CN2868583Y - 在小直径曲面上运行的永磁轮履爬行机 - Google Patents

在小直径曲面上运行的永磁轮履爬行机 Download PDF

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闫炳义
潘际銮
卢勤英
高力生
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Abstract

本实用新型提出的在小直径曲面上运行的永磁轮履爬行机属于机器人技术领域。本实用新型要解决爬行机在小曲径曲面工件上运行时出现的技术问题。本实用新型提出的永磁轮履爬行机主要包括：旋转配置在爬行机主体1中的圆形螺母3－9，通过长螺栓3－7、销子3－11、挂耳3－4，而使两个磁悬浮构件3－1和3－2的相对端围绕铰链件3－3向上摆动，这样两磁悬浮构件3－1和3－2中心部位上升，它就不再与凸起的曲面工件表面相碰；同时在下部的永磁履带2的长度方向的前部和后部分别设置两个短的导向装置5－1和5－2，这就消除了下部的永磁履带2凸起而对爬行机运行的阻碍。本永磁轮履爬行机适合在最小直径为2M的曲面工件上运行。

Description

在小直径曲面上运行的永磁轮履爬行机
所属技术领域
本实用新型提出的在小直径曲面上运行的永磁轮履爬行机属于机器人技术领域，特别涉及到焊接机器人永磁轮履爬行机的机械结构。
背景技术
近年来机器人在工业上得到了广泛的应用，其中，机器人的爬行机应用到焊接、喷镀、除锈、检测等方面。
在我们以前已授权的专利(实用新型专利02240333和发明专利031536638)中，曾经提出用于焊接机器人的永磁轮履爬行机的机械结构，在该爬行机的机械结构中，如图1所示，为解决爬行机能牢固地吸附在工件上，采用永磁履带2，即在爬行机两侧，并排的两履带2-3之间，连续设置长条形永磁体2-1，同时，还在爬行机主体1的两内侧下端装有磁悬浮构件3。移动的永磁履带2和磁悬浮构件3共同产生对磁性工件的磁吸附力，使爬行机在工作时能吸附在工件上。
为解决爬行机不工作时能从工件上拿开，采用了磁路开关2-2，操纵该磁路开关，可以使爬行机在工作时牢固地吸附在工件上，而在不工作时，通过转动磁路开关2-2，使永磁体产生的磁力对工件不起作用，此时对工件而言，仅仅有磁悬浮构件的磁力相对较弱，因此爬行机可以从工件上拿开。
另外，上述的永磁轮履爬行机在转弯运行时还有问题，即当爬行机依靠两个永磁履带2的速度不同而转向，但是设置在永磁履带2中的永磁体2-1因磁力不能与永磁履带2一起转向，由于不能及时转向的永磁体2-1的干扰，就出现链轮4与链条2-3之间啮合不佳，有时链条2-3会跳到链轮中的齿顶上而无法转回，因此，爬行机不能正常运行。
设置转向装置能解决上述转弯时出现的问题，该转向装置5设置在永磁履带2的下方的整个长度方向上，转向装置5的结构示意图如图2所示，永磁体2-1与长形件2-4相连接，长形件2-4插入槽形件6中，该转向装置5沿着链条2-3的整个长度方向设置，当爬行机转向时，由于槽形件6与爬行机主体1连接在一起，借助槽形件6、长形件2-4，永磁体2-1与爬行机主体1一起转向，链条2-3与链轮4一直啮合良好。
当这种永磁轮履爬行机在小直径曲面上运行时，由于曲面的直径小、曲率大，而链轮之间的工件曲面就会向上凸出，这就会带来如下的新问题：
1)由于爬行机主体1的两侧下端装有磁悬浮构件3，并且它的下端与工件表面距离很小，以便增加与工件间的磁吸附力，通常该距离为大约5mm；如图3所示，当曲面的直径小、曲率大时，两链轮4之间的工件曲面凸起就大，凸起的曲面就会接触到磁悬浮构件3的下端，因而使爬行机运行受阻。
2)如图2和图3所示，围绕在爬行机两链轮4的链条2-3的总长度一般是固定不变的，当工件曲面因直径小时，链条2-3的下部部分长度被曲面顶起，很明显，与永磁体2-1相连的直形件2-4相应的升高会造成长形件2-4的顶部与槽形件6的槽顶相接触，其结果，这种沿永磁履带2整个长度上设置的整体的导向装置5就阻碍了爬行机的运行。
总之，永磁轮履爬行机在小直径曲面上运行时又出现上述一些新问题。
发明内容：
为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种能在小直径、曲率大的曲面工件上顺利运行的永磁轮履爬行机。
本实用新型的技术方案如下：
1.一种在小直径曲面上运行的永磁轮履爬行机，该爬行机包括爬行机主体1、永磁履带2、磁悬浮构件3、链轮4、导向装置5，其特征在于：
为了磁悬浮构件(3)不与曲面工件表面相碰，设置如下结构：
相对的两个磁悬浮构件3-1和3-2之间有一定的间隙，该两个构件的外侧一端借助铰链件3-3与爬行机主体1相连，磁悬浮构件3-1上有两个挂耳3-4，磁悬浮构件3-2也有一个挂耳3-4，这三个可以相互插入配置的挂耳3-4的中心部位开有同样尺寸的椭圆形的挂耳孔3-5；在爬行机主体1的垂直方向开一个长的圆形孔3-6，其中设置一个长螺栓3-7，在爬行机主体1的侧面上部开一个椭圆形孔3-8，其中有一个与长螺栓3-7相配合的圆形螺母3-9；爬行机主体1侧面下部开一个倒U形洞3-10，一个与长螺栓3-7下端配合连接的一销子3-11通过倒U形洞3-10而插入上述三个挂耳3-4上的挂耳孔3-5中；这样，当旋转圆形螺母3-9，借助长螺栓3-7、销子3-11、挂耳3-4，就可以使两个磁悬浮构件3-1和3-2的相对端围绕固定在爬行机主体1上的铰链件3-3摆动；
为了下部的永磁履带2向上凸起而不阻碍爬行机运行，设置了如下结构：
在下部的永磁履带2的长度方向的前部和后部分别设置两个导向装置5-1和5-2，这样因下部的永磁履带2凸起而使爬行机运行受阻就可以消除。
2.在上述永磁轮履爬行机中，磁悬浮构件3-1和3-2中心相对应部分离工件表面距离可以升高到15mm。
3.在上述永磁轮履爬行机中，两个导向装置5-1和5-2的长度为60mm。
4.上述永磁轮履爬行机可以在最小直径为2M的曲面上顺利运行。
本实用新型提出的永磁轮履爬行机由于能在最小直径2M的曲面工件上顺利运行，因此就明显地扩大了该爬行机的使用范围，提高了使用效率。
附图说明
图1表示背景技术中的永磁轮履爬行机的结构示意图；
图2在该爬行机中用于永磁体转向的转向机构的示意图；
图3永磁履带爬行机在小直径曲面上运行时受阻的原理示意图；
图4在永磁履带爬行机上设置能使磁悬浮构件垂直向上摆动的机构以及在下部的永磁履带的前部和后部分别设置的导向机构的示意图；
图5使磁悬浮机构垂直向上摆动的机构的详图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型提出的在小直径、大曲率曲面工件上运行的永磁轮履爬行机的结构。
正如图1所表示的那样，原有的永磁轮履爬行机在小直径、大曲率的曲面工件上不能顺利运行，其原因正如图3所示，爬行机两链轮4之间凸起的工件曲面会与设置在爬行机主体1的下部的磁悬浮构件3相碰，因而爬行机运行受阻。
另外，在图3中还可以看出，凸起的工件曲面还会造成下面的永磁履带2凸起，凸起的永磁履节2也会与在永磁履带2整个长度上配置的导向装置3相碰。
本实用新型针对上述两点进行改进：
首先，设置了磁悬浮构件3-1和3-2的向上摆动装置。
如图5所示，为升高原来的整体的磁悬浮构件3修改设置成两个相对的磁悬浮构件3-1和3-2，两者相对端之间有一定的间隙，两者的外侧一端借助铰链件3-3与爬行机主体1相连，磁悬浮构件3-1有两个挂耳3-4，磁悬浮构件3-2也有一挂耳3-4，这三个可以互相插入配置的挂耳3-4的中心部位开有同样尺寸的椭圆形的挂耳孔3-5；在爬行机主体1的垂直方向开一个长的圆形孔3-6，其中设置一个长螺栓3-7，在爬行机主体1的侧面上部开一个椭圆形孔3-8，其中有一个与长螺栓3-7相配合的圆形螺母3-9；爬行机主体1侧面下部开了一个倒U形洞3-10，一个与长螺栓3-7下端配合连接的一个销子3-11通过倒U形洞3-10在而插入上述三个挂耳3-4上的挂耳孔3-5；这样，当旋转圆形螺母3-9，借助长螺栓3-7、销子3-11、挂耳3-4，就可以使两个磁悬浮构件3-1和3-2的相对端围绕固定在爬行机主体1的铰链件3-3摆动；这样就提高了两链轮4中间部位磁悬浮构件3-1和3-2的高度。
其次，改进了原导向装置5的结构，即在下部的永磁履带2的长度方向，不再采用整体的导向装置5，而是在其长度方向的前部和后部分别设置两个短的导向装置5-1和5-2，这种导向装置对永磁体2-1的导向作用良好。
通过本实用新型提出的以上的结构，这种永磁轮履爬行机可以顺利地在小直径、大曲率的曲面工件上顺利运行。

Claims (4)

1.一种在小直径曲面上运行的永磁轮履爬行机，该爬行机包括爬行机主体(1)、永磁履带(2)、磁悬浮构件(3)、链轮(4)、导向装置(5)，其特征在于：
为了磁悬浮构件(3)不与曲面工件表面相碰，设置如下结构：
相对的两个磁悬浮构件(3-1)和(3-2)之间有一定间隙，该两个构件外侧一端借助铰链件(3-3)与爬行机主体(1)相连，磁悬浮构件(3-1)上有两个挂耳(3-4)，磁悬浮构件(3-2)也有一个挂耳(3-4)，这三个可以相互插入配置的挂耳(3-4)的中心部位开有同样尺寸的椭圆形的挂耳孔(3-5)；在爬行机主体(1)的垂直方向开一个长的圆形孔(3-6)，其中设置一个长螺栓(3-7)，在爬行机主体(1)的侧面上部开一个椭圆形孔(3-8)，其中有一个与长螺栓(3-7)相配合的圆形螺母(3-9)；爬行机主体(1)侧面下部开一个倒U形洞(3-10)，一个与长螺栓(3-7)下端配合连接的销子(3-11)通过倒U形洞(3-10)而插入上述三个挂耳(3-4)上的挂耳孔(3-5)；这样当旋转圆形螺母(3-9)，借助长螺栓(3-7)、销子(3-11)、挂耳(3-4)，就可以使两个磁悬浮构件(3-1)和(3-2)的相对端围绕铰链(3-3)向上摆动；
为了下部的永磁履带(2)向上凸起而不阻碍爬行机运行，设置如下设备：
在下部的永磁履带(2)长度方向的前部和后部分别设置两个导向装置(5-1)和(5-2)。
2.根据权利要求1所述的在小直径曲面上运行的永磁轮履爬行机，其特征在于，磁悬浮构件(3-1)和(3-2)中心相对应部分离工件表面距离可以升高到15mm。
3.根据权利要求1所述的在小直径曲面上运行的永磁轮履爬行机，其特征在于，两个导向装置(5-1)和(5-2)的长度为60mm。
4.根据权利要求1所述的在小直径曲面上运行的永磁轮履爬行机，其特征在于，该爬行机可以在最小直径为2M的曲面上顺利运行。
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