CN216401572U - 磁吸高空作业机器人 - Google Patents

Abstract

一种磁吸高空作业机器人，包括主机架、副机架、驱动机构、传动机构、行走机构和工作部；所述主机架上连接有工作部；所述副机架位于所述主机架一侧，所述副机架能够相对于主机架转动；所述行走机构设置两组，一组与所述主机架连接，另一组与所述副机架连接；每一组行走机构分别设置前后两个独立的行走部，所述行走部由履带、行走轮和驱动轮组成，所述驱动轮由履带减速传动行走轮，所述履带能够吸附于作业体表面；所述驱动机构通过所述传动机构驱使所述行走机构行走。

Description

磁吸高空作业机器人

技术领域

本实用新型涉及高空作业机器人，具体为一种磁吸高空作业机器人。

背景技术

在高空作业领域，例如大型建筑设备，风力发电机，特别是船舶表面清洗时，目前国内外仍然以人工登高为主，根据国家标准GB/T 3608-2008《高处作业分级》规定:"凡在坠落高度基准面2m以上(含2m)有可能坠落的高处进行作业，都称为高处作业。"根据这一规定，在建筑业中以及船舶航海等涉及到高处作业的范围是相当广泛的。高空作业人员必须正确佩带安全帽，系好安全带，并挂在牢固处，并且高处作业使用的脚手架、吊架、平台、脚手板、梯子、护栏、索具等料具和安全带、安全网等安全防护用，即便如此仍然会给作业者带来极大的安全风险，且作业过程费时费力。

另一方面，现有的高空作业机器人大多采用吸盘固定或者永磁吸附在建筑物以及船舶表面，在机器人接收到作业信号后进行高空作业，由于作业的区域不固定，且在作业过程中机器设备需要进行行走转弯等动作，在此过程中吸盘吸附不利于高空作业机器人行走，现有的永磁吸附采取的履带装置在作业体表面遇到障碍物或者坡面时，难以保证高空作业机器人行走或者转弯的稳定性，导致机器设备容易从高空作业体表面掉落。

实用新型内容

为解决上述存在的技术问题，本实用新型提供一种磁吸高空作业机器人。

解决问题的技术方案：

一种磁吸高空作业机器人，包括主机架、副机架、驱动机构、传动机构、行走机构和工作部；

所述主机架上连接有工作部；

所述副机架位于所述主机架一侧，所述副机架能够相对于主机架转动；

所述行走机构设置两组，一组与所述主机架连接，另一组与所述副机架连接；每一组行走机构分别设置前后两个独立的行走部，所述行走部由履带、行走轮和驱动轮组成，所述驱动轮由履带减速传动行走轮，所述履带能够吸附于作业体表面；

所述驱动机构通过所述传动机构驱使所述行走机构行走。

进一步的，位于同一行走部的行走轮能够相对于驱动轮在同一平面内转动一定角度。

进一步的，所述主机架或副机架设有限制行走轮转动角度的限位机构，以及对行走轮起到一定压力和缓冲作用的弹性部件；所述限位机构设有引导行走轮转动角度的导向槽。

进一步的，所述驱动机构包括伺服电机，减速器和驱动轴；所述伺服电机和减速器连接，安装于所述主机架上，所述驱动轴穿过主机架或副机架，且由轴承转动支承。

进一步的，所述传动机构包括主动轮，从动轮，链条和传动轴，所述传动轴通过轴承与主机架或副机架转动连接，所述传动轴平行于所述驱动轴；所述主动轮安装于驱动轴上，从动轮安装于传动轴上，所述主动轮通过链条与所述从动轮传动连接。

进一步的，所述主机架和副机架的外侧还转动的安装有支撑板；所述行走轮转动安装于支撑板的远端。

进一步的，所述履带采用弯板链条结构，所述弯板链条的外部先固定铝板，铝板的外围再固定连接永磁板。

所述磁吸高空作业机器人在履带的作用下，吸附于金属作业体的表面；在驱动机构的带动下，所述机器人行走机构行走工作；当行走机构前方遇到障碍物时，该行走机构前端翘起翻越障碍物，前部的行走轮向远离工作面的方向转动一定角度，又由于导向槽的作用，其转动的角度控制在一定的合理范围内，此时弹性部件起到缓冲的作用。位于行走方向后部的行走部下沉，履带紧紧吸附于作业体表面；当前端的行走轮翻过障碍物的最高点时，在其自身重力以及弹性部件的压力作用下，行走轮向作业体表面偏转，重新吸附作业体。由于弹性装置的作用，磁吸高空作业机器人翻越障碍物过程中所述行走机构及时下压和减震，保证磁吸高空作业机器人的吸附强度。

由于主机架与副机架为可转动连接的结构，在机器人一侧先遇到障碍物时，该侧的行走部的履带先碰到翘起的斜面，由于两侧履带分别固定在主、副机架上，可随主副机架旋转一定角度，这样可以使两条不同时到达翘起斜面的履带最后还都能同时吸附在前面翘起的斜面上，保证机器不会掉落。而两侧履带不能旋转一定角度的机器，遇到上述情况会始终有一个履带前端吸附不到前面翘起斜面上，造成机器掉落。

实用新型效果：

1、驱动机构由两只伺服电机带动减速机产生动力，位于主机架同侧的两个行走机构使用链轮链条传动，四个行走机构都有动力；

2、驱动轮外径尺寸小于行走轮的外径尺寸，有利于磁吸高空作业机器人翻越障碍，降低驱动动力的扭矩，节省磁吸高空作业机器人空间，使机器更紧凑，重量更轻；

3、磁吸高空作业机器人机架不是一个整体，分为主机架和副机架，副机架可绕主机架转动一定角度，机器行走过程中，行走机构分别固定在主机架和副机架上，可随主副机架转动一定角度，使两条不同时到达斜面的履带外侧的磁吸板能够同时吸附在斜面上，保证机器不会掉落。

附图说明

图1为本实用新型的主体结构示意图；

图2为本实用新型的行走部结构示意图；

图3为本实用新型的限位机构、弹性部件以及限位销的结构示意图。

图中：主机架-1，副机架-2，驱动机构-3，传动机构-4，行走机构-5，伺服电机-6，减速器-7，驱动轴-8；驱动轮-9，主动轮-10，从动轮-11，链条-12，传动轴-13，行走轮-14，支撑板-15，限位销-16，限位机构-17，弹性部件-18，履带-19，插口-20，连接销-21,工作部-22。

具体实施方式

以下，结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明，本实用新型不限于以下实施例。

图1至图3提供了一种磁吸高空作业机器人，包括主机架1，副机架2，驱动机构3，传动机构4、行走机构5和工作部22。

所述主机架1和副机架2为框架式结构，两者的其中一个边的长度的中心通过连接销21转动连接。所述主机架1和副机架2的外侧还可转动的安装有用于安装行走机构5的支撑板15。所述工作部22设置于主机架1的上方，用于安装高压清洗水枪或机械手等部件。

所述驱动机构3包括伺服电机6，减速器7和驱动轴8。其中，所述伺服电机6和减速器7连接，安装于所述主机架1上，所述驱动轴8穿过主机架或副机架，且由轴承转动支承。

所述传动机构4包括主动轮10，从动轮11，链条12和传动轴13，所述传动轴13通过轴承与主机架1或副机架2转动连接，所述传动轴13平行于所述驱动轴8。所述主动轮10安装于驱动轴8上，从动轮11安装于传动轴13上，所述主动轮10通过链条12与所述从动轮11传动连接。

所述行走机构5设置两组，一组与主机架1连接，另一组与副机架2连接。一组行走机构5设有两个行走部，每一个行走部均包括一个行走轮14和一个驱动轮9，所述行走轮4分别转动安装于支撑板15的远端，行走轮14的直径大于驱动轮9的直径，两者与履带19啮合传动,驱动轮9可以更好的将动力传递给行走轮14，降低了驱动动力的扭矩，提高磁吸高空作业机器人在运行过程中的爬坡能力和翻越障碍物能力，同时也使磁吸高空作业机器人结构更加紧凑，重量更轻。每一组中的其中一个行走部的驱动轮9与驱动轴8键连接，另一个行走部的驱动轮9与传动轴键连接。所述支撑板15上安装有限位销16，所述主机架1或副机架2安装有限位机构17以及弹性部件18，所述限位机构17上开设导向槽17-1，所述限位销16位于导向槽17-1内，且能够在弹性部件18的作用下沿导向槽上下移动，从而使支撑板15带动行走轮4相对于驱动轮9转动一定角度。以上的弹性部件可以为弹簧。

所述的履带19采用弯板链条19-1结构，所述弯板链条19-1的外部先固定铝板19-2，铝板的外围再固定永磁板19-3做成履带，可吸附在钢质表面运动。

所述主机架1上设有用于给机器人充电或连接电源的插口20。

磁吸高空作业机器人主电源启动后，接收器接收到信号指令，通过控制电路传递信号给伺服电机6，伺服电机6产生的动力传递至减速器7，减速器7进行转速调整后通过驱动轴8一边驱动其中一个驱动轮9转动，一边通过链条将动力传给从动轮11，从而带动从动轴13以及同侧的另一个驱动轮9转动。驱动轮9通过履带19带动行走轮14行走，继而带动磁吸高空作业机器人行走。

在磁吸高空作业机器人在平整的钢质表面上运动时，四个行走部的履带19底面都完全吸附在钢质作业体表面上，弹性部件18的弹力远不足以拱起中间较小的驱动轮9端磁铁离开钢质表面，不会影响正常行走。遇到障碍物时，位于前面的行走部的履带19越过障碍物走到一定的程度，前端较大的行走轮14会在弹簧压力作用下向作业体表面偏转，重新吸附在作业体表面上，防止因障碍物垫高而使机器人行走方向前端的履带19脱离作业体表面后不能重新吸附到作业体表面造成机器掉落。具体的过程为：当正前方遇到障碍物时，与障碍物先接触的行走部的部分永磁板19-3会暂时脱离作业体表面，形成短暂时间内的悬空，未悬空部分依然保持与作业体的紧密吸附；此时，限位销克服弹簧的压力，在导向槽内向远离作业体表面的一侧滑动，行走轮14与支撑板15相对于驱动轮9转动一定角度；其他行走部依然会吸附于作业体表面。当越过障碍物的最顶端时，行走轮受自身重力和弹性部件压力的作用，向作业体表面方向偏转，限位销复位，履带快速吸附作业体表面。

本实施例中，主机架与副机架采用可转动连接的方式，机器行走遇到上坡时，如果机身不垂直对着前面的翘起的斜面，履带前端会有一侧先碰坡面，由于机器人两侧的履带分别固定在主、副机架上，可随主副机架旋转一定角度，这样可以使两条不同时到达翘起斜面的履带最后还都能同时吸附在前面翘起的斜面上，保证机器不会掉落。

所述限位销16通过螺钉、螺栓安装于支撑板15的内侧，或者与支撑板焊接固定。所述的限位机构17与主机架1或副机架2通过螺钉、螺栓连接或焊接固定。所述弹性部件18的一端与限位销16连接，另一端与主机架1或副机架2通过支架连接。所述限位销16两端设置限位块，防止其从导向槽17-1中滑出。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (7)

1.一种磁吸高空作业机器人，其特征在于，包括主机架、副机架、驱动机构、传动机构、行走机构和工作部；

所述主机架上连接有工作部；

所述副机架位于所述主机架一侧，所述副机架能够相对于主机架转动；

所述行走机构设置两组，一组与所述主机架连接，另一组与所述副机架连接；每一组行走机构分别设置前后两个独立的行走部，所述行走部由履带、行走轮和驱动轮组成，所述驱动轮由履带减速传动行走轮，所述履带能够吸附于作业体表面；

所述驱动机构通过所述传动机构驱使所述行走机构行走。

2.根据权利要求1所述的一种磁吸高空作业机器人，其特征在于，位于同一行走部的行走轮能够相对于驱动轮在同一平面内转动一定角度。

3.根据权利要求1或2所述的一种磁吸高空作业机器人，其特征在于，所述主机架或副机架设有限制行走轮转动角度的限位机构，以及对行走轮起到一定压力和缓冲作用的弹性部件；所述限位机构设有引导行走轮转动角度的导向槽。

4.根据权利要求1所述的一种磁吸高空作业机器人，其特征在于，所述驱动机构包括伺服电机，减速器和驱动轴；所述伺服电机和减速器连接，安装于所述主机架上，所述驱动轴穿过主机架或副机架，且由轴承转动支承。

5.根据权利要求4所述的一种磁吸高空作业机器人，其特征在于，所述传动机构包括主动轮，从动轮，链条和传动轴，所述传动轴通过轴承与主机架或副机架转动连接，所述传动轴平行于所述驱动轴；所述主动轮安装于驱动轴上，从动轮安装于传动轴上，所述主动轮通过链条与所述从动轮传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种磁吸高空作业机器人，其特征在于，所述主机架和副机架的外侧转动的安装有支撑板，所述行走轮安装于支撑板的远端。

7.根据权利要求1所述的一种磁吸高空作业机器人，其特征在于，所述履带采用弯板链条结构，所述弯板链条的外部先固定铝板，铝板的外围再固定连接永磁板。

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