一種基于電磁吸盤的煤礦提升機(jī)巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人機(jī)構(gòu)，尤其是一種適用于煤礦用提升機(jī)檢測和維修的基于電磁吸盤的煤礦提升機(jī)巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，屬于煤礦提升機(jī)檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]礦用提升機(jī)主要用于礦井下調(diào)度礦車及其它輔助牽引用，亦可用于煤礦、冶金礦山、建筑工地等場合作拖運(yùn)、提升工作或其他輔助搬運(yùn)工作，但不得作載人使用。
[0003]但是目前礦用提升機(jī)的檢測和維護(hù)方式比較落后，一般采用卷揚(yáng)機(jī)或其他升降設(shè)備安裝載人臺(tái)人為檢查，因此會(huì)增加人工危險(xiǎn)。近幾年興起的爬升機(jī)器人一般采用電磁驅(qū)動(dòng)摩擦輪壓緊是機(jī)器人連續(xù)爬升或者利用氣動(dòng)元件加緊蠕動(dòng)爬升或者利用卡爪抓緊橋梁構(gòu)建實(shí)現(xiàn)連續(xù)爬升，而后利用其攜帶的檢測和噴漆設(shè)備對橋梁進(jìn)行檢查和維護(hù)，而這些壓緊或抓緊的固定方式并不適用于提升機(jī)的檢測，無論上述那種固定方式，必定會(huì)對提升機(jī)攬繩或鋼材表面的噴漆或保護(hù)層造成破壞。并且這些機(jī)器人存在重量大，活動(dòng)不夠靈活，能耗大等缺點(diǎn)。因此此類機(jī)器人在檢查和維護(hù)提升機(jī)上并未取得廣泛應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的要克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、多自由度，活動(dòng)靈活，能適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的基于電磁吸盤的提升機(jī)巡檢爬升機(jī)器人結(jié)構(gòu)。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的基于電磁吸盤的礦用提升機(jī)巡檢爬升機(jī)器人結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)二自由度腕部結(jié)構(gòu)、與兩個(gè)二自由度腕部結(jié)構(gòu)鉸接在一起的爬升機(jī)械臂，兩個(gè)二自由度腕部結(jié)構(gòu)底部分別設(shè)有電磁吸盤；
[0006]所述的二自由度腕部結(jié)構(gòu)包括:回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪、旋轉(zhuǎn)軸、從動(dòng)齒輪、電磁吸盤、步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)齒輪、連接軸、深溝球軸承、回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪、齒輪端套筒、軸端套筒、底部連接件和軸承安裝件;所述底部連接件設(shè)在電磁吸盤的上表面，所述步進(jìn)電機(jī)和軸承安裝件設(shè)在底部連接件的上表面，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪設(shè)在步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸上與回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪相嚙合，所述旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有推力軸承，并設(shè)有用于限位的齒輪端套筒和軸端套筒;所述旋轉(zhuǎn)軸的上表面固定有U形槽架，U形槽架上設(shè)有與機(jī)械臂相連的連接軸和電機(jī)，電機(jī)輸出軸上設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪，連接軸上設(shè)有與驅(qū)動(dòng)齒輪相嚙合的從動(dòng)齒輪；
[0007]所述的爬升機(jī)械臂包括:機(jī)構(gòu)臂一、機(jī)構(gòu)臂二、臂部驅(qū)動(dòng)齒輪、臂部從動(dòng)齒輪、旋轉(zhuǎn)軸、步進(jìn)電機(jī)、球軸承;所述兩個(gè)機(jī)構(gòu)臂通過連接軸鉸接在一起，球軸承安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，步進(jìn)電機(jī)設(shè)在機(jī)構(gòu)臂一上，臂部驅(qū)動(dòng)齒輪設(shè)在步進(jìn)電機(jī)輸出軸上，臂部從動(dòng)齒輪設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸上并與臂部驅(qū)動(dòng)齒輪相嚙合，兩個(gè)機(jī)構(gòu)臂分別與二自由度腕部結(jié)構(gòu)的從動(dòng)齒輪鉸接在一起。
[0008]所述的爬升機(jī)械臂以及底部連接件由鋁合金材料制成。
[0009]所述連接軸兩端套裝有固定在U形槽架上的深溝球軸承。
[0010]有益效果:本發(fā)明采用電磁吸盤為固定底盤、二自由度腕部結(jié)構(gòu)和爬升機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，兩個(gè)二自由度腕部結(jié)構(gòu)，腕部結(jié)構(gòu)安裝在電磁吸盤上，另一端通過軸與機(jī)械臂連接，兩機(jī)械臂通過軸連接，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩機(jī)械臂的另外兩端分別連接一個(gè)二自由度腕部結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)除工作的吸盤外的其他部位的旋轉(zhuǎn)和，兩個(gè)吸盤交替移動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的爬升。通過兩對齒輪副、兩步進(jìn)電機(jī)、以及連接件構(gòu)成。電磁吸盤工作后吸緊鋼材，兩個(gè)電磁吸盤保證機(jī)器人始終抓緊提升機(jī)支架體，二自由度腕部通過齒輪副實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或或旋轉(zhuǎn)一起動(dòng)作，使得兩電磁吸盤交替上升。吸盤通電后吸緊提升機(jī)支架后相當(dāng)于機(jī)械臂基座，未通電吸盤相當(dāng)于執(zhí)行端，二自由度腕部轉(zhuǎn)動(dòng)和及兩臂之間的使未通電吸盤動(dòng)作至目標(biāo)位置后，未通電吸盤通電，通電吸盤斷電，重復(fù)上述動(dòng)作即可實(shí)現(xiàn)爬升運(yùn)動(dòng)。
[0011]由于底部連接件用螺栓固定在吸盤上，步進(jìn)電機(jī)和推力軸承的軸承座同樣用螺栓安裝在底部連接件上表面，而齒輪副安裝在底部連接件內(nèi)部，兩齒輪由鎖緊螺母分別固定在電機(jī)軸和輸出轉(zhuǎn)軸上，兩推力軸承同樣安裝在輸出轉(zhuǎn)軸上保證輸出軸的自由轉(zhuǎn)動(dòng)，此種方式實(shí)現(xiàn)腕部的第一個(gè)自由度。輸出軸上端為平面結(jié)構(gòu)，平面上部與軸的安裝件固定在一起，小軸中間開鍵槽，通過鍵與從動(dòng)大齒輪連接進(jìn)行傳動(dòng)，軸兩端套深溝球軸承，安裝在安裝板件上，同樣由帶減速器的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了二自由度腕部與臂之間的自由度。
[0012]本發(fā)明用電磁吸盤通過電磁吸引抓緊提升機(jī)支架表面，不會(huì)對支架表面的噴漆造成破壞。多自由度之間的調(diào)節(jié)可以使爬升機(jī)器人到達(dá)支架結(jié)構(gòu)長度范圍內(nèi)的任何表面，運(yùn)動(dòng)靈活，可以橫向運(yùn)動(dòng)或變換工作平面。機(jī)械臂以及連接件采用鋁合金材料制成，在保證強(qiáng)度的同時(shí)還能盡量的減輕重量，同時(shí)不易被腐蝕。兩臂之間通過軸連接，軸中間開槽，通過鍵與從動(dòng)大齒輪傳動(dòng)，軸兩端套深溝球軸承，安裝在兩臂連接處的通孔上，同樣由帶減速器的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)小齒輪，實(shí)現(xiàn)兩臂之間的自由度。其結(jié)構(gòu)簡單，自重較小，活動(dòng)靈活，可適用于各種不同鋼構(gòu)橋的檢測和維護(hù)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明的二自由度腕部結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)軸測圖。
[0016]圖中:1-回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪，2-旋轉(zhuǎn)軸，3-推力軸承，4-從動(dòng)齒輪，5-電磁吸盤，6_步進(jìn)電機(jī)，7-驅(qū)動(dòng)齒輪，8-連接軸，9-深溝球軸承，10-機(jī)構(gòu)臂一，12-臂部從動(dòng)齒輪，11-臂部驅(qū)動(dòng)齒輪，13-機(jī)構(gòu)臂二，15-回轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪，16-齒輪端套筒，17-軸端套筒，18-底部連接件，19-軸承安裝件，20 —旋轉(zhuǎn)軸，21步進(jìn)電機(jī)，22球軸承，23—U形槽架，24 —電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
[0018]本發(fā)明的基于電磁吸盤的鐵架橋爬升機(jī)器人結(jié)構(gòu)，主要由兩個(gè)二自由度腕部結(jié)構(gòu)、與兩個(gè)二自由度腕部結(jié)構(gòu)鉸接在一起的爬升機(jī)械臂，兩個(gè)二自由度腕部結(jié)構(gòu)底部分別設(shè)有電磁吸盤5構(gòu)成；
[0019]所述的二自由度腕部結(jié)構(gòu)包括:回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪1、旋轉(zhuǎn)軸2、從動(dòng)齒輪4、電磁吸盤5、步進(jìn)電機(jī)6、驅(qū)動(dòng)齒輪7、連接軸