CN214984774U - 管道机器人的底盘总成及管道机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人技术领域，公开了一种管道机器人的底盘总成及管道机器人，管道机器人的底盘总成包括底壳和两组磁性轮组，两组磁性轮组转动设置于底壳，两组磁性轮组沿管道机器人的横向方向间隔设置，每组磁性轮组均通过一组驱动装置驱动，以实现两组磁性轮组的差速运动，保证环缝轨迹和管径截面平行，进而获得高质量的焊缝轨迹；两组驱动装置设置于两组磁性轮组之间，且两组驱动装置呈中心对称分布，以实现两组驱动装置的合理排布，使得底盘总成的结构更加紧凑，占用空间较小，有利于管道机器人的小型化的设计。该管道机器人能够实现两组磁性轮组差速运动，便于对管道机器人的运行状态进行及时纠偏，避免出现运行精度不准确的现象。

Description

管道机器人的底盘总成及管道机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种管道机器人的底盘总成及管道机器人。

背景技术

在当今的工业生产中，碳钢自动焊接已经广泛应用，传统的自动焊在直缝焊接方面优势明显，焊接性能、焊缝质量良好。但在一些管道环缝上无法适用，针对这种情况市场上出现了一些基于磁轮吸附的管道环缝焊接机器人，在一定程度上能解决管道环缝焊接问题。但是目前市场上大部分基于磁轮吸附的管道机器人驱动底盘都是单电机、涡轮蜗杆传动、四轮同步模式，这种驱动方式在小尺寸管径(1m以下)的环缝焊接问题不大。因单电机、涡轮蜗杆以及四轮之间的零件加工误差，传动累计误差无法消除，当管径大于1m以上，尤其是管径1m以上管道竖直放置时，在传动累计误差和重力作用下，管道机器人很难走出完整的与管径截面平行的环缝轨迹，多少会有一些下落或者呈螺旋式的轨迹；而且现有的管道机器人的驱动装置的排布不合理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种管道机器人的底盘总成及管道机器人，解决了管道机器人的现有驱动方式使得管道机器人很难走出完整的与管径截面平行的环缝轨迹，多少会有一些下落或者呈螺旋式的轨迹以及驱动装置排布不合理的技术问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实施例提供一种管道机器人的底盘总成，包括：

底壳；及

两组磁性轮组，两组所述磁性轮组转动设置于所述底壳，两组所述磁性轮组沿所述管道机器人的横向方向间隔设置，每组所述磁性轮组均通过一组驱动装置驱动，两组所述驱动装置设置于两组所述磁性轮组之间，且两组所述驱动装置呈中心对称分布。

该管道机器人的底盘总成包括两组磁性轮组，两组磁性轮组转动设置于底壳，两组磁性轮组沿管道机器人的横向方向间隔设置，每组磁性轮组均通过一组驱动装置驱动，以实现两组磁性轮组的差速运动，保证环缝轨迹和管径截面平行，进而获得高质量的焊缝轨迹；两组驱动装置设置于两组磁性轮组之间，且两组驱动装置呈中心对称分布，以实现两组驱动装置的合理排布，使得底盘总成的结构更加紧凑，占用空间较小，有利于管道机器人的小型化的设计。

作为上述管道机器人的底盘总成的一种优选方案，所述磁性轮组包括：

主动磁轮组件，转动设置于所述底壳，所述驱动装置与对应的所述主动磁轮组件传动连接；

从动磁轮组件，转动设置于所述底壳，并与所述主动磁轮组件间隔设置；及

传动带，套设在所述主动磁轮组件和所述从动磁轮组件。

磁性轮组通过驱动装置驱动主动磁轮组件转动，在传动带的带动下能够带动从动磁轮组件的转动，该磁性轮组通过传动带传动较为平稳。

作为上述管道机器人的底盘总成的一种优选方案，所述主动磁轮组件和所述从动磁轮组件均包括：

磁轮和带轮，所述磁轮和所述带轮同轴相连，所述传动带套设于同一组所述磁性轮组的所述主动磁轮组件和所述从动磁轮组件的所述带轮上，所述主动磁轮组件的所述带轮与对应的所述驱动装置的输出端传动连接。

主动磁轮组件和从动磁轮组件均包括磁轮和带轮，磁轮用于吸附于工作面，带轮便于传动转动力。

作为上述管道机器人的底盘总成的一种优选方案，所述驱动装置包括：

驱动电机和减速器，所述驱动电机与所述减速器传动连接，所述减速器与对应的所述带轮相连。

驱动装置包括驱动电机，通过在驱动电机和对应的带轮之间设置有减速器，以降低驱动电机的转速，满足使用需求。

作为上述管道机器人的底盘总成的一种优选方案，所述减速器为转角行星轮减速器，所述转角行星轮减速器与所述驱动电机相连呈L型结构。

该结构的驱动装置结构简单，能够充分利用底壳的空间，使得两组驱动装置的排布更加合理化。

作为上述管道机器人的底盘总成的一种优选方案，所述驱动装置的与对应的所述带轮相连的一端向另一端逐渐由所述底壳的外侧朝向所述底壳的内侧倾斜。

该设置使得驱动装置不会与工作面相接触，而且不会占用底壳内部较多的空间。

作为上述管道机器人的底盘总成的一种优选方案，所述管道机器人的底盘总成还包括：

压紧机构，所述压紧机构被配置为能够抵压于所述传动带上，以撑紧所述传动带。

压紧机构的设置能够将传动带撑紧，避免传动带打滑，保证传动精度。

作为上述管道机器人的底盘总成的一种优选方案，所述压紧机构包括：

压紧组件，活动设置于所述底壳上；及

调节件，被配置为能够驱动所述压紧组件靠近或远离所述底壳，以张紧或放松所述传动带，并使所述传动带朝向远离工作面方向凹陷。

压紧机构通过调节件能够驱动压紧组件靠近或远离底壳，以张紧或放松传动带，并使传动带朝向远离工作面方向凹陷，以避免传动带松弛，而且能够避免传动带与管道凸起圆弧区域产生干涉。

作为上述管道机器人的底盘总成的一种优选方案，所述压紧组件包括：

导轨支架，活动设置于所述底壳上，并穿过所述底壳设置；

压紧件，设置于所述底壳的外侧，并位于所述传动带和所述工作面之间，所述压紧件与所述导轨支架的一端相连；及

底座，设置于所述底壳的内侧，并与所述导轨支架的另一端相连，所述调节件与所述底座螺纹连接，并穿过所述底座与所述底壳相抵持。

上述压紧组件结构简单，容易制备；而且能够通过压紧件将传动带朝向底壳方向抵压，以使传动带形成凹字形结构，避免与管道凸起圆弧区域产生干涉。

本实用新型还提供一种管道机器人，包括上述的管道机器人的底盘总成。

该管道机器人通过上述的底盘总成实现两组磁性轮组差速运动，便于对管道机器人的运行状态进行及时纠偏，避免出现运行精度不准确的现象。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的管道机器人的底盘总成，包括两组磁性轮组，两组磁性轮组转动设置于底壳，两组磁性轮组沿管道机器人的横向方向间隔设置，每组磁性轮组均通过一组驱动装置驱动，以实现两组磁性轮组的差速运动，保证环缝轨迹和管径截面平行，进而获得高质量的焊缝轨迹；两组驱动装置设置于两组磁性轮组之间，且两组驱动装置呈中心对称分布，以实现两组驱动装置的合理排布，使得底盘总成的结构更加紧凑，占用空间较小，有利于管道机器人的小型化的设计。

本实用新型提出的管道机器人，包括上述的管道机器人的底盘总成。

该管道机器人通过上述的底盘总成实现两组磁性轮组差速运动，便于对管道机器人的运行状态进行及时纠偏，避免出现运行精度不准确的现象。

附图说明

图1是本实用新型提供的管道机器人的底盘总成的结构示意图一；

图2是本实用新型提供的管道机器人的底盘总成的结构示意图二；

图3是本实用新型提供的管道机器人的底盘总成的仰视图；

图4是本实用新型提供的管道机器人的底盘总成的俯视图；

图5是本实用新型提供的管道机器人的底盘总成的主视图；

图6是本实用新型提供的管道机器人的底盘总成的侧视图；

图7是本实用新型提供的驱动装置与主动磁轮组件的装配图；

图8是本实用新型提供的驱动装置与主动磁轮组件装配的俯视图；

图9是图8中C-C向的剖视图；

图10是本实用新型提供的驱动装置与主动磁轮组件装配的侧视图；

图11是本实用新型提供的从动磁轮组件的结构示意图；

图12是本实用新型提供的从动磁轮组件的侧视图；

图13是本实用新型提供的从动磁轮组件的主视图；

图14是图13中A-A向的剖视图；

图15是本实用新型提供的压紧机构的结构示意图一；

图16是本实用新型提供的压紧机构的结构示意图二；

图17是本实用新型提供的压紧机构的仰视图；

图18是本实用新型提供的压紧机构的侧视图；

图19是本实用新型提供的压紧机构的主视图；

图20是图19中B-B向的剖视图。

图中：

1、底壳；

2、磁性轮组；21、主动磁轮组件；211、第一磁轮；212、第一带轮；22、从动磁轮组件；221、第二磁轮；222、第二带轮；23、传动带；

3、驱动装置；31、驱动电机；32、减速器；

4、压紧机构；41、压紧组件；411、导轨支架；412、压紧件；4121、抵压辊轮；413、底座；4131、螺纹孔；42、调节件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-6所示，本实施例提供一种管道机器人的底盘总成，包括底壳1和两组磁性轮组2，两组磁性轮组2转动设置于底壳1，两组磁性轮组2沿管道机器人的横向方向间隔设置，每组磁性轮组2均通过一组驱动装置3驱动，以实现两组磁性轮组2的差速运动，保证环缝轨迹和管径截面平行，进而获得高质量的焊缝轨迹；两组驱动装置3设置于两组磁性轮组2之间，且两组驱动装置3呈中心对称分布，以实现两组驱动装置3的合理排布，使得底盘总成的结构更加紧凑，占用空间较小，有利于管道机器人的小型化的设计。

一实施例中，如图2所示，磁性轮组2包括主动磁轮组件21、从动磁轮组件22和传动带23，主动磁轮组件21转动设置于底壳1，驱动装置3与对应的主动磁轮组件21传动连接，从动磁轮组件22转动设置于底壳1，并与主动磁轮组件21间隔设置，传动带23套设在主动磁轮组件21和从动磁轮组件22。磁性轮组2通过驱动装置3驱动主动磁轮组件21转动，在传动带23的带动下能够带动从动磁轮组件22的转动，该磁性轮组2通过传动带23传动较为平稳。

进一步地，如图2及图7-10所示，主动磁轮组件21包括第一磁轮211和第一带轮212，第一磁轮211和第一带轮212同轴相连，第一带轮212与对应的驱动装置3的输出端传动连接。如图11-14所示，从动磁轮组件22包括第二磁轮221和第二带轮222，第二磁轮221和第二带轮222同轴相连，同一组磁性磁轮组2的第一带轮212和第二带轮222套设有传动带23(参见图2)。其中，第一磁轮211和第二磁轮221的作用用于吸附于工作面上，并相对工作面移动，避免脱离工作面。

上述磁性轮组2为带传动机构，其他实施例中，还可以采用链传动机构，即将带轮替换为链轮，将传动带23替换为链条即可。

可选地，如图7和图8所示，驱动装置3包括驱动电机31和减速器32，驱动电机31与减速器32传动连接，减速器32与对应的第一带轮212相连。驱动装置3包括驱动电机31，通过在驱动电机31和对应的第一带轮212之间设置有减速器32，以降低驱动电机31的转速，满足使用需求。本实施例中，驱动电机31为交流伺服电机，减速器32为转角行星轮减速器，转角行星轮减速器与驱动电机31相连呈L型结构。该结构的驱动装置3结构简单，能够充分利用底壳1的空间，使得两组驱动装置3的排布更加合理化。

如图2所示，驱动装置3的与对应的带轮相连的一端向另一端逐渐由底壳1的外侧朝向底壳1的内侧倾斜。该设置使得驱动装置3不会与工作面相接触，而且不会占用底壳1内部较多的空间。

可选地，如图2、图3和图6所示，管道机器人的底盘总成还包括压紧机构4，压紧机构4被配置为能够抵压于传动带23上，以撑紧传动带23。压紧机构4的设置能够将传动带23撑紧，避免传动带23打滑，保证传动精度。

具体地，如图15-20所示，压紧机构4包括压紧组件41和调节件42，压紧组件41活动设置于底壳1上，调节件42能够驱动压紧组件41靠近或远离底壳1，以张紧或放松传动带23。压紧机构4通过调节件42能够驱动压紧组件41靠近或远离底壳1，以张紧或放松传动带23，并使传动带23朝向远离工作面方向凹陷，以避免传动带23松弛，而且能够避免传动带与管道凸起圆弧区域产生干涉。

进一步地，压紧组件41包括导轨支架411、压紧件412和底座413，导轨支架411活动设置于底壳1上，并穿过底壳1设置，压紧件412设置于底壳1的外侧，并位于传动带23和工作面之间，压紧件412与导轨支架411的一端相连，底座413设置于底壳1的内侧，并与导轨支架411的另一端相连，调节件42与底座413的螺纹孔4131螺纹连接，并穿过底座413与底壳1相抵持。上述压紧组件41结构简单，容易制备；而且能够通过压紧件412将传动带23朝向底壳1方向抵压，以使传动带23形成凹字形结构，避免与管道凸起圆弧区域产生干涉。本实施例中，调节件42为调节螺栓。

本实施例中，导轨支架411为龙门结构，压紧件412包括抵压辊轮4121，抵压辊轮4121转动设置于导轨支架411上，导轨支架411的顶部机构形成对抵压辊轮4121的防护罩。抵压辊轮4121两端设置有轴承，通过轴承实现转动设置于导轨支架411上(参见图20)，抵压辊轮4121与传动带23滚动接触。通过抵压辊轮4121与传动带23滚动接触，以减少压紧件412对传动带23的运动的阻力；而且减少对传动带23的磨损。

通过上述压紧机构4调紧传动带23时，只需要旋拧调节螺栓，增大调节螺栓伸出底座413的距离，使调节螺栓抵持底壳1，即可使得抵压件412带动传动带23朝向远离工作面方向移动，在此过程中，导轨支架411会沿底壳1上的导向孔移动，当调节到位后，压紧机构4不会随意移动。本实施例中，导向支架411可以与导向孔过盈配合，不会使得导轨支架411随意移动。

当需要调松传动带23时，则向相反方向旋拧调节螺栓即可，调节方便。

其他实施例中，压紧机构4并不限于上述结构，压紧机构4还可以包括驱动机构和抵压件，驱动机构安装于底壳1，驱动机构的输出端与抵压件相连，抵压件位于传动带23和工作面之间，通过驱动机构直接驱动抵压件靠近或远离底壳1，以将传动带23朝向远离工作面方向凹陷，以起到避免传动带23与管道凸起圆弧区域产生干涉的作用。

本实施例还提供一种管道机器人，包括车身以及设置于车身上的如上述的管道机器人的底盘总成。该管道机器人通过上述的底盘总成实现两组磁性轮组2差速运动，便于对管道机器人的运行状态进行及时纠偏，避免出现运行精度不准确的现象。

可选地，管道机器人还包括视觉追踪系统及焊接装置，视觉追踪系统及焊接装置设置于车身上，焊接装置用于对工作面进行焊接，视觉追踪系统用于追踪焊缝，该管道机器人通过两组驱动装置3分别驱动一组磁性轮组2进行移动，构成差分形式，当管道机器人在焊接管径大于1m以上的管道时，出现下落或者螺旋式轨迹时，配合视觉追踪系统的检测，两组驱动装置3对对应的磁性轮组2进行差速控制，调整管道机器人的左右两侧的磁性轮组2的轮速，及时进行纠偏，保证焊缝轨迹和管径截面平行，进而获得高质量的焊缝轨迹。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道机器人的底盘总成，其特征在于，包括：

底壳(1)；及

两组磁性轮组(2)，两组所述磁性轮组(2)转动设置于所述底壳(1)，两组所述磁性轮组(2)沿所述管道机器人的横向方向间隔设置，每组所述磁性轮组(2)均通过一组驱动装置(3)驱动，两组所述驱动装置(3)设置于两组所述磁性轮组(2)之间，且两组所述驱动装置(3)呈中心对称分布。

2.根据权利要求1所述的管道机器人的底盘总成，其特征在于，所述磁性轮组(2)包括：

主动磁轮组件(21)，转动设置于所述底壳(1)，所述驱动装置(3)与对应的所述主动磁轮组件(21)传动连接；

从动磁轮组件(22)，转动设置于所述底壳(1)，并与所述主动磁轮组件(21)间隔设置；及

传动带(23)，套设在所述主动磁轮组件(21)和所述从动磁轮组件(22)。

3.根据权利要求2所述的管道机器人的底盘总成，其特征在于，所述主动磁轮组件(21)和所述从动磁轮组件(22)均包括：

磁轮和带轮，所述磁轮和所述带轮同轴相连，所述传动带(23)套设于同一组所述磁性轮组(2)的所述主动磁轮组件(21)和所述从动磁轮组件(22)的所述带轮上，所述主动磁轮组件(21)的所述带轮与对应的所述驱动装置(3)的输出端传动连接。

4.根据权利要求3所述的管道机器人的底盘总成，其特征在于，所述驱动装置(3)包括：

驱动电机(31)和减速器(32)，所述驱动电机(31)与所述减速器(32)传动连接，所述减速器(32)与对应的所述带轮相连。

5.根据权利要求4所述的管道机器人的底盘总成，其特征在于，所述减速器(32)为转角行星轮减速器，所述转角行星轮减速器与所述驱动电机(31)相连呈L型结构。

6.根据权利要求5所述的管道机器人的底盘总成，其特征在于，所述驱动装置(3)的与对应的所述带轮相连的一端向另一端逐渐由所述底壳(1)的外侧朝向所述底壳(1)的内侧倾斜。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的管道机器人的底盘总成，其特征在于，所述管道机器人的底盘总成还包括：

压紧机构(4)，所述压紧机构(4)被配置为能够抵压于所述传动带(23)上，以撑紧所述传动带(23)。

8.根据权利要求7所述的管道机器人的底盘总成，其特征在于，所述压紧机构(4)包括：

压紧组件(41)，活动设置于所述底壳(1)上；及

调节件(42)，被配置为能够驱动所述压紧组件(41)靠近或远离所述底壳(1)，以张紧或放松所述传动带(23)，并使所述传动带(23)朝向远离工作面方向凹陷。

9.根据权利要求8所述的管道机器人的底盘总成，其特征在于，所述压紧组件(41)包括：

导轨支架(411)，活动设置于所述底壳(1)上，并穿过所述底壳(1)设置；

压紧件(412)，设置于所述底壳(1)的外侧，并位于所述传动带(23)和所述工作面之间，所述压紧件(412)与所述导轨支架(411)的一端相连；及

底座(413)，设置于所述底壳(1)的内侧，并与所述导轨支架(411)的另一端相连，所述调节件(42)与所述底座(413)螺纹连接，并穿过所述底座(413)与所述底壳(1)相抵持。

10.一种管道机器人，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的管道机器人的底盘总成。

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