CN2550116Y - 爬行式全位置焊机器人半履带小车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型一种爬行式全位置焊机器人半履带小车，包括小车体等，特征是小车的后驱动依靠两个后交(直)流伺服电机单独驱动两根履带，具有较强的驱动力，双履带为小车左、右配置，从动链轮的芯轮轴置于可前后和上下移动的调节滑块和弹性悬架上，前轮既起转向作用又具有驱动功能，小车牵引力得到增强，能满足在小车负载较大时对牵引力的需求，转向精度高；本实用新型依靠永磁磁钢、轭铁与被焊工件间形成强磁路所构成的吸附磁路吸附在所需焊接的钢构件上。本实用新型由控制电路发出信号控制交(直)流伺服电机和转向步进电机，从而完成焊缝轨迹自动跟踪，交(直)流伺服电机调速方便，反应速度快，可实现无级变速，能保证小车精确位置移动。

Description

爬行式全位置焊机器人半履带小车
技术领域
本实用新型涉及车辆，尤其是涉及一种爬行式全位置焊机器人半履带小车。
背景技术
在工业生产中，机器人已越来越多地用来取代工人从事条件恶劣、劳动强度大的工作。比如，焊接机器人就是在小车的驱动下跟踪钢板上的焊缝并进行焊接。爬行式全位置焊机器人轮式移动小车具有转向精度高、同步性好的优点，但因其只产生滚动摩擦力，牵引能力和负重能力均较弱；而全履带式小车在转向时是依靠两侧履带运动速度差来实现的，但由于磁吸附式履带对工件工作面具有较强的吸附作用，所以要完全依靠履带的速度差来实现转向就比较勉强，对链轮、链条及磁钢均有不利的影响。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种爬行式全位置焊机器人半履带小车，前驱动转向轮和履带与工件工作面之间既有静摩擦力、滑动摩擦力又有滚动摩擦力的生成，从而使小车具有较强的牵引能力和负重能力，小车转向方便灵活，适合在平整和不甚平整的工件工作面上工作。
本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型包括小车体，在小车体的前端两侧安装有前驱动转向轮，前交(直)流伺服电机、前减速器和转向步进电机均安装在小车体的电机座上，前交(直)流伺服电机的输出轴与前减速器输入端直接相连，特征是主动锥齿轮固定在前减速器的输出轴上，被动锥齿轮与主动锥齿轮啮合传动，被动锥齿轮固定在前差速器壳体上，前驱动内半轴的一端固定在前差速器内的半轴锥齿轮上，另一端通过万向节与前驱动外半轴连接，前驱动外半轴通过轮盖与前驱动转向轮连接，并将转距传递给前驱动转向轮，前差速器内的一对半轴锥齿轮与一对行星锥齿轮啮合；转向步进电机通过联轴器接转向器内的转向齿轮，转向齿轮与转向齿条啮合，转向齿条两端与左右转向连杆连接，转向拉杆的两端均与转向节支架的一端活动连接，转向节支架的另一端与转向节固定在一起，在小车体前端两侧固定有前梁，转向节的一端通过转向主销活动安装在前梁上，另一端套在前驱动转向轮的轴承中；在小车体内中后部并排安装有两个后交(直)流伺服电机和两个后减速器，后减速器通过后联轴器接蜗轮一蜗杆减速器，后驱动半轴一端接蜗轮一蜗杆减速器的蜗轮，另一端接后链轮芯轮，后链轮与后行走支撑轮固定在后链轮芯轮上，前行走支撑轮和前链轮固定在前链轮芯轮上，链条将前链轮和后链轮连接在一起，前链轮通过前链轮芯轮上、芯轮轴安装在可前后和上下移动的调节滑块和弹性悬架上，在链条上设置有履带磁钢。
两根链条和铆固在链条间的若干块履带磁钢组成单侧履带。
本实用新型由于以双履带驱动取代了轮式移动小车的后四轮驱动，双履带为小车左、右配置，并且分别由两个后交(直)流伺服电机驱动，其中后链轮为主动链轮，前链轮为从动链轮，每侧履带由固定在链轮芯轮两侧的链轮、链条以及铆固定在两条链条间的履带磁钢组成。为减少行走时履带磁钢对地面的冲击，在每个链轮外侧设有行走支撑轮。履带上的磁钢与地面之间既存在与地面接触磁钢的静摩擦力，又存在有离开地面趋势磁钢的动摩擦力，而这种动摩擦力又基本为滑动摩擦力，所以与基本上只具有滚动摩擦力的轮式移动小车相比较，本实用新型的牵引能力和负重能力都有明显的提高，而与全履带式小车相比，本实用新型又有转向更为灵活方便的优点，由于从动链轮即前链轮安装在调节滑块上，调节滑块依靠调节螺栓可前后移动，就能保证链条有合适的张紧度，在调节滑块上又设置有弹性悬架，弹性悬架上有弹性装置，从动链轮能依靠弹性装置上、下移动，从而使从动链轮能在不甚平整的工件工作面上作上、下移动，既保证履带上的磁钢始终与工作面有良好的接触，又不致因从动链轮上的行走支撑轮顶住工作面而导致其它驱动装置脱离工作面，保证驱动力为恒定值。因此本实用新型除具有轮式移动小车的转向精度高、牵引力大、同步性好的优点外，还具有全履带式小车牵引能力和负重能力都很强的优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的俯视图。
具体实施方式
本实用新型包括小车体7，在小车体7的前端两侧安装有前驱动转向轮20，前交(直)流伺服电机1、前减速器3和转向步进电机2均安装在小车体7的电机座5上，前交(直)流伺服电机1的输出轴与前减速器2输入端直接相连，主动锥齿轮10固定在前减速器3的输出轴4上，被动锥齿轮11与主动锥齿轮10啮合传动，被动锥齿轮11固定在前差速器24壳体上，前驱动内半轴25的一端固定在前差速器24内的半轴锥齿轮上，另一端通过万向节与前驱动外半轴28连接，前驱动外半轴28通过轮盖41与前驱动转向轮20连接，并将转距传递给前驱动转向轮20，前差速器24内的一对半轴锥齿轮与一对行星锥齿轮啮合；转向步进电机2通过前联轴器19接转向器6内的转向齿轮，转向齿轮与转向齿条啮合，转向齿条两端与左右转向连杆23连接，转向拉杆23的两端均与转向节支架22的一端活动连接，转向节支架22的另一端与转向节21固定在一起，在小车体7前端两侧固定有前梁26，转向节21的一端通过转向主销27活动安装在前梁26上，另一端套在前驱动转向轮28的轴承中；在小车体7内中后部并排安装有两个后交(直)流伺服电机30和两个后减速器31，后减速器31通过后联轴器32接蜗轮一蜗杆减速器33，后驱动半轴34一端接蜗轮一蜗杆减速器33的蜗轮，另一端接后链轮芯轮36，后链轮35与后行走支撑轮12固定在后链轮芯轮36上，前行走支撑轮37和前链轮39固定在前链轮芯轮上38，链条13将前链轮39和后链轮35连接在一起，在链条13上设置有履带磁钢14。传动轴40一端安装在小车体7上，另一端安装在前链轮芯轮上38的中间轴承上。
前链轮39通过前链轮芯轮上38、芯轮轴40安装在前后调节滑块16和弹性悬架17上，调节滑块16依靠调节螺栓18可前后移动，就能保证链条13有合适的张紧度，在调节滑块16上又设置有弹性悬架17，弹性悬架17上有弹性装置，前链轮39能依靠弹性装置上、下移动，从而使前链轮39能在不甚平整的工件工作面上作上、下移动，既保证履带磁钢14始终与工作面有良好的接触。
在小车体7的底部前端安装有前磁钢9，在前磁钢9的上方安装有轭铁8，在小车体7的支架15后端安装有附加磁钢29。
履带驱动部分：
交(直)流伺服电机31输出的转距通过后减速器32、后联轴器33输送到蜗轮一蜗杆减速器34，经减速并增大转距后输送与蜗轮连接的后驱动半轴35及固定在后驱动半轴35的后链轮芯轮37上，再由后链轮芯轮37两侧的后链轮36、链条13驱动前链轮40运动，于是由链条13、履带磁钢14、前行走支撑轮38、后行走支撑轮12组成的履带便可以行走。由于两个后行走支撑轮12由两个交(直)流伺服电机31分别驱动，履带运动速度可根据控制电机转速而变化，并且能有不同的运动速度。
前轮驱动部分：
前驱动转向轮20由前交(直)流伺服电机1经前减速器3减速，再通过主动锥齿轮10、被动锥齿轮11减速并将垂直方向转距转变为水平方向转距，再通过前减速器24、前驱动内半轴25、前驱动外半轴28将转距传递给前驱动转向轮20。
转向部分：
转向步进电机2的角位移通过前联轴器19传递给转向器6，由转向器6的转向齿轮与转向齿条机构将此角位移转变为转向连杆23的水平运动，通过转向节支架22、转向节21使前驱动转向轮20偏转所需的角度，达到预期的转向效果。

Claims (3)

1、一种爬行式全位置焊机器人半履带小车，包括小车体(7)，在小车体(7)的前端两侧安装有前驱动转向轮(20)，前交(直)流伺服电机(1)、前减速器(3)和转向步进电机(2)均安装在小车体(7)的电机座(5)上，前交(直)流伺服电机(1)的输出轴与前减速器(2)输入端直接相连，其特征在于：主动锥齿轮(10)固定在前减速器(3)的输出轴(4)上，被动锥齿轮(11)与主动锥齿轮(10)啮合传动，被动锥齿轮(11)固定在前差速器(24)壳体上，前驱动内半轴(25)的一端固定在前差速器(24)内的半轴锥齿轮上，另一端通过万向节与前驱动外半轴(28)连接，前驱动外半轴(28)通过轮盖(41)与前驱动转向轮(20)连接，前差速器(24)内的一对半轴锥齿轮与一对行星锥齿轮啮合；转向步进电机(2)通过前联轴器(19)接转向器(6)内的转向齿轮，转向齿轮与转向齿条啮合，转向齿条两端与左右转向连杆(23)连接，转向拉杆(23)的两端均与转向节支架(22)的一端活动连接，转向节支架(22)的另一端与转向节(21)固定在一起，在小车体(7)前端两侧固定有前梁(26)，转向节(21)的一端通过转向主销(27)活动安装在前梁(26)上，另一端套在前驱动转向轮(28)的轴承中；在小车体(7)内中后部并排安装有两个后交(直)流伺服电机(30)和两个后减速器(31)，后减速器(31)通过后联轴器(32)接蜗轮一蜗杆减速器(33)，后驱动半轴(34)一端接蜗轮一蜗杆减速器(33)的蜗轮，另一端接后链轮芯轮(36)，后链轮(35)与后行走支撑轮(12)固定在后链轮芯轮(36)上，前行走支撑轮(37)和前链轮(39)固定在前链轮芯轮上(38)，链条(13)将前链轮(39)和后链轮(35)连接在一起，在链条(13)上设置有履带磁钢(14)。
2、如权利要求1所述的爬行式全位置焊机器人半履带小车，其特征在于：前链轮(39)通过前链轮芯轮上(38)、芯轮轴(40)安装在前后调节滑块(16)和弹性悬架(17)上，在调节滑块(16)上又设置有弹性悬架(17)。
3、如权利要求2所述的爬行式全位置焊机器人半履带小车，其特征在于：在小车体(7)的底部前端安装有前磁钢(9)，在前磁钢(9)的上方安装有轭铁(8)，在小车体(7)的支架(15)后端安装有附加磁钢(29)。
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