爬壁打磨机器人制造技术

本实用新型专利技术属于机械自动化工程领域，具体地说是一种爬壁打磨机器人，驱动轮部分与从动轮部分分别安装在车底平板的前后两端，驱动轮部分通过传动装置与驱动电机相连；视频检测系统安装在车底平板的前端，打磨机械臂系统位于视频检测系统的后面，包括打磨头、机械臂组件、偏转打磨机构、仰俯调节机构和固定座组件，固定座组件安装在车底平板上，仰俯调节机构的一端安装在固定座组件上，另一端与偏转打磨机构的一端铰接，偏转打磨机构的另一端铰接于固定座组件上；机械臂组件的一端安装有打磨头，另一端与偏转打磨机构的一端连接，通过偏转打磨机构驱动左右偏转。本实用新型专利技术能够实现操作人员远离检测现场，并较好的完成设备表面打磨任务。

【技术实现步骤摘要】
爬壁打磨机器人
本技术属于机械自动化工程领域，具体地说是一种爬壁打磨机器人。
技术介绍
目前,在石化行业使用着大量盛装不同石化产品的储油罐,因其储存的物质大多具有易燃、易爆和毒害性，属高能危害性操作单元。储油罐在使用一段时间后，原油中的杂质就会沉积在罐底和罐壁上，使储油罐有效容量减少，影响储油罐的效率。随着我国大型石油储罐的大量建设和对环境保护问题的日益重视，人工作业已不符合环境和发展的客观要求，淘汰人工作业是历史的必然。随着机器人技术的出现和发展，人们迫切希望能用机器人代替人工进行作业。爬壁机器人的出现正好满足了这样的要求。爬壁机器人是将移动技术和壁面吸附技术相结合的特种机器人，能实现在垂直壁面等危险环境移动，并能携带工具完成一定的作业任务，大大扩展了机器人的应用范围。近三十年来，许多学者在爬壁机器人的结构设计和吸附技术方面进行了研究，研制出了不少可用于高层建筑外墙清洗、大型储油罐表面检测和维护、大型船舶等大型设备焊接、检测的机器人，对提高生产效率、减少工人劳动强度和作业风险，体现了巨大的应用价值和研究意义。现有的爬壁机器人在攀爬弧形或者曲面的金属材料壁面时，吸附可靠性不高。
技术实现思路
为了解决现有爬壁机器人攀爬弧形或者曲面的金属材料壁面存在的上述问题，本技术的目的在于提供一种能够在圆筒内、外壁上和各种曲面上进行攀爬作业的爬壁打磨机器人。该爬壁打磨机器人具有体积小、方便快捷等优点，同时能够实现多种仪器设备的搭载使用。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本技术包括打磨机械臂系统、视频检测系统及底盘系统，其中底盘系统包括车底平板、从动轮部分、驱动电机及驱动轮部分，所述驱动轮部分与从动轮部分分别安装在车底平板的前后两端，该驱动轮部分通过传动装置与安装在所述车底平板上的驱动电机相连；所述视频检测系统安装在车底平板的前端，所述打磨机械臂系统位于该视频检测系统的后面，包括打磨头、机械臂组件、偏转打磨机构、仰俯调节机构和固定座组件，该固定座组件安装在所述车底平板上，所述仰俯调节机构的一端安装在固定座组件上，另一端与所述偏转打磨机构的一端铰接，该偏转打磨机构的另一端铰接于所述固定座组件上；所述机械臂组件的一端安装有打磨头，另一端与所述偏转打磨机构的一端连接，通过该偏转打磨机构驱动左右偏转；其中：所述固定座组件包括导向型材、固定件、连接螺杆及直角固定型材，该导向型材安装在所述车底平板上，所述连接螺杆的一端与该导向型材相连，另一端与固接在所述固定件上的直角固定型材连接；所述固定座组件为对称设置的两组，每组均包括导向型材、固定件、连接螺杆及直角固定型材；每组中所述导向型材上沿长度方向开设有导向槽A，所述连接螺杆的一端插设在该导向槽A内，并可沿所述导向槽A移动；所述固定件呈三角形，在该固定件上加工有弧形导向槽；所述仰俯调节机构包括固定框、弹簧、角度调整杆、伸缩杆、移动柱销、调节轴承头、调节轴承杆及固定关节杆，该固定关节杆的一端安装在所述固定座组件上，另一端连接有调节轴承杆；所述角度调整杆与偏转打磨机构的一端铰接，所述伸缩杆的一端与该角度调整杆相连，另一端插设在所述固定框内、并在位于固定框内的部分套设有所述弹簧；所述移动柱销安装在固定框的底部，所述调节轴承头的一端与调节轴承杆螺纹连接，另一端通过自带的轴承A与所述移动柱销转动连接；所述偏转打磨机构包括从动大齿轮组件、驱动小齿轮、凹形板、偏转驱动电机及旋转组件，该凹形板的一端与所述仰俯调节机构的另一端铰接，所述凹形板的另一端铰接于所述固定座组件上，所述偏转驱动电机安装在该凹形板上，输出轴连接有驱动小齿轮，所述从动大齿轮组件转动安装在凹形板的一端，并与所述驱动小齿轮啮合传动，所述旋转组件安装在凹形板的另一端，并与所述机械臂组件的另一端相连；所述从动大齿轮组件包括从动大齿轮、从动大齿轮轴及导向销，该从动大齿轮轴固定在所述凹形板的一端，所述从动大齿轮转动安装在从动大齿轮轴上、并与所述驱动小齿轮相啮合，所述导向销的一端安装在从动大齿轮上，另一端与所述机械臂组件插接，通过该导向销随所述从动大齿轮绕从动大齿轮轴旋转带动所述机械臂组件左右摆动；所述旋转组件包括旋转座及固定座，该固定座安装在所述凹形板的另一端，所述旋转座与该固定座转动连接，所述机械臂组件的另一端连接于该旋转座上，绕所述旋转座的轴心旋转；所述机械臂组件包括机械臂固定板、打磨头连接杆及保护壳，该机械臂固定板的下方安装有保护壳，所述打磨头安装在该保护壳与机械臂固定板围成的空间中，并通过所述打磨头连接杆固定在机械臂固定板的一端，所述机械臂固定板的另一端与所述偏转打磨机构的一端连接；在所述机械臂固定板上开导向槽B；所述视频检测系统包括轴流风扇、视频壳体、摄像头及固定耳片，该视频壳体相对的两侧均通过固定耳片与车底平板相连，所述固定耳片呈“L”形，该“L”形的长边与所述视频壳体连接，短边固定在所述车底平板上，在所述“L”形的长边上开设有用于调节摄像头视频角度的弧形滑道；所述轴流风扇及摄像头均安装在视频壳体内，该轴流风扇位于摄像头的后方，出风口对准所述摄像头；所述从动轮部分、驱动电机、传动装置及驱动轮部分为两组，对称设置在所述车底平板下表面的左右两侧，每侧从前至后依次安装驱动轮部分、传动装置、驱动电机及从动轮部分；所述驱动轮部分包括内外设置的永磁轮片及橡胶轮片，各轮片之间通过螺杆串联；所述从动轮部分为偏心万向轮，通过螺栓杆固定在所述车底平板上；所述驱动轮部分还包括清洁组件，该清洁组件包括固定夹及非金属刮板，所述固定夹安装在车底平板上、并夹持有非金属刮板，该非金属刮板的前缘与所述永磁轮片及橡胶轮片抵接；所述传动装置为锥齿轮传动装置，包括弹性联轴器、小锥齿轮轴、小锥齿轮、大锥齿轮及大锥齿轮轴，所述驱动电机的输出轴通过该弹性联轴器与小锥齿轮轴相连，所述大锥齿轮轴为驱动轮部分的轮轴延伸而成，所述小锥齿轮及大锥齿轮分别安装在小锥齿轮轴和大锥齿轮轴上，且相互啮合传动。本技术的优点与积极效果为：1.本技术能够实现操作人员远离检测现场，并较好的完成设备表面打磨任务。2.本技术的永磁式吸附设计简单实用，成本较少，适于产品化生产。3.本技术的爬壁打磨机器人采用轮式移动平台，能够在曲面、圆弧等复杂工作界面实施打磨、检测等工作。附图说明图1为本技术的立体结构示意图；图2为本技术底盘系统的结构示意图；图3为本技术底盘系统底面的结构示意图；图4为本技术底盘系统中安装在车底平板左右两侧的驱动系统结构的结构示意图；图5为本技术底盘系统中单侧驱动系统结构的结构示意图；图6为本技术固定座组件的结构示意图；图7为本技术偏转打磨机构和仰俯调节机构的安装示意图；图8为本技术仰俯调节机构的结构示意图；图9为本技术偏转打磨机构的结构示意图；图10为本技术机械臂组件和打磨头的安装示意图；图11为本技术视频检测系统的结构示意图；其中：A为机械臂组件，B为偏转打磨机构，C为仰俯调节机构，D为固定座组件，1为车底平板，2为从动轮部分，3为驱动电机，4为大锥齿轮，5为联轴器，6为永磁轮片，7为橡胶轮片，8为小锥齿轮轴，9为固定夹，10为非金属刮板，11为小锥齿轮，12为大锥齿轮轴，13为导向销，14为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种爬壁打磨机器人，其特征在于：包括打磨机械臂系统、视频检测系统及底盘系统，其中底盘系统包括车底平板(1)、从动轮部分(2)、驱动电机(3)及驱动轮部分，所述驱动轮部分与从动轮部分(2)分别安装在车底平板(1)的前后两端，该驱动轮部分通过传动装置与安装在所述车底平板(1)上的驱动电机(3)相连；所述视频检测系统安装在车底平板(1)的前端，所述打磨机械臂系统位于该视频检测系统的后面，包括打磨头(31)、机械臂组件(A)、偏转打磨机构(B)、仰俯调节机构(C)和固定座组件(D)，该固定座组件(D)安装在所述车底平板(1)上，所述仰俯调节机构(C)的一端安装在固定座组件(D)上，另一端与所述偏转打磨机构(B)的一端铰接，该偏转打磨机构(B)的另一端铰接于所述固定座组件(D)上；所述机械臂组件(A)的一端安装有打磨头(31)，另一端与所述偏转打磨机构(B)的一端连接，通过该偏转打磨机构(B)驱动左右偏转。

【技术特征摘要】
1.一种爬壁打磨机器人，其特征在于：包括打磨机械臂系统、视频检测系统及底盘系统，其中底盘系统包括车底平板(1)、从动轮部分(2)、驱动电机(3)及驱动轮部分，所述驱动轮部分与从动轮部分(2)分别安装在车底平板(1)的前后两端，该驱动轮部分通过传动装置与安装在所述车底平板(1)上的驱动电机(3)相连；所述视频检测系统安装在车底平板(1)的前端，所述打磨机械臂系统位于该视频检测系统的后面，包括打磨头(31)、机械臂组件(A)、偏转打磨机构(B)、仰俯调节机构(C)和固定座组件(D)，该固定座组件(D)安装在所述车底平板(1)上，所述仰俯调节机构(C)的一端安装在固定座组件(D)上，另一端与所述偏转打磨机构(B)的一端铰接，该偏转打磨机构(B)的另一端铰接于所述固定座组件(D)上；所述机械臂组件(A)的一端安装有打磨头(31)，另一端与所述偏转打磨机构(B)的一端连接，通过该偏转打磨机构(B)驱动左右偏转。2.根据权利要求1所述的爬壁打磨机器人，其特征在于：所述固定座组件(D)包括导向型材(33)、固定件(34)、连接螺杆(35)及直角固定型材(36)，该导向型材(33)安装在所述车底平板(1)上，所述连接螺杆(35)的一端与该导向型材(33)相连，另一端与固接在所述固定件(34)上的直角固定型材(36)连接。3.根据权利要求2所述的爬壁打磨机器人，其特征在于：所述固定座组件(D)为对称设置的两组，每组均包括导向型材(33)、固定件(34)、连接螺杆(35)及直角固定型材(36)；每组中所述导向型材(33)上沿长度方向开设有导向槽A(43)，所述连接螺杆(35)的一端插设在该导向槽A(43)内，并可沿所述导向槽A(43)移动；所述固定件(34)呈三角形，在该固定件(34)上加工有弧形导向槽(42)。4.根据权利要求1所述的爬壁打磨机器人，其特征在于：所述仰俯调节机构(C)包括固定框(18)、弹簧(20)、角度调整杆(21)、伸缩杆(22)、移动柱销(23)、调节轴承头(24)、调节轴承杆(25)及固定关节杆(26)，该固定关节杆(26)的一端安装在所述固定座组件(D)上，另一端连接有调节轴承杆(25)；所述角度调整杆(21)与偏转打磨机构(B)的一端铰接，所述伸缩杆(22)的一端与该角度调整杆(21)相连，另一端插设在所述固定框(18)内、并在位于固定框(18)内的部分套设有所述弹簧(20)；所述移动柱销(23)安装在固定框(18)的底部，所述调节轴承头(24)的一端与调节轴承杆(25)螺纹连接，另一端通过自带的轴承A与所述移动柱销(23)转动连接。5.根据权利要求1所述的爬壁打磨机器人，其特征在于：所述偏转打磨机构(B)包括从动大齿轮组件、驱动小齿轮(15)、凹形板(16)、偏转驱动电机(17)及旋转组件(19)，该凹形板(16)的一端与所述仰俯调节机构(C)的另一端铰接，所述凹形板(16)的另一端铰接于所述固定座组件(D)上，所述偏转驱动电机(17)安装在该凹形板(16)上，输出轴连接有驱动小齿轮(15)，所述从动大齿轮组件转动安装在凹形板(16)的一端，并与所述驱动小齿轮(15)啮合传动，所述旋转组件(19)安装在凹形板(16)的另一端，并与所述机械臂组件(A)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，王聪，刘铜，李志强，刘启宇，常健，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21