次穿过弹簧21和通孔19与容纳盒17连接，机器人在水平的工作面工作时，电永磁磁极组7无需充电产生磁力，弹簧21驱动内杆向外管内滑动，使电永磁磁极组7和磁力调节轮12远离工作面，降低机器人与工作面之间的摩擦力，从而具有节能的功效。
下面将详细阐述本实用新型的工作原理：第一步，将所需的工作模块如 CCD视觉自动寻迹模块4、焊接模块5、焊渣清除装置22、进料装置6、电永磁磁极组7、驱动伺服电机8、电源拖曳仓9和计算机控制仓10安装到机器人上；第二步，对电永磁磁极组7进行通电，使电永磁磁极组7产生磁力，并吸附在船舶外壁上；第三步，计算机控制仓10通过控制CCD视觉自动寻迹模块4和超声波探伤模块23寻找船舶外壁上的裂缝，然后使用焊接模块5进行焊接，再由焊渣清除装置22清理焊接过程中的废弃物，防止其污染环境；第四步，循环操作第三步，直至对整个船舶外壁修补完全。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种多功能重载磁性攀爬机器人，包括车架(1)和转动连接在车架(1)两侧的若干组驱动轮(2)和从动轮(3)，其特征在于：还包括连接在车架(1)上CCD视觉自动寻迹模块(4)、焊接模块(5)、进料装置(6)、电永磁磁极组(7)、驱动伺服电机(8)、电源拖曳仓(9)和计算机控制仓(10)，所述CCD视觉自动寻迹模块(4)用于检测作业面的裂缝并连接在车架(1)的头部，所述焊接模块(5)与CCD视觉自动寻迹模块(4)相邻并可拆卸连接在车架(1)上，所述驱动伺服电机(8)和电源拖曳仓(9)可拆卸连接在车架(1)的尾部，所述驱动伺服电机(8)通过中间联轴器(11)与驱动轮(2)连接，所述车架(1)朝向作业面一侧通过连接件与电永磁磁极组(7)连接，所述电永磁磁极组(7)两侧转动连接有用于阻止电永磁磁极组(7)与作业面接触的磁力调节轮(12)。
2.根据权利要求1所述的一种多功能重载磁性攀爬机器人，其特征在于：所述驱动轮(2)固定连接在驱动轴(13)两端，所述驱动轴(13)与中间联轴器(11)之间设置有锁定组件(24)。
3.根据权利要求2所述的一种多功能重载磁性攀爬机器人，其特征在于：所述锁定组件(24)包括相互啮合的蜗轮(14)和蜗杆(15)，所述蜗轮(14)固定套设连接在驱动轴(13)上，所述蜗杆(15)固定连接在中间联轴器(11)上。
4.根据权利要求1所述的一种多功能重载磁性攀爬机器人，其特征在于：所述电永磁磁极组(7)由四个电永磁磁极(16)和容纳盒(17)构成，每个电永磁磁极(16)的横截面积为50*50mm2，每个电永磁磁极(16)最大吸附力为350N。
5.根据权利要求4所述的一种多功能重载磁性攀爬机器人，其特征在于：所述车架(1)上设置有两组电永磁磁极组(7)并位于车架(1)行驶方向的两侧。
6.根据权利要求4所述的一种多功能重载磁性攀爬机器人，其特征在于：所述连接件为活动杆(18)，所述车架(1)设置有用于活动杆(18)垂直滑动的通孔(19)，所述活动杆(18)一端固定连接有挡板(20)，另一端穿过通孔(19)与容纳盒(17)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种多功能重载磁性攀爬机器人，其特征在于：所述挡板(20)和车架(1)之间抵压有弹簧(21)，所述弹簧(21)套设在活动杆(18)上。
8.根据权利要求1所述的一种多功能重载磁性攀爬机器人，其特征在于：所述车架(1)上可拆卸连接有焊渣清除装置(22)和超声波探伤模块(23)。
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