一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人，包括主体、行走系统和吸附力自动调节机构，所述主体包括前主体和后主体，所述前主体和后主体之间通过活动铰链连接，所述行走系统包括两个三角形轮系和两个矩形轮系，所述两个三角形轮系设置在前主体两侧，所述两个矩形轮系设置在后主体两侧，所述吸附力自动调节机构设置在所述主体下方。本机器人可以自动调节吸附能力，适用在不同曲率的曲面行走，重心低，灵活性强，具有更好的承载能力，装卸方便，易于携带，通用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人
本专利技术涉及特种机器人
，具体涉及一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人。
技术介绍
机器人，是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。对于大型石油储罐、水轮机转轮叶片、船舶业工作面等复杂3D金属曲面的检测与修复，目前基本还是依靠人工去完成。这些工作的工作环境恶劣，长期在这种环境下工作会对操作人员身心造成巨大伤害且存在较大的安全风险，工作效率也很低。随着科学技术的发展，工业自动化越来越受到人们的青睐。在面对环境恶劣、劳动强度大的工作时，人们迫切希望能用机器人代替人进行这些危险的作业，从而把人从恶劣的环境和繁重的劳动中解脱出来。爬壁机器人是移动机器人领域的一个重要的分支，通过爬壁机器人携带检测设备和修复工具去代替人工操作，将大大降低这些危险行业的人工成本，改善工人的劳动环境，提高劳动生产率。目前，国内外虽对爬壁机器人做了很多研究，他们研究的爬壁机器人也各具特色，但大多数磁吸附类爬壁机器人都不能自适应弯翘曲面，主要是该类爬壁机器人底盘吸附结构单一，无法有效地贴合弯翘曲面，同时会造成吸附效率低，无法获得较好地负载能力，在工程实践中应用效果欠佳。类似水轮机转轮叶片表面的3D曲面更复杂、吸附可靠性要求更高、必须根据曲面形状自适应调整吸附力等。若要完成极端条件下复杂3D金属表面缺陷检测与现场修复再制造，要求机器人机身相对工件曲面应有多自由度灵活运动能力，相对曲面缺陷区熔覆、复原、修磨的高精度运动能力，大工作空间和大载荷的操作能力和足够高的刚度。显然，目前的爬壁机器人尚不完全拥有这些功能。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够实现在各种复杂的大曲率金属表面的稳定行走、负载能力强，装卸方便，易于携带，通用性强的自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人，包括主体、行走系统和吸附力自动调节机构，所述主体包括前主体和后主体，所述前主体和后主体之间通过活动铰链连接，所述行走系统包括两个三角形轮系和两个矩形轮系，所述两个三角形轮系设置在前主体两侧，所述两个矩形轮系设置在后主体两侧，所述吸附力自动调节机构设置在所述主体下方。本技术方案中，两个三角形轮系和两个矩形轮系的结合，可以更好的增加机器人的爬壁性能和灵活性，同时降低了整体的重心，加大了机器人的承载能力，吸附力自动调节机构可以根据曲面的曲率调节吸附力大小。本机器人可以在各种复杂的大曲率金属表面稳定的行走，能够携带检测装置或修复工具对工作表面进行检测或修复。检测或修复工具放置在主体上，便于携带。机器人本体结构采用模块化、轻量化设计，装卸方便，易于携带，使用方便，对操作人员要求低。前主体和后主体之间通过活动铰链连接，可以更好的提高机器人的越障能力和柔性。进一步的，所述前主体包括水平设置的前端铝板，所述前端铝板两侧分别与所述三角形轮系连接设置。这样，前端铝板为铝材制得，可以更好的隔磁。进一步的，所述后主体包括水平设置的下侧铝板，所述下侧铝板上方通过阴阳螺栓固定安装有上侧铝板，所述下侧铝板和上侧铝板间隔设置，所述上侧铝板上端固定安装有电源模块，所述下侧铝板两侧分别与所述矩形轮系连接设置。这样，下侧铝板和上侧铝板由铝材制得，可以更好的隔磁。后主体设置有上侧铝板和下侧铝板两层，两层之间通过阴阳螺栓连接，可以更好的利用空间。上侧铝板上安装有电源模块，可以对机器人进行供电。具体的，上侧铝板和下侧铝板上均设置有线槽，即方便了线路的连接，又保证了线路的有序性，避免了线路杂乱无章而影响机器人的工作。进一步的，所述三角形轮系包括前链条式履带、三角支架以及用于驱动前链条式履带动作的前驱动机构，所述前链条式履带上安装有链条永磁铁，所述三角支架设置有两个且分别设置在前链条式履带相对的两侧，两个所述三角支架的三个端部均转动安装有与前链条式履带啮合的前链轮，所述前端铝板两端分别与三角形轮系位于内侧的三角支架固定连接。这样，三角形轮系的越障能力相比普通的轮系更高，更能够适应金属表面曲率的变化。前驱动机构用于驱动前链条式履带运动。前链条式履带上安装有链条永磁铁，可以更好的吸附在工件表面，并且进行行走。设置有三角支架，可以更好的使得三角形轮系与前端铝板进行连接，提高连接以及运动可靠性。进一步的，所述前驱动机构包括前驱动电机，所述前驱动电机固定安装在前电机安装板上，所述前电机安装板与所述三角支架固定连接，所述前驱动电机的输出轴连接有减速器，所述减速器的输出轴通过联轴器固定连接有主动带轮，所述主动带轮通过同步带啮合传动有从动带轮，所述从动带轮与其中一个前链轮同轴固定连接。这样，前驱动电机动作，通过减速器带动主动带轮转动，通过同步带的传动带动从动带轮动作，从动带轮带动其中一个前链轮转动，进而带动前链轮以及前链条式履带动作，实现三角形轮系的动作。三角形轮系采用独立前驱动电机驱动，结构简单，方便使用。进一步的，所述矩形轮系包括后链条式履带、矩形支架以及用于驱动后链条式履带动作的后驱动机构，所述后链条式履带上安装有链条永磁铁，所述矩形支架设置有两个且分别设置在所述后链条式履带相对的两侧，两个所述矩形支架的两端均转动安装有与后链条式履带啮合的后链轮，所述下侧铝板两端分别与矩形轮系位于内侧的矩形支架固定连接。这样，相比于三角形轮系，矩形轮系的重心更低，所占用的空间更少，所以后端采用矩形轮系设置。后驱动机构用于驱动后链条式履带动作。后链条式履带上安装有链条永磁铁，可以更好的吸附在工件表面，并且进行行走。设置有矩形支架，可以更好的使得矩形轮系与后端铝板进行连接，提高连接以及运动可靠性。进一步的，所述后驱动机构包括后驱动电机，所述后驱动电机固定安装在下侧铝板上，所述后驱动电机的输出轴连接有减速器，所述减速器的输出轴通过联轴器固定连接有齿轮轴，所述齿轮轴上固定安装有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮啮合传动有从动锥齿轮，所述从动锥齿轮与其中一个后链轮同轴固定连接。这样，后驱动电机动作，通过减速器带动齿轮轴转动，齿轮轴带动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮带动从动锥齿轮转动，从动锥齿轮带动其中一个后链轮转动，进而实现后链条式履带动作，实现矩形轮系的动作。矩形轮系采用独立后驱动电机驱动，结构简单，方便使用。采用锥齿轮传动系统，可以更好的进行布置。进一步的，所述前链轮和后链轮均为双排链轮，所述前链条式履带和后链条式履带均包括双排双侧双孔弯板工业传动链条、链条永磁铁和安装板，所述双排链轮与所述双排双侧双孔弯板工业传动链条传动连接，所述安装板通过螺栓固定安装到所述双排双侧双孔弯板工业传动链条的链板上，所述安装板为铝板，所述链条永磁铁通过螺钉与所述安装板固定连接。这样，采用双排链轮与双排双侧双孔弯板工业传动链条配合，提高传动稳定性以及承载能力，扩大双排双侧双孔弯板工业传动链条的链板的面积，进而能够更好的提高永磁铁与工件的接触面积，提高吸附能力。安装板材料为不具有磁性的铝材，目的是隔磁，避免链条永磁铁对双排双侧双孔弯板工业传动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人，其特征在于，包括主体、行走系统和吸附力自动调节机构，所述主体包括前主体和后主体，所述前主体和后主体之间通过活动铰链连接，所述行走系统包括两个三角形轮系和两个矩形轮系，所述两个三角形轮系设置在前主体两侧，所述两个矩形轮系设置在后主体两侧，所述吸附力自动调节机构设置在所述主体下方。

【技术特征摘要】
1.一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人，其特征在于，包括主体、行走系统和吸附力自动调节机构，所述主体包括前主体和后主体，所述前主体和后主体之间通过活动铰链连接，所述行走系统包括两个三角形轮系和两个矩形轮系，所述两个三角形轮系设置在前主体两侧，所述两个矩形轮系设置在后主体两侧，所述吸附力自动调节机构设置在所述主体下方。2.根据权利要求1所述的一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人，其特征在于：所述前主体包括水平设置的前端铝板，所述前端铝板两侧分别与所述三角形轮系连接设置。3.根据权利要求2所述的一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人，其特征在于：所述后主体包括水平设置的下侧铝板，所述下侧铝板上方通过阴阳螺栓固定安装有上侧铝板，所述下侧铝板和上侧铝板间隔设置，所述上侧铝板上端固定安装有电源模块，所述下侧铝板两侧分别与所述矩形轮系连接设置。4.根据权利要求3所述的一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人，其特征在于：所述三角形轮系包括前链条式履带、三角支架以及用于驱动前链条式履带动作的前驱动机构，所述前链条式履带上安装有链条永磁铁，所述三角支架设置有两个且分别设置在前链条式履带相对的两侧，两个所述三角支架的三个端部均转动安装有与前链条式履带啮合的前链轮，所述前端铝板两端分别与三角形轮系位于内侧的三角支架固定连接。5.根据权利要求4所述的一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人，其特征在于：所述前驱动机构包括前驱动电机，所述前驱动电机固定安装在前电机安装板上，所述前电机安装板与所述三角支架固定连接，所述前驱动电机的输出轴连接有减速器，所述减速器的输出轴通过联轴器固定连接有主动带轮，所述主动带轮通过同步带啮合传动有从动带轮，所述从动带轮与其中一个前链轮同轴固定连接。6.根据权利要求5所述的一种自适应复杂3D金属曲面的智能移动机器人，其特征在于：所述矩形轮系包括后链条式履带、矩形支架以及用于驱动后链条式履带动作的后驱动机构，所述后链条式履带上安装有链条永磁铁，所述矩形支架设置有两个且分别设置在所述后链条式履带相对的两侧，两个所述矩形支架的两端均转动安装有与...

【专利技术属性】
技术研发人员：任静，胡竞，胡桂川，何鸿宇，韩克堃，赵杭，刘佳音，
申请(专利权)人：重庆科技学院，重庆房地产职业学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50