磁盤(pán)吊掛循環(huán)爬壁機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種磁盤(pán)吊掛循環(huán)爬壁機(jī)器人，包括機(jī)座和兩組結(jié)構(gòu)相同對(duì)稱分布的磁盤(pán)吊掛循環(huán)機(jī)構(gòu)；兩組磁盤(pán)吊掛循環(huán)機(jī)構(gòu)設(shè)在機(jī)座的兩側(cè)，該機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、齒輪、軌道和若干磁盤(pán)裝置，軌道由兩個(gè)直線段和兩個(gè)半圓弧段組成閉環(huán)軌道，軌道的上面與機(jī)座固連；每個(gè)磁盤(pán)裝置的兩個(gè)軸承外環(huán)位于軌道的Π形槽內(nèi)；軌道近中直線段略低于其它段，確保在低位直線段的磁盤(pán)裝置吸附工件，在高位段的磁盤(pán)裝置脫離工件；電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪與磁盤(pán)裝置嚙合傳動(dòng)，迫使所有磁盤(pán)裝置沿軌道循環(huán)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩個(gè)電機(jī)同向和反向轉(zhuǎn)動(dòng)，該機(jī)器人沿工件壁轉(zhuǎn)向和直線爬行。本發(fā)明吸附力強(qiáng)而穩(wěn)定、運(yùn)動(dòng)靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易，機(jī)座攜帶機(jī)器人手和工具可修復(fù)大型裝備和工件缺陷。
【專利說(shuō)明】
磁盤(pán)吊掛循環(huán)爬壁機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及機(jī)器人，特別涉及一種爬壁機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]爬壁機(jī)器人是一種可以在垂直墻壁上攀爬完成超出人極限的自動(dòng)化作業(yè)的機(jī)器人，近20年成為國(guó)內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和前沿。目前爬壁機(jī)器人已用于儲(chǔ)油罐探傷檢查、艦船噴漆、軍事偵查、高樓消防、清潔和噴涂、核設(shè)備檢查測(cè)厚等。
[0003]中國(guó)專利200710016408.8公開(kāi)了一種鐵基罐體爬壁機(jī)器人；公開(kāi)號(hào)為CN1739925的中國(guó)專利公開(kāi)了一種非接觸磁吸附輪式爬壁機(jī)器人;公開(kāi)號(hào)為CN1428226的中國(guó)專利公開(kāi)了一種履帶式多吸盤(pán)爬壁機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)方法及所述方法的機(jī)器人；公開(kāi)號(hào)為CN101181913的中國(guó)專利公開(kāi)了一種串聯(lián)式模塊化爬壁機(jī)器人;公開(kāi)號(hào)為CN101537619的中國(guó)專利公開(kāi)了一種模塊化可重構(gòu)蠕蟲(chóng)式爬壁機(jī)器人;公開(kāi)號(hào)為CN102343588A的中國(guó)專利公開(kāi)了一種磁盤(pán)吸附式爬壁機(jī)器人;公開(kāi)號(hào)為02158876的中國(guó)專利公開(kāi)了一種五足爬壁機(jī)器人;公開(kāi)號(hào)為CN101746429A的中國(guó)專利公開(kāi)了一種六足仿生濕吸爬壁機(jī)器人。雖然上述爬壁類機(jī)器人各具特色，但用于極端條件下大型設(shè)備、裝備及大工件缺陷現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)和再制造一直是爬壁類機(jī)器人設(shè)計(jì)、研制和應(yīng)用中面臨的難題。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
目的與優(yōu)勢(shì):
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種吸附穩(wěn)定、吸附力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)靈活、控制簡(jiǎn)單的磁盤(pán)吊掛循環(huán)爬壁機(jī)器人。
[0006]本發(fā)明包括機(jī)座和兩組結(jié)構(gòu)相同對(duì)稱分布的磁盤(pán)吊掛循環(huán)機(jī)構(gòu);所述機(jī)座包括主板、左板、右板、左外擋板、右外擋板、左內(nèi)擋板、右內(nèi)擋板，所述主板兩端上面分別與左、右板下面對(duì)稱重合連接，在重合面上分別設(shè)有垂直的通孔，左、右板外端分別與左、右外擋板垂直連接，與左、右外擋板相對(duì)的內(nèi)側(cè)的主板下面分別與左、右內(nèi)擋板垂直對(duì)稱連接；
[0007]所述磁盤(pán)吊掛循環(huán)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、齒輪、軌道、若干磁盤(pán)裝置，其中，兩部電機(jī)分別設(shè)在上述左、右板與主板重合的上面，電機(jī)軸分別穿過(guò)上述重合面的通孔，該電機(jī)軸分別與齒輪同軸連接;所述軌道設(shè)在機(jī)座的兩側(cè)，由兩個(gè)直線段和兩個(gè)半圓弧段組成閉環(huán)軌道，軌道近中直線段略低于其它段，軌道截面呈Π形，其封閉端與機(jī)座固連，其開(kāi)槽端朝下；
[0008]所述磁盤(pán)裝置包括兩個(gè)軸承、銷軸、吊桿、套、永磁吸盤(pán)、環(huán)蓋，兩個(gè)軸承外環(huán)分別位于上述磁盤(pán)吊掛循環(huán)機(jī)構(gòu)軌道的Π形槽內(nèi)，兩個(gè)軸承的內(nèi)孔與銷軸兩端部同軸連接；吊桿上端設(shè)有與其軸線垂直的水平孔，銷軸中部設(shè)在該水平孔內(nèi)；套的上端為封閉端，其下端為開(kāi)口端，封閉端上設(shè)有小通孔，吊桿下端與套的封閉端小通孔轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，永磁吸盤(pán)設(shè)在套內(nèi)，環(huán)蓋與套的開(kāi)口端同軸連接。
[0009]兩個(gè)軸承在軌道的Π形槽內(nèi)自由滾動(dòng)，并通過(guò)銷軸吊掛磁盤(pán)裝置沿軌道循環(huán)運(yùn)動(dòng)。軌道近中直線段略低于其它段，確保在低位直線段的磁盤(pán)裝置吸附工件，在高位段的磁盤(pán)裝置脫離工件，對(duì)工件有吸附力，無(wú)摩擦力。電機(jī)與機(jī)座固連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸穿過(guò)機(jī)座的通孔與與齒輪同軸連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪與磁盤(pán)裝置嚙合傳動(dòng)，迫使若干磁盤(pán)裝置沿軌道循環(huán)運(yùn)動(dòng);若兩個(gè)電機(jī)同向轉(zhuǎn)動(dòng)，該機(jī)器人沿工件壁面作轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，若兩個(gè)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，該機(jī)器人沿工件壁面作直線運(yùn)動(dòng)。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011]由于8個(gè)永磁吸盤(pán)始終接觸吸附工件壁，其余永磁吸盤(pán)始終呈非接觸近距吸附工件壁，使該機(jī)器人具有吸附穩(wěn)定、吸附力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)靈活、控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)機(jī)座攜帶機(jī)器人手或銑刀、激光槍、磨頭等工具可以完成極端條件下對(duì)太空站、核/水電站、采礦/冶金/裝卸設(shè)備、采/輸/儲(chǔ)油氣設(shè)備、大型艦船/飛機(jī)等大型裝備及大工件表面缺陷現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)和再制造，探傷檢查、除銹、噴漆及軍事偵查等任務(wù)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的主視剖視簡(jiǎn)圖。
[0013]圖2是本發(fā)明的仰視簡(jiǎn)圖。
[0014]圖中:1-1-主板、1-2-左板、1-3-左外擋板、1-4-左內(nèi)擋板、1-5-右板、1-6-右外擋板、1-7-右內(nèi)擋板、2-1-電機(jī)、2_2_齒輪、2_3_軌道、2_4_銷軸、2_5_軸承、2_6_吊桿、2_7_套、2-8-永磁吸盤(pán)、2-9-環(huán)蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在圖1和圖2所示的磁盤(pán)吊掛循環(huán)爬壁機(jī)器人示意圖中，機(jī)座的主板1-1的兩端上面分別與左板1-2和右板1-5下面對(duì)稱重合連接，在重合面上分別設(shè)有垂直的通孔，左、右板外端分別與左外擋板1-3、右外擋板1-6垂直連接，與左、右外擋板相對(duì)的內(nèi)側(cè)的主板下面分別與左內(nèi)擋板1-4和右內(nèi)擋板1-7垂直對(duì)稱連接;磁盤(pán)吊掛循環(huán)機(jī)構(gòu)中的兩部電機(jī)2-1分別設(shè)在上述左、右板與主板重合的上面，電機(jī)軸分別穿過(guò)上述重合面的通孔，該電機(jī)軸分別與齒輪2-2連接;軌道2-3設(shè)在機(jī)座的兩側(cè)，由兩個(gè)直線段和兩個(gè)半圓弧段組成閉環(huán)軌道，軌道截面呈Π形，其封閉端與機(jī)座固連，其開(kāi)槽端朝下;兩個(gè)軸承2-5外環(huán)分別位于軌道的Π形槽內(nèi)，兩個(gè)軸承的內(nèi)孔與銷軸2-4兩端部同軸連接;磁盤(pán)裝置中的吊桿2-6上端設(shè)有與其軸線垂直的水平孔，上述磁盤(pán)吊掛循環(huán)機(jī)構(gòu)的銷軸中部設(shè)在該水平孔內(nèi)，套2-7的上端為封閉端，其下端為開(kāi)口端，封閉端上設(shè)有小通孔，吊桿下端與套的封閉端小通孔轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，永磁吸盤(pán)2-8設(shè)在套內(nèi)，環(huán)蓋2-9與套的開(kāi)口端同軸連接;兩個(gè)軸承在軌道的Π形槽內(nèi)自由滾動(dòng)，并通過(guò)銷軸吊掛磁盤(pán)裝置沿軌道循環(huán)運(yùn)動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁盤(pán)吊掛循環(huán)爬壁機(jī)器人，它包括機(jī)座和兩組結(jié)構(gòu)相同對(duì)稱分布的磁盤(pán)吊掛循環(huán)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)座包括主板、左板、右板、左外擋板、右外擋板、左內(nèi)擋板、右內(nèi)擋板，所述主板兩端上面分別與左、右板下面對(duì)稱重合連接，在重合面上分別設(shè)有垂直的通孔，左、右板外端分別與左、右外擋板垂直連接，與左、右外擋板相對(duì)的內(nèi)側(cè)的主板下面分別與左、右內(nèi)擋板垂直對(duì)稱連接； 所述磁盤(pán)吊掛循環(huán)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、齒輪、軌道、若干磁盤(pán)裝置，其中，兩部電機(jī)分別設(shè)在上述左、右板與主板重合的上面，電機(jī)軸分別穿過(guò)上述重合面的通孔，該電機(jī)軸分別與齒輪同軸連接;所述軌道設(shè)在機(jī)座的兩側(cè)，由兩個(gè)直線段和兩個(gè)半圓弧段組成閉環(huán)軌道，軌道近中直線段略低于其它段，軌道截面呈Π形，其封閉端與機(jī)座固連，其開(kāi)槽端朝下； 所述磁盤(pán)裝置包括兩個(gè)軸承、銷軸、吊桿、套、永磁吸盤(pán)、環(huán)蓋，兩個(gè)軸承外環(huán)分別位于上述磁盤(pán)吊掛循環(huán)機(jī)構(gòu)軌道的Π形槽內(nèi)，兩個(gè)軸承的內(nèi)孔與銷軸兩端部同軸連接；吊桿上端設(shè)有與其軸線垂直的水平孔，銷軸中部設(shè)在該水平孔內(nèi)；套的上端為封閉端，其下端為開(kāi)口端，封閉端上設(shè)有小通孔，吊桿下端與套的封閉端小通孔轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，永磁吸盤(pán)設(shè)在套內(nèi)，環(huán)蓋與套的開(kāi)口端同軸連接。
【文檔編號(hào)】B62D57/024GK105905181SQ201610362113
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】路懿, 葉妮佳, 代卓宏
【申請(qǐng)人】燕山大學(xué)