CN219634972U - 一种爬壁机器人车体 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种爬壁机器人车体，包括车架、磁轮，磁轮设置在车架两侧，磁轮包括转动机构、传动机构及驱动机构，转动机构包括转动壳体，其端面上开设有容纳槽，容纳槽内设置有永磁体，传动机构设置在转动壳体内，其一侧与转动壳体连接，驱动机构设置在转动壳体内，驱动机构与转动壳体之间通过转动轴承连接，驱动机构的输出轴与传动机构的另一侧连接，驱动机构用于驱动传动机构转动带动转动机构转动。本实用新型通过将驱动机构安装至转动机构的内部，减小了驱动机构在爬壁机器人车体上所占用的空间，降低了整体高度，有利于爬壁机器人进入狭窄低矮的空间进行作业，提高了环境适应性，且驱动机构与转动机构的连接结构简单巧妙、安装紧凑。

Description

一种爬壁机器人车体

技术领域

本实用新型属于爬壁机器人技术领域，具体涉及一种爬壁机器人车体。

背景技术

爬壁机器人是可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器人，爬壁机器人具有运动灵活、控制简单以及吸附可靠等诸多优点。由于目前存在大量超出人的作业极限的垂直壁面，因此目前爬壁机器人越来越广泛地应用到各个领域，例如火电厂锅炉水冷壁缺陷的检测与维修、船舶本体表面的清洗和除锈、建筑物的清洁和喷涂等。

目前，常见的爬壁机器人可通过永磁吸附的方式吸附在导磁性壁面上，爬壁机器人在移动过程中，其驱动组件通过减速器驱动磁轮旋转，驱动组件通常采用驱动电机。而在对爬壁机器人进行设计制造时，往往是将驱动电机、减速器和磁轮作为独立的零部件进行选型和机械设计，而后将驱动电机设置在爬壁机器人车体内，并通过减速器与设置在车体底部的磁轮相连接，这就导致了爬壁机器人的驱动组件在车体上占用了大量空间，既增加了爬壁机器人车体的重量，也会加大爬壁机器人车体的高度，不利于爬壁机器人进入狭窄空间进行作业，爬壁机器人的适应性较差。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种爬壁机器人车体。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种爬壁机器人车体，包括车架、磁轮，所述的磁轮设置在所述的车架的相对两侧，所述的磁轮包括：

转动机构：所述的转动机构包括转动壳体，所述的转动壳体的端面上开设有容纳槽，所述的容纳槽内设置有永磁体，所述的永磁体用于使所述的转动机构具有磁吸力；

传动机构：所述的传动机构设置在所述的转动壳体内，所述的传动机构的一侧与所述的转动壳体连接；

驱动机构：所述的驱动机构设置在所述的转动壳体内，且所述的驱动机构与所述的转动壳体之间通过转动轴承连接，所述的驱动机构的外表面与所述的转动轴承的内圈连接，所述的转动壳体的内表面与所述的转动轴承的外圈连接，所述的驱动机构的输出轴与所述的传动机构的另一侧连接，所述的驱动机构用于驱动所述的传动机构转动，带动所述的转动机构转动。

优选地，所述的容纳槽设置有多个，多个所述的容纳槽绕所述的转动壳体的轴线分布，每个所述的容纳槽内均设置有所述的永磁体。

进一步优选地，多个所述的永磁体采用海尔贝克阵列形式排列，可利用最少的磁铁获得理想的吸附力，在确保吸附可靠的同时极大减轻了重量和体积。

优选地，所述的容纳槽包括第一容纳槽、第二容纳槽，所述的第一容纳槽、第二容纳槽分别设置在所述的转动壳体两端的端面上，所述的第一容纳槽、第二容纳槽内均设置有所述的永磁体。

优选地，所述的转动机构还包括隔磁件，所述的隔磁件设置在所述的转动壳体的端面上，且所述的隔磁件将所述的容纳槽的开口覆盖。

优选地，所述的转动壳体的外表面设置有缓冲层，所述的缓冲层采用弹性材料制成。所述的缓冲层用于使所述的转动壳体与导磁性壁面之间形成绝缘，并在所述的转动壳体转动过程中起到一定缓冲作用。

优选地，所述的转动轴承包括第一轴承、第二轴承，所述的第一轴承、第二轴承沿所述的转动壳体的轴线方向分布，所述的第一轴承、第二轴承之间设置有隔圈。

优选地，所述的转动轴承的相对两侧分别设置有轴承密封圈，所述的轴承密封圈套设在所述的驱动机构的外表面，所述的轴承密封圈用于防止异物进入所述的转动轴承内。

优选地，所述的转动机构还包括第一轮盖，所述的第一轮盖的一侧面具有凸出部，所述的第一轮盖的一侧面与所述的转动壳体的端面连接，且所述的凸出部伸入至所述的转动壳体内。

优选地，所述的驱动机构包括支撑壳体、驱动电机，所述的支撑壳体的外表面与所述的转动轴承的内圈连接，所述的驱动电机设置在所述的支撑壳体内，所述的驱动电机的输出轴与所述的传动机构的另一侧连接。

进一步优选地，所述的支撑壳体的一端可拆卸地设置有第一连接板，所述的第一连接板上开设有通孔，所述的驱动电机与所述的第一连接板可拆卸地连接，且所述的驱动电机的输出轴伸出所述的通孔。

更进一步优选地，所述的第一连接板的通孔与所述的驱动电机的输出轴之间设置有电机密封圈，所述的电机密封圈可阻止灰尘、油污等杂质进入。

进一步优选地，所述的支撑壳体的另一端设置有第二连接板，所述的第二连接板的一侧与所述的支撑壳体的另一端拆卸地连接，所述的第二连接板的另一侧与所述的车架可拆卸地连接。

优选地，所述的传动机构包括依次同轴设置的联轴器、减速器以及第二轮盖，所述的驱动机构的输出轴与所述的联轴器连接，所述的第二轮盖与所述的转动壳体的端面连接。

优选地，所述的转动机构、传动机构以及驱动机构同轴设置。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型通过将驱动机构安装至转动机构的内部，极大减小了驱动机构在爬壁机器人车体上所占用的空间，便于在车体上安装其他零部件，降低了爬壁机器人的整体高度，有利于爬壁机器人进入狭窄低矮的空间进行作业，提高了爬壁机器人的环境适应性，且驱动机构与转动机构之间的连接结构简单巧妙、安装紧凑，实用性好。

附图说明

附图1为本实施例的爬壁机器人车体的立体示意图；

附图2为本实施例的磁轮的剖视示意图；

附图3为本实施例的驱动机构的立体分解示意图；

附图4为本实施例的驱动机构的剖视示意图；

附图5为本实施例的支撑壳体的剖视示意图；

附图6为本实施例的第二连接板的立体示意图；

附图7为本实施例的传动机构的立体示意图；

附图8为本实施例的转动机构的立体分解示意图；

附图9为本实施例的转动机构的剖视示意图；

附图10为本实施例的转动壳体的剖视示意图；

附图11为本实施例的第一轮盖的立体示意图。

以上附图中：

1、车架；2、磁轮；21、转动机构；211、转动壳体；2110、容纳槽；2111、第一容纳槽；2112、第二容纳槽；212、永磁体；213、转动轴承；2131、第一轴承；2132、第二轴承；2133、隔圈；214、轴承密封圈；215、隔磁件；216、第一轮盖；2160、凸出部；217、缓冲层；22、传动机构；221、联轴器；222、减速器；223、第二轮盖；23、驱动机构；231、支撑壳体；232、驱动电机；233、第一连接板；2330、通孔；234、第二连接板；235、电机密封圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种爬壁机器人车体，如图1所示，包括车架1、磁轮2，磁轮2对称设置在车架1的相对两侧，且车架1的每侧均设置有两个磁轮2，磁轮2用于使爬壁机器人车体可吸附在导磁性壁面上并可在其上移动。

以下具体对各个部件及其连接关系做详细介绍：

如图1所示，车架1为框架类结构，其整体采用高强度铝合金板和弯杆拼装而成，车架1结构简单、组装便捷、重量轻，既保证了车架1的整体强度，又利于设置在车架1内部各个模块、零件的散热。

如图2所示，磁轮2包括转动机构21、传动机构22以及驱动机构23，传动机构22和驱动机构23均设置在转动机构21内，且转动机构21、传动机构22以及驱动机构23同轴设置；驱动机构23的输出轴与传动机构22连接，传动机构22与转动机构21连接，驱动机构23可通过传动机构22带动转动机构21旋转。

具体而言：

如图8至图10所示，转动机构21包括转动壳体211，转动壳体211的端面上开设有容纳槽2110，容纳槽2110内设置有用于提供磁性吸附力的永磁体212，具体地：转动壳体211呈圆柱状，且转动壳体211的两端贯通，转动壳体211采用无磁性的材料制成；容纳槽2110呈弧形延伸，容纳槽2110可设置有多个，多个容纳槽2110绕转动壳体211的轴线均匀分布，每个容纳槽2110内均设置有永磁体212，永磁体212的形状与容纳槽2110的形状匹配，且多个永磁体212采用海尔贝克阵列形式排列，以增加磁性吸附力；容纳槽2110具体包括第一容纳槽2111、第二容纳槽2112，第一容纳槽2111和第二容纳槽2112分别设置在转动壳体211两端的端面上，且第一容纳槽2111和第二容纳槽2112内均设置有永磁体212。在本实施例中：第一容纳槽2111和第二容纳槽2112均设置有八个，每个第一容纳槽2111、第二容纳槽2112内均设置有永磁体212。

如图9所示，转动壳体211上设置有缓冲层217，缓冲层217均匀包覆在转动壳体211的外表面，缓冲层217用于使转动壳体211与导磁性壁面之间形成绝缘，并在转动壳体211转动过程中起到一定缓冲作用；缓冲层217采用弹性材料制成，例如可采用橡胶材料，但也不仅限于该实施方式。

如图8和图9所示，转动壳体211上还设置有隔磁件215，隔磁件215设置在转动壳体211的端面上，隔磁件215呈圆环状，隔磁件215的内径大于等于转动壳体211的内径，且隔磁件215可将容纳槽2110的开口覆盖。在本实施例中：隔磁件215设置有两个，两个隔磁件215分别设置在转动壳体211两端的端面上，并分别将第一容纳槽2111和第二容纳槽2112的开口覆盖。

此外，如图11所示，转动机构21还包括第一轮盖216，第一轮盖216呈圆环状，第一轮盖216的一侧面具有凸出部2160，凸出部2160也呈圆环状；第一轮盖216的一侧面与转动壳体211一端的端面连接，且凸出部2160伸入至转动壳体211内，凸出部2160的外表面与转动壳体211的内壁贴合，第一轮盖216的一侧面将隔磁件215压紧在转动壳体211的端面上。

如图3至图6所示，驱动机构23设置在转动壳体211内，驱动机构23包括支撑壳体231、驱动电机232、第一连接板233以及第二连接板234，支撑壳体231呈圆筒状，且支撑壳体231的两端贯通；驱动电机232同轴设置在支撑壳231体内；第一连接板233可拆卸地设置在支撑壳体231的一端，例如，支撑壳体231的侧部开设有贯穿的通孔，第一连接板233的侧部开设有螺纹孔，螺钉穿过通孔与螺纹孔连接，但也不仅限于该实施方式；第一连接板233上开设有通孔2330，驱动电机232与第一连接板233可拆卸地连接，且驱动电机232的输出轴伸出通孔2330；第一连接板233的通孔2330与驱动电机232的输出轴之间设置有电机密封圈235，电机密封圈235可阻止灰尘、油污等杂质进入；第二连接板234呈圆环状，第二连接板234可拆卸地设置在支撑壳体231的另一端，且第二连接板234与支撑壳体231同轴设置，第二连接板234的一侧与支撑壳体231的端面贴靠，第二连接板234的另一侧与车架1可拆卸地连接。

如图2和图9所示，驱动机构23与转动壳体211之间通过转动轴承213连接，驱动机构23的外表面与转动轴承213的内圈连接，转动壳体211的内表面与转动轴承213的外圈连接，具体地：转动轴承213设置在转动壳体211内靠近第一轮盖216的一端，驱动机构23的支撑壳体231的外表面与转动轴承213的内圈连接；转动轴承213可采用推力圆锥滚子轴承，用以抵消磁轮2转动过程中所受的轴向力；转动轴承213的相对两侧分别设置有轴承密封圈214，轴承密封圈214套设在驱动机构23的支撑壳体231的外表面，且轴承密封圈214的外表面紧贴转动壳体211的内壁，轴承密封圈214用于防止异物进入转动轴承213内；转动轴承213具体包括第一轴承2131、第二轴承2132，第一轴承2131和第二轴承2132沿转动壳体211的轴线方向分布，第一轴承2131和第二轴承2132套设在支撑壳体231上，且第一轴承2131和第二轴承2132之间设置有隔圈2133。

如图7所示，驱动机构23与转动机构21之间通过传动机构22连接，传动机构22的一侧与转动机构21的转动壳体211连接，传动机构22的另一侧与驱动机构23的输出轴连接，具体地：传动机构22包括依次设置的联轴器221、减速器222以及第二轮盖223，联轴器221、减速器222以及第二轮盖223同轴设置，联轴器221和减速器222均位于转动壳体211内；联轴器221的中心处开设有键槽孔，驱动电机233的输出轴插入在该键槽孔内；减速器222采用谐波减速器；第二轮盖223与所述的转动壳体的端面连接。第二轮盖223呈圆盘状，第二轮盖223的一侧面具有凸出部，第二轮盖223的一侧面与转动壳体211另一端的端面连接，且其凸出部伸入至转动壳体211内并与减速器222连接，第二轮盖223的一侧面将隔磁件215压紧在转动壳体211的端面上。

本实施例的磁轮2在工作过程中：驱动机构23的驱动电机232启动后，依次带动联轴器221、减速器222以及第二轮盖223转动，第二轮盖223转动带动转动壳体211、转动轴承213的外圈和第一轮盖216绕磁轮2的轴线旋转。由于将驱动机构23固定在转动机构21的内部且连接结构紧凑，极大减少了驱动机构23的占用空间，可充分利用车架1内的空间以安装爬壁机器人其他零件和模块，同时降低了车架1的整体高度，有利于爬壁机器人进入低矮空间进行作业。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种爬壁机器人车体，包括车架、磁轮，所述的磁轮设置在所述的车架的相对两侧，其特征在于：所述的磁轮包括：

转动机构：所述的转动机构包括转动壳体，所述的转动壳体的端面上开设有容纳槽，所述的容纳槽内设置有永磁体，所述的永磁体用于使所述的转动机构具有磁吸力；

传动机构：所述的传动机构设置在所述的转动壳体内，所述的传动机构的一侧与所述的转动壳体连接；

驱动机构：所述的驱动机构设置在所述的转动壳体内，且所述的驱动机构与所述的转动壳体之间通过转动轴承连接，所述的驱动机构的外表面与所述的转动轴承的内圈连接，所述的转动壳体的内表面与所述的转动轴承的外圈连接，所述的驱动机构的输出轴与所述的传动机构的另一侧连接，所述的驱动机构用于驱动所述的传动机构转动，带动所述的转动机构转动。

2.根据权利要求1所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的容纳槽设置有多个，多个所述的容纳槽绕所述的转动壳体的轴线分布，每个所述的容纳槽内均设置有所述的永磁体。

3.根据权利要求2所述的爬壁机器人车体，其特征在于：多个所述的永磁体采用海尔贝克阵列形式排列。

4.根据权利要求1所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的容纳槽包括第一容纳槽、第二容纳槽，所述的第一容纳槽、第二容纳槽分别设置在所述的转动壳体两端的端面上，所述的第一容纳槽、第二容纳槽内均设置有所述的永磁体。

5.根据权利要求1所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的转动机构还包括隔磁件，所述的隔磁件设置在所述的转动壳体的端面上，且所述的隔磁件将所述的容纳槽的开口覆盖。

6.根据权利要求1所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的转动壳体的外表面设置有缓冲层，所述的缓冲层采用弹性材料制成。

7.根据权利要求1所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的转动轴承包括第一轴承、第二轴承，所述的第一轴承、第二轴承沿所述的转动壳体的轴线方向分布，所述的第一轴承、第二轴承之间设置有隔圈。

8.根据权利要求1所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的转动轴承的相对两侧分别设置有轴承密封圈，所述的轴承密封圈套设在所述的驱动机构的外表面。

9.根据权利要求1所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的转动机构还包括第一轮盖，所述的第一轮盖的一侧面具有凸出部，所述的第一轮盖的一侧面与所述的转动壳体的端面连接，且所述的凸出部伸入至所述的转动壳体内。

10.根据权利要求1所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的驱动机构包括支撑壳体、驱动电机，所述的支撑壳体的外表面与所述的转动轴承的内圈连接，所述的驱动电机设置在所述的支撑壳体内，所述的驱动电机的输出轴与所述的传动机构的另一侧连接。

11.根据权利要求10所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的支撑壳体的一端可拆卸地设置有第一连接板，所述的第一连接板上开设有通孔，所述的驱动电机与所述的第一连接板可拆卸地连接，且所述的驱动电机的输出轴伸出所述的通孔。

12.根据权利要求11所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的第一连接板的通孔与所述的驱动电机的输出轴之间设置有电机密封圈。

13.根据权利要求10所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的支撑壳体的另一端设置有第二连接板，所述的第二连接板的一侧与所述的支撑壳体的另一端拆卸地连接，所述的第二连接板的另一侧与所述的车架可拆卸地连接。

14.根据权利要求1所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的传动机构包括依次同轴设置的联轴器、减速器以及第二轮盖，所述的驱动机构的输出轴与所述的联轴器连接，所述的第二轮盖与所述的转动壳体的端面连接。

15.根据权利要求1所述的爬壁机器人车体，其特征在于：所述的转动机构、传动机构以及驱动机构同轴设置。