本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種磁吸附爬壁機(jī)器人。

背景技術(shù)：

磁吸附爬壁機(jī)器人屬于特種機(jī)器人，多用于惡劣、危險(xiǎn)、極限工況下，在導(dǎo)磁壁面上進(jìn)行如探測(cè)、檢修、焊接或打磨等特定作業(yè)。目前磁吸附爬壁機(jī)器人已在核工業(yè)、石化工業(yè)、建筑工業(yè)、消防部門(mén)、造船業(yè)等以鋼結(jié)構(gòu)為主的生產(chǎn)施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

磁吸附爬壁機(jī)器人在工程應(yīng)用時(shí)需要解決吸附、驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向、越障、適應(yīng)小曲率曲面、工作部件負(fù)載乃至自動(dòng)控制等一系列問(wèn)題，目前，人們多是針對(duì)上述問(wèn)題的某一項(xiàng)或某些項(xiàng)對(duì)爬壁機(jī)器人作優(yōu)化，以期能適應(yīng)特定工況、特定工種，即現(xiàn)階段缺少一種通用性和適應(yīng)性較強(qiáng)的磁吸附爬壁機(jī)器人載體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了提高磁吸附爬壁機(jī)器人的通用性和適應(yīng)性，以適于各種工作需求，本發(fā)明提供了一種吸附力大、越障能力強(qiáng)、操作靈活的磁吸附爬壁機(jī)器人。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種磁吸附爬壁機(jī)器人，包括底架，所述底架上固定有前軸，所述前軸兩端各安裝一組可獨(dú)立調(diào)速的驅(qū)動(dòng)輪組件，所述驅(qū)動(dòng)輪組件內(nèi)設(shè)一號(hào)磁吸附單元，所述底架后部中間安裝有導(dǎo)向輪組件，所述導(dǎo)向輪組件內(nèi)設(shè)二號(hào)磁吸附單元；所述驅(qū)動(dòng)輪組件設(shè)滾筒輪，與工作平面保持至少兩個(gè)接觸部。

所述前軸的兩端設(shè)有撓性件，所述驅(qū)動(dòng)輪組件安裝在撓性件上。

所述繞性件為彈性軸或撓性聯(lián)軸器。

所述導(dǎo)向輪組件包括旋轉(zhuǎn)安裝在底架上的輪架，輪架上設(shè)一號(hào)轉(zhuǎn)軸，所述二號(hào)磁吸附單元安裝在一號(hào)轉(zhuǎn)軸的中部，所述二號(hào)磁吸附單元的兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向輪，兩個(gè)所述導(dǎo)向輪可相互獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。

所述二號(hào)磁吸附單元包括二號(hào)永磁鐵，所述二號(hào)永磁體為環(huán)形磁鐵，所述環(huán)形磁鐵的外部設(shè)保護(hù)圈。

所述驅(qū)動(dòng)輪組件包括機(jī)架，所述機(jī)架前后兩端分別設(shè)有二號(hào)轉(zhuǎn)軸、三號(hào)轉(zhuǎn)軸，所述二號(hào)轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪，三號(hào)轉(zhuǎn)軸上設(shè)一號(hào)帶輪、兩端設(shè)二號(hào)帶輪，所述機(jī)架中部上裝有電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸與一號(hào)帶輪之間設(shè)一號(hào)皮帶，所述二號(hào)帶輪與驅(qū)動(dòng)輪之間設(shè)二號(hào)皮帶；所述機(jī)架設(shè)安裝軸，所述安裝軸與前軸可拆卸安裝。

所述二號(hào)皮帶為覆蓋所有驅(qū)動(dòng)輪的整條寬皮帶，所述機(jī)架、電機(jī)均布置在二號(hào)皮帶的內(nèi)側(cè)。

所述一號(hào)磁吸附單元安裝在二號(hào)轉(zhuǎn)軸上，一號(hào)磁吸附單元與二號(hào)轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有間隙，所述一號(hào)磁吸附單元包括中間位置的一號(hào)永磁體，所述一號(hào)永磁體的兩個(gè)端面為磁極，所述一號(hào)永磁體的兩個(gè)磁極端面緊貼安裝有環(huán)形的軛鐵，所述軛鐵的外徑大于一號(hào)永磁體的外徑。

所述驅(qū)動(dòng)輪、一號(hào)帶輪、二號(hào)帶輪為齒輪，所述一號(hào)皮帶與二號(hào)皮帶對(duì)應(yīng)為同步帶；所述二號(hào)皮帶包括兩側(cè)與驅(qū)動(dòng)輪嚙合的同步帶部分，以及中間對(duì)應(yīng)一號(hào)磁吸附單元的平皮帶部分。

所述電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，并配有諧波減速器。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明具有較好的綜合性能，采用前輪驅(qū)動(dòng)、后輪導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)，通過(guò)左右驅(qū)動(dòng)輪組件的速度差來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，操作性強(qiáng)；驅(qū)動(dòng)輪組件與導(dǎo)向輪組件內(nèi)分別設(shè)有一號(hào)磁吸附單元與二號(hào)磁吸附單元，二者結(jié)合可保證良好的吸附性能；另外驅(qū)動(dòng)輪組件設(shè)滾筒輪，與工作平面保持至少兩個(gè)接觸部，與履帶類(lèi)似，具有良好的越障能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的俯視圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的正視圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)輪組件的俯視圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)輪組件的正視圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中導(dǎo)向輪組件的示意圖。

圖6是本發(fā)明實(shí)施例中A處的放大圖。

底架1、前軸2、驅(qū)動(dòng)輪組件3、一號(hào)磁吸附單元4、導(dǎo)向輪組件5、二號(hào)磁吸附單元6、撓性件7、輪架8、一號(hào)轉(zhuǎn)軸9、導(dǎo)向輪10、二號(hào)永磁鐵11、保護(hù)圈12、機(jī)架13、二號(hào)轉(zhuǎn)軸14、三號(hào)轉(zhuǎn)軸15、驅(qū)動(dòng)輪16、一號(hào)帶輪17、二號(hào)帶輪18、電機(jī)19、一號(hào)皮帶20、二號(hào)皮帶21、安裝軸22、一號(hào)永磁體23、軛鐵24、同步帶部分25、平皮帶部分26。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，一種磁吸附爬壁機(jī)器人，包括底架1，所述底架1上固定有前軸2，所述前軸2兩端各安裝一組可獨(dú)立調(diào)速的驅(qū)動(dòng)輪組件3，所述驅(qū)動(dòng)輪組件3內(nèi)設(shè)一號(hào)磁吸附單元4，所述底架1后部中間安裝有導(dǎo)向輪組件5，所述導(dǎo)向輪組件5內(nèi)設(shè)二號(hào)磁吸附單元6；所述驅(qū)動(dòng)輪組件4設(shè)滾筒輪，與工作平面保持至少兩個(gè)接觸部。本實(shí)施例具有較好的綜合性能，采用前輪驅(qū)動(dòng)、后輪導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)，通過(guò)左右驅(qū)動(dòng)輪組件3的速度差來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，操作性強(qiáng)；驅(qū)動(dòng)輪組件3與導(dǎo)向輪組件5內(nèi)分別設(shè)有一號(hào)磁吸附單元4與二號(hào)磁吸附單元6，二者結(jié)合可保證良好的吸附性能；另外驅(qū)動(dòng)輪組件4設(shè)滾筒輪，與工作平面保持至少兩個(gè)接觸部，與履帶類(lèi)似，具有良好的越障能力。本實(shí)施例作為一種機(jī)器人載體，其底架1上可根據(jù)需求安裝不同的工作件，如焊接、探測(cè)裝置等，用于實(shí)現(xiàn)不同的功能。

實(shí)施例中，如圖1所示，所述前軸2的兩端設(shè)有撓性件7，所述驅(qū)動(dòng)輪組件4安裝在撓性件7上；所述繞性件7為彈性軸或撓性聯(lián)軸器。本實(shí)施例的繞性件7使得兩組驅(qū)動(dòng)輪組件3可形成一定的夾角，以增強(qiáng)機(jī)器人對(duì)曲面的適應(yīng)性，更換不同的撓性件7，對(duì)曲面的適應(yīng)能力也隨之改變。

實(shí)施例中，如圖5所示，所述導(dǎo)向輪組件5包括旋轉(zhuǎn)安裝在底架1上的輪架8，輪架8上設(shè)一號(hào)轉(zhuǎn)軸9，所述二號(hào)磁吸附單元6安裝在一號(hào)轉(zhuǎn)軸9的中部，所述二號(hào)磁吸附單元6的兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)向輪10，兩個(gè)所述導(dǎo)向輪10可相互獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例的兩個(gè)導(dǎo)向輪10相互獨(dú)立，在轉(zhuǎn)向時(shí)兩個(gè)導(dǎo)向輪10轉(zhuǎn)速不同，避免出現(xiàn)導(dǎo)向輪10打滑或滑動(dòng)摩擦，增加運(yùn)行的穩(wěn)定性。

實(shí)施例中，如圖5所示，所述二號(hào)磁吸附單元6包括二號(hào)永磁鐵11，所述二號(hào)永磁體11為環(huán)形磁鐵，所述環(huán)形磁鐵的外部設(shè)保護(hù)圈12。本實(shí)施例的保護(hù)圈12設(shè)置在二號(hào)永磁鐵11外部，能起到保護(hù)、防塵的作用。

實(shí)施例中，如圖3、圖4所示，所述驅(qū)動(dòng)輪組件4包括機(jī)架13，所述機(jī)架13前后兩端分別設(shè)有二號(hào)轉(zhuǎn)軸14、三號(hào)轉(zhuǎn)軸15，所述二號(hào)轉(zhuǎn)軸14兩端設(shè)有驅(qū)動(dòng)輪16，三號(hào)轉(zhuǎn)軸15上設(shè)一號(hào)帶輪17、兩端設(shè)二號(hào)帶輪18，所述機(jī)架13中部上裝有電機(jī)19，所述電機(jī)19的輸出軸與一號(hào)帶輪17之間設(shè)一號(hào)皮帶20，所述二號(hào)帶輪18與驅(qū)動(dòng)輪16之間設(shè)二號(hào)皮帶21；所述機(jī)架13設(shè)安裝軸22，所述安裝軸22與前軸2可拆卸安裝。本實(shí)施例結(jié)構(gòu)，電機(jī)19設(shè)置在機(jī)架13的內(nèi)部，使整個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)更緊湊，性能更穩(wěn)定。

實(shí)施例中，如圖3、圖4所示，所述二號(hào)皮帶21為覆蓋所有驅(qū)動(dòng)輪16的整條寬皮帶，所述機(jī)架13、電機(jī)19均布置在二號(hào)皮帶21的內(nèi)側(cè)。本實(shí)施例的二號(hào)皮帶21不僅能起到傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)的作用，還能起到保護(hù)內(nèi)部機(jī)構(gòu)、防塵的作用。

實(shí)施例中，如圖3所示，所述一號(hào)磁吸附單元4安裝在二號(hào)轉(zhuǎn)軸14上，一號(hào)磁吸附單元4與二號(hào)轉(zhuǎn)軸14之間設(shè)有間隙，所述一號(hào)磁吸附單元4包括中間位置的一號(hào)永磁體23，所述一號(hào)永磁體23的兩個(gè)端面為磁極，所述一號(hào)永磁體23的兩個(gè)磁極端面緊貼安裝有環(huán)形的軛鐵24，所述軛鐵24的外徑大于一號(hào)永磁體23的外徑。本實(shí)施例的一號(hào)磁吸附單元4由中間的一號(hào)永磁體23和兩側(cè)的軛鐵24組合而成，由于軛鐵24的外徑大于一號(hào)永磁體23的外徑，軛鐵13與工作吸附面的距離更近，一號(hào)永磁體23的磁力線(xiàn)會(huì)由一側(cè)的軛鐵24進(jìn)入工作吸附面，然后由另一側(cè)軛鐵24回到一號(hào)永磁體23而形成回路，極大的增加了一號(hào)永磁體23與工作吸附面的吸附力。

實(shí)施例中，如圖3所示，所述驅(qū)動(dòng)輪16、一號(hào)帶輪17、二號(hào)帶輪18為齒輪，所述一號(hào)皮帶20與二號(hào)皮帶21對(duì)應(yīng)為同步帶；所述二號(hào)皮帶21包括兩側(cè)與驅(qū)動(dòng)輪16嚙合的同步帶部分25，以及中間對(duì)應(yīng)一號(hào)磁吸附單元4的平皮帶部分26。本實(shí)施例中的二號(hào)皮帶18為特制的復(fù)合皮帶，由兩側(cè)的同步帶部分25和中間的平皮帶部分26組成，這種結(jié)構(gòu)使一號(hào)磁吸附單元4與二號(hào)皮帶21之間的間隙更小，盡可能的提高磁吸附力。

實(shí)施例中，所述電機(jī)4為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，并配有諧波減速器。本實(shí)施例中，電機(jī)4的輸出軸與一號(hào)帶輪17、二號(hào)帶輪18與驅(qū)動(dòng)輪16一起構(gòu)成二級(jí)帶傳動(dòng)減速裝置，但是其減速比、變速范圍都有限，諧波減速器具有減速比大、精度高、體積小的特點(diǎn)，與二級(jí)帶傳動(dòng)減速裝置相結(jié)合，構(gòu)成完整的減速機(jī)構(gòu)；此外步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)便于精確調(diào)速，也便于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的轉(zhuǎn)向。

顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮例。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。