一种Y型机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种Y型机器人，其可在建筑物等大型建筑或装置的竖直表面自由移动，包括：主体框架、伸缩臂、吸盘、高速步进电机、螺杆；主体框架为正六边形结构，围绕该正六边形的主体框架的边上均匀排布安装有三个伸缩臂，呈Y型结构；每个伸缩臂的一端与主体框架通过导轨滑动伸缩连接，每个伸缩臂的另一端通过伸出轴轴接有吸盘，主体框架内部呈Y型排列安装有三个高速步进电机，每个高速步进电机对应一个伸缩臂，高速步进电机的输出轴连接螺杆一端，螺杆的另一端和伸缩臂螺纹传动连接，通过高速步进电机带动螺杆正反转，从而带动伸缩臂伸出或者缩入主体框架。本发明专利技术结构简单，构思巧妙，无需轨道，可在凹凸不平的竖直表面使用。

A Y robot

The invention relates to a Y-type robot which can move freely on the vertical surface of a large building or device, such as a building, including a main frame, a telescopic arm, a sucker, a high-speed stepping motor and a screw; a main frame is a regular hexagonal structure, and three telescoping devices are arranged uniformly around the sides of the main frame of the regular hexagonal structure. One end of each telescopic arm is connected with the main frame by sliding and telescopic rail, the other end of each telescopic arm is connected with a sucker through the telescopic shaft, and three high-speed stepping motors are arranged in Y-shaped arrangement inside the main frame, each high-speed stepping motor corresponds to a telescopic arm, and the output shaft of the high-speed stepping motor. Connect one end of the screw, the other end of the screw and the telescopic arm threaded transmission connection, through the high-speed stepping motor to drive the screw forward and backward, thus driving the telescopic arm to extend or retract into the main frame. The invention has simple structure, ingenious conception, no need of track, and can be used on the uneven vertical surface.

【技术实现步骤摘要】
一种Y型机器人
本专利技术涉及一种在建筑物等大型建筑或装置的竖直表面自由移动的Y型机器人。
技术介绍
在生产生活中中常需要某些作业装置能在建筑外表面，大型船体表面、大型罐体表面、大型箱体表面、大型钢架结构建筑、大型料仓表面和大型炉体表面等进行移动作业，例如清洁、运输、刷漆、振打等。用人工来进行作业一般需要搭脚手架进行作业，这种方式非常的费时费力同时也存在着很大的风险。现有技术中的移动机器人其结构较为复杂，采用的磁性行走机构多是单磁铁结构，在有曲度或者有凹凸不平的表面行走时往往会导致吸盘吸附不牢固，现有技术中还有采用履带式结构的行走车，虽然其可以解决吸盘吸附不牢的问题，但是采用履带其结构更加复杂，重量也更加的沉重。
技术实现思路
本专利技术针对
技术介绍
中提到的问题，设计了一种不同于以往结构和运动方法的可在竖直表面自由移动的Y型机器人，其技术方案为：在竖直表面自由移动的Y型机器人，该机器人包括，主体框架、伸缩臂、吸盘、高速步进电机、螺杆、控制器、储能装置、工作装置；其特征是：所述主体框架为正六边形结构，围绕该正六边形的主体框架的边上均匀排布安装有三个所述伸缩臂，呈Y型结构；每个所述伸缩臂的一端与所述主体框架通过导轨滑动伸缩连接，每个所述伸缩臂的另一端通过伸出轴轴接有所述吸盘，所述吸盘位于每个所述伸缩臂的另一端的下方；所述主体框架为空腔或框架结构，其内部呈Y型排列安装有三个所述高速步进电机，每个所述高速步进电机对应一个所述伸缩臂，所述高速步进电机的输出轴连接所述螺杆的一端，所述螺杆的另一端和所述伸缩臂螺纹传动连接，通过所述高速步进电机带动所述螺杆正反转，从而带动所述伸缩臂伸出或者缩入主体框架；所述主体框架上部安装有所述控制器和所述储能装置，用于控制整个机器人运行以及为耗能部件提供电能；所述主体框架下部安装有所述工作装置。所述表面采用磁性或可磁化物质制成，所述吸盘为电磁吸盘，其包括联轴器、吸盘轴、柔性包裹体、连杆机构、小型电磁线圈、弹性铰接部；所述吸盘通过联轴器上部连接所述伸缩臂的伸出轴；所述伸出轴通过轴承和所述伸缩臂转动连接；所述吸盘轴上部与联轴器下部活动连接；所述吸盘轴下部接有多个连杆机构，每个所述连杆机构的一端和所述吸盘轴弹性铰接，每个所述连杆机构另一端安装有所述小型电磁线圈，所述小型电磁线圈以所述吸盘轴为中心呈圆形矩阵或放射状排列；所述柔性包裹体将每个所述小型电磁线圈和所述连杆机构包裹为一个整体。所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；所述第一连杆一端与小型电磁线圈连接，另一端通过弹性铰接部与所述第二连杆一端连接；所述第二连杆另一端通过弹性铰接部与所述第三连杆一端连接；所述第三连杆另一端通过弹性铰接部与所述吸盘轴连接；所述弹性铰接部包括铰接轴和可恢复连接件，每个所述连杆机构均内置有导线为每个所述小型电磁线圈输送电能。优选的，所述柔性包裹体为高分子塑料材质；所述可恢复连接件为扭簧、拉簧或者是气弹簧。优选的，所述联轴器为弹性联轴器或者万向联轴器或其组合。优选的，所述工作装置为喷涂装置、振打装置、清洗装置或牵引装置等装置。优选的，每个所述伸缩臂上部还固定安装有小型助力装置，所述小型助力装置的动力输出轴穿过所述伸缩臂与所述吸盘的联轴器固定传动连接。优选的，小型助力装置为伺服电机、步进电机、直流无刷电机、液压马达或气压马达等产生动力的装置。优选的，所述小型电磁线圈的外部除底面外均包裹有磁屏蔽材料。优选的，所述控制器上安装有天线，用于和外部控制和/或接收设备通信。附图说明图1为Y型机器人的主视图。图2为实施例一中Y型机器人的伸缩臂的剖面图。图3为实施例二中Y型机器人的伸缩臂的剖面图。图4为磁性吸盘的主视图。图5为磁性吸盘的俯视图。图6为连杆机构连接图。图7、图8为磁性吸盘在凹凸不平表明紧密吸合的示意图。图9、图10为Y型机器人的运动示意图。附图标记说明：主体框架1、伸缩臂2、伸出轴2-1、吸盘3、联轴器3-1、吸盘轴3-2、柔性包裹体3-3、连杆机构3-4、第一连杆3-4-1、第二连杆3-4-2、第三连杆3-4-3、小型电磁线圈3-5、弹性铰接部3-6、可恢复连接件3-6-1、高速步进电机4、螺杆5、控制器6、储能装置7、工作装置8、小型助力装置9。具体实施方式实施例1如附图1-2所示的，可在竖直表面自由移动的Y型机器人，该机器人包括，主体框架1、伸缩臂2、吸盘3、高速步进电机4、螺杆5、控制器6、储能装置7、工作装置8；其特征是：主体框架1为正六边形结构，围绕该正六边形的主体框架1的边上均匀排布安装有三个伸缩臂2，呈Y型结构；每个伸缩臂2的一端与主体框架1通过导轨滑动伸缩连接，每个伸缩臂2的另一端通过伸出轴2-1轴接有吸盘3，吸盘3位于每个伸缩臂2的另一端的下方；主体框架1为空腔或框架结构，其内部呈Y型排列安装有三个高速步进电机4，每个高速步进电机4对应一个伸缩臂2，高速步进电机4的输出轴连接螺杆5的一端，螺杆5的另一端和伸缩臂2螺纹传动连接，通过高速步进电机4带动螺杆5正反转，从而带动伸缩臂2伸出或者缩入主体框架1；主体框架1上部安装有控制器6和储能装置7，用于控制整个机器人运行以及为耗能部件提供电能；主体框架1下部安装有工作装置8，工作装置8为喷涂装置、振打装置、清洗装置或牵引装置等装置。其工作原理/方法是，参见附图9-10，将Y型机器人的三个伸缩臂2分别定义为A1、A2、A3。当Y型机器人需要横向移动时由附图9所示，控制器6控制伸缩臂A1、A2上的吸盘脱离其吸附的表面，控制伸缩臂A3上的吸盘仍然吸附在表面，由于处在竖直表面，在重力的作用下，整个Y型机器人绕伸缩臂A3上的吸盘为轴心转动，在整个Y型机器人由水平转动到最低点的过程中，三个伸缩臂连接的螺杆5被高速步进电机4带动正转，控制三个伸缩臂伸长，降低Y型机器人的重心位置；在整个Y型机器人再由最低点转动到水平的过程中，三个伸缩臂连接的螺杆5被高速步进电机4带动反转，控制三个伸缩臂缩短，升高Y型机器人的重心位置，在整个Y型机器人运动到水平位置时控制伸缩臂A1、A2上的吸盘和竖直表面吸附，完成一个过程的横向移动。当Y型机器人需要向上移动时由附图10所示，控制器6控制伸缩臂A1、A2上的吸盘脱离其吸附的表面，控制伸缩臂A3上的吸盘仍然吸附在表面，由于处在竖直表面，在重力的作用下，整个Y型机器人绕伸缩臂A3上的吸盘为轴心转动，在整个Y型机器人由水平转动到最低点的过程中，三个伸缩臂连接的螺杆5被高速步进电机4带动正转，控制三个伸缩臂伸长，降低Y型机器人的重心位置，在最低点时三个伸缩臂伸长到最长状态；在整个Y型机器人再由最低点转动到最高点的过程中，三个伸缩臂连接的螺杆5被高速步进电机4带动反转，控制三个伸缩臂缩短，升高Y型机器人的重心位置，在整个Y型机器运动到最高点位置时控制伸缩臂A1、A2上的吸盘和竖直表面吸附，完成一个过程的向上移动。上述，横向和向上的移动过程利用了动量守恒原理，通过控制三个伸缩臂A1、A2、A3的长度不断的变化，从而使得Y型机器人的重心产生变化，使得Y型机器人的重心不断震荡，从而带动整个Y型机器人的转动，来达到移动Y型机器人的目的，整个转动过程可以类比于“荡秋千”或者是“体操运动员在单杠上转动”的过程和原理。当Y型机器人需要向下移动时，只需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Y型机器人，该机器人能够在竖直表面自由运动，其包括，主体框架(1)、伸缩臂(2)、吸盘(3)、高速步进电机(4)、螺杆(5)、控制器(6)、储能装置(7)、工作装置(8)；其特征是：所述主体框架(1)为正六边形结构，围绕主体框架(1)的边上均匀排布安装有三个所述伸缩臂(2)，呈Y型结构；每个所述伸缩臂(2)的一端与所述主体框架(1)通过导轨滑动伸缩连接，每个所述伸缩臂(2)的另一端通过伸出轴(2‑1)轴接有所述吸盘(3)，所述吸盘(3)位于每个所述伸缩臂(2)的另一端的下方；所述主体框架(1)为空腔或框架结构，其内部呈Y型排列安装有三个所述高速步进电机(4)，每个所述高速步进电机(4)对应一个所述伸缩臂(2)，所述高速步进电机(4)的输出轴连接所述螺杆(5)的一端，所述螺杆(5)的另一端和所述伸缩臂(2)螺纹传动连接，通过所述高速步进电机(4)带动所述螺杆(5)正反转，从而带动所述伸缩臂(2)伸出或者缩入主体框架(1)；所述主体框架(1)上部安装有所述控制器(6)和所述储能装置(7)，用于控制整个机器人运行以及为耗能部件提供电能；所述主体框架(1)下部安装有所述工作装置(8)。

【技术特征摘要】
1.一种Y型机器人，该机器人能够在竖直表面自由运动，其包括，主体框架(1)、伸缩臂(2)、吸盘(3)、高速步进电机(4)、螺杆(5)、控制器(6)、储能装置(7)、工作装置(8)；其特征是：所述主体框架(1)为正六边形结构，围绕主体框架(1)的边上均匀排布安装有三个所述伸缩臂(2)，呈Y型结构；每个所述伸缩臂(2)的一端与所述主体框架(1)通过导轨滑动伸缩连接，每个所述伸缩臂(2)的另一端通过伸出轴(2-1)轴接有所述吸盘(3)，所述吸盘(3)位于每个所述伸缩臂(2)的另一端的下方；所述主体框架(1)为空腔或框架结构，其内部呈Y型排列安装有三个所述高速步进电机(4)，每个所述高速步进电机(4)对应一个所述伸缩臂(2)，所述高速步进电机(4)的输出轴连接所述螺杆(5)的一端，所述螺杆(5)的另一端和所述伸缩臂(2)螺纹传动连接，通过所述高速步进电机(4)带动所述螺杆(5)正反转，从而带动所述伸缩臂(2)伸出或者缩入主体框架(1)；所述主体框架(1)上部安装有所述控制器(6)和所述储能装置(7)，用于控制整个机器人运行以及为耗能部件提供电能；所述主体框架(1)下部安装有所述工作装置(8)。2.如权利要求1所述的一种Y型机器人，其特征在于：所述表面采用磁性或可磁化物质制成，所述吸盘(3)为电磁吸盘，其包括联轴器(3-1)、吸盘轴(3-2)、柔性包裹体(3-3)、连杆机构(3-4)、小型电磁线圈(3-5)、弹性铰接部(3-6)；所述吸盘(3)通过联轴器(3-1)上部连接所述伸缩臂(2)的伸出轴(2-1)；所述伸出轴(2-1)通过轴承和所述伸缩臂(2)转动连接；所述吸盘轴(3-2)上部与联轴器(3-1)下部活动连接；所述吸盘轴(3-2)下部连接有多个连杆机构(3-4)，每个所述连杆机构(3-4)的一端和所述吸盘轴(3-2)弹性铰接，每个所述连杆机构(3-4)另一端安装有所述小型电磁线圈(3-5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李路，吕立新，贺中跃，
申请(专利权)人：安徽商贸职业技术学院，安徽巴克德信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34