一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及工业机器人技术领域，公开的一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，由移动车体和滑轨式机械臂组成，所述移动车体由两个相互独立的车体模块和四组结构相同的轮式永磁吸附单元组成，所述两个相互独立的车体模块分为左车体模块和右车体模块，二者结构基本相同，且外形与内部结构均以二者连接平面为中心呈对称布置，其中左车体模块由左车箱体内的左车箱体驱动电机通过左车箱体电机驱动器、左车箱体减速器与左车箱体前输出轴连接，左车箱体前输出轴通过左车箱体同步带、左车箱体后输出轴连接构成。本实用新型专利技术组装快捷、拆卸方便，尤其遇到非连续性作业区域或狭小空间时能快速实现对机器人的拆分与重组，拓展了机器人的适应能力及应用范围。

A wall climbing robot carrying a sliding rail manipulator

The utility model relates to the technical field of industrial robots, equipped with a slide type manipulator of wall climbing robot is open, consists of a mobile body and slide type mechanical arm, the mobile body is composed of two independent modules and four wheeled vehicle group with the same structure permanent magnetic adsorption unit, the two mutually independent body module is divided into left and right body module body module, the two structure is basically the same, and the shape and structure of the two connecting plane symmetrically arranged through the left motor vehicle body motor driver, vehicle speed reducer and left left vehicle body front output shaft is connected with a driving car left left box body the carriage in which modules from left, left the car in front of the box body through the left output shaft axleboxes of synchronous belt, the left rear output shaft connected car case. The utility model has the advantages of quick assembly and convenient disassembly, especially when the discontinuous operation area or narrow space is encountered, and can quickly realize the splitting and reorganization of the robot, and expands the adaptability and application scope of the robot.

【技术实现步骤摘要】
一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人
本技术涉及工业机器人
，特别是涉及一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，其能够应用于工业机器人等领域。
技术介绍
爬壁机器人因其具有可携带作业工具在壁面上吸附爬行，并协助或取代人类完成各种极限作业的特点，自二十世纪六十年代问世以来,一直受到世界各国的广泛关注。随着我国老龄化人口的增多，劳动力成本逐年增加。核工业、石化企业、建筑行业、消防部门、修造船等领域的日常维护和清理作业具有危险系数高、劳动强度大的、且操作人员易患职业病的行业特点，从事这类行业的人数在逐渐减少。面对这一社会现实性问题，开发普及能满足多种作业需求的爬壁机器人就变得极其重要。经专利检索，发现申请号为：CN200710113254.4的专利涉及一种用于船舶船舱修造的特种除锈喷漆机器人。该爬壁机器人未配备壁面吸附装置，其仅仅局限于对水平面或壁面较矮处的除锈与喷漆，不能实现对较高壁面以及顶面的清理作业，功能较单一。该除锈喷漆机器人将除锈和喷漆喷头设备固定在导轨支架上，自由度较多虽然较灵活但是除锈反作用力很大，零部件刚度受力不足，容易造成倾覆，可靠性欠佳。其次其未搭载测距模块，当需要调节喷漆高度和除锈高度时需要手动调节，且手动调节存在误差。再有其未搭载图像采集装置，当机器人工作在危险环境时，操作人员不能根据采集回来的图像实现远程精确控制。
技术实现思路
针对上述技术的不足，本技术涉及一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，其采用永磁吸附方式，四轮四驱运动方式，其搭载的四自由度机械臂采用电机配合滑轨运动形式，易控制且工作空间大。该装置还搭载图像采集设备和测距仪能实现对机器人的远程精确操作。一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，由移动车体1和滑轨式机械臂2组成，所述移动车体1由两个相互独立的车体模块和四组结构相同的轮式永磁吸附单元310与320、330与340组成，所述两个相互独立的车体模块分为左车体模块和右车体模块，二者结构基本相同，且外形与内部结构均以二者连接平面为中心呈对称布置，其中左车体模块由左车箱体内的左车箱体驱动电机113通过左车箱体电机驱动器、左车箱体减速器112与左车箱体前输出轴连接，左车箱体前输出轴通过左车箱体同步带108、左车箱体同步带轮119与121、左车箱体后输出轴115连接构成。一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，所述左车箱体包含左车箱体上盖板、左车箱体外侧盖板、左车箱体底部盖板、左车箱体内侧盖板、左车箱体前端盖板、左车箱体后端尾部盖板、左车箱体外侧把手111、左车箱体后端尾部把手116、左车箱体前端把手、左车箱体驱动电机与减速器支撑件110、左车箱体减速器固定支座107、左车箱体电机驱动器固定支架、左前端盖109、左后端盖114、定位块阴120、定位块阳122，所述左车箱体外侧盖板、左车箱体底部盖板、左车箱体前端盖板、左车箱体后端尾部盖板、左车箱体外侧把手111、左车箱体后端尾部把手116、左车箱体前端把手分别布置在左车箱体四周相应位置，构成一个整体半封闭式结构；并且将左车箱体上盖板和左车箱体内侧盖板经螺钉固定在左车箱体上端面和内侧端面上，左车箱体上盖板右下角位置竖直排列有机械与电气相隔离的四个大小不同的防水防爆插头孔；所述左车箱体驱动电机与减速器支撑件110经螺钉固定在左车箱体内部，构成一种笼形结构，将驱动电机113与减速器112放置于笼子内部，不仅能稳定的支撑驱动电机与减速器还能提高车体抗拉与抗压强度；左车箱体电机驱动器固定支架经螺钉固定在左车箱体底盘内部侧面凸出部位，左车箱体电机驱动器经螺钉固定安装于左车箱体电机驱动器固定支架上；所述左车箱体减速器固定支座107上端经螺钉固定在左车箱体减速器固定法兰上，底端经螺钉固定在左车箱体驱动电机与减速器支撑件110上，实现左车箱体减速器的固定与定位；所述左前端盖109位于左车箱体前输出轴与左车箱体侧盖板相接触的外侧位置，左后端盖114位于左车箱体后输出轴115与左车箱体侧盖板相接触的外侧位置，左前端盖109和左后端盖114分别与输出轴相接触部位采用动静双密封，从而实现将左车箱体内部和左车箱体外部环境隔离开。一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，所述左车箱体在其与左车箱体上盖板接触的上端面开设矩形密封沟槽，在其与左前端盖109与左后端盖114连接处以输出轴为中心开设环形密封沟槽，当其与左车箱体上盖板、左前端盖109和左后端盖114连接时通过密封沟槽内布置的橡胶O形圈实现车体的整体静密封。在左车箱体前输出轴跟左前盖板相接触位置与左车箱体后输出轴115跟左后端盖114相接触位置处均开设有环形密封沟槽，用来放置橡胶O形圈，实现车体旋转式动密封。最终达到整个车体全封闭式密封的目的。所述左车箱体后端尾部把手116与左车箱体前端把手侧面位置均竖直排列有一组通孔，右车箱体后端尾部把手117与右车箱体前端把手侧面位置也同样均竖直排列有一组通孔，并将左右两车箱体模块拼接在一起，位于左右车箱体前端把手与后端尾部把手116、117上的通孔对正对齐，螺栓穿过该通孔跟螺母配合，用于实现左右车箱体的快速便捷拼接。一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，在左车箱体底部盖板与左车箱体内侧盖板相接触位置的底盘中部，经螺钉固定有定位块阴120，在右车箱体底部盖板与右车箱体内侧盖板相接触位置的底盘中部，经螺钉固定有定位块阳122；定位块阳122为一带凸起结构，定位块阴120为一带凹陷结构，在定位块阳122和定位块阴120上均分布有三组竖直分布的螺纹孔，所述的定位块阳122凸起部分与定位块阴120凹陷部分为配合接触，左右车箱体对正组装在一起，再经螺钉将定位块阳122与定位块阴120拧紧；穿过把手侧面通孔的螺栓与螺母以及定位块阳122与定位块阴120双重固定，用于实现左右车箱体的快速拼接。一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，所述左车箱体驱动电机113与减速器112固定装配在一起，竖直布置在左车箱体驱动电机与减速器支撑件左前端盖109搭建构成的笼形结构内部；左车箱体减速器固定支座107为“凸”字形形状，其上端经左车箱体减速器112的固定法兰孔固定在左车箱体减速器上，其底端固定在左车箱体底盖板上，左车箱体减速器112另一端固定在位于左车箱体外侧盖板的通孔内，用于实现左车箱体驱动电机113与减速器112的固定与定位；左车箱体前输出轴贯穿左车箱体减速器后固定安装在轴承支座上，左车箱体后输出轴115与左车箱体输出前轴平行固定在轴承支座上，左车箱体前输出轴和左车箱体后输出轴115均一端固定安装左同步带轮119与121，一端固定安装轮式永磁吸附单元330与340，两个左车箱体同步带轮119与121间张紧左车箱体同步带108，用于将左车箱体驱动电机113输出的力和力矩传递到左车箱体后输出轴115上，实现单侧车体两磁轮的同速转动，构成整个车体的四轮四驱机构。一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，所述轮式永磁吸附单元主要由环形钕铁硼永磁体303、外侧硅钢导磁轭铁302、内侧硅钢导磁轭铁309、定位套306、磁轮外侧橡胶304构成。所述环形钕铁硼永磁体303采取了轴向充磁方式，用于提供产生吸附力的强磁环境。外侧硅钢导磁轭铁302为柱状“山”字形结构，在其中心位置固定有用于磁轮驱动与装配的外圆内方中空轴，且外侧硅钢导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，其特征是：由移动车体（1）和滑轨式机械臂（2）组成，所述移动车体（1）由两个相互独立的车体模块和四组结构相同的轮式永磁吸附单元（310、320、330、340）组成，所述两个相互独立的车体模块分为左车体模块和右车体模块，二者结构基本相同，且外形与内部结构均以二者连接平面为中心呈对称布置，其中左车体模块由左车箱体内的左车箱体驱动电机（113）通过左车箱体电机驱动器、左车箱体减速器（112）与左车箱体前输出轴连接，左车箱体前输出轴通过左车箱体同步带（108）、左车箱体同步带轮（119、121）、左车箱体后输出轴（115）连接构成。

【技术特征摘要】
1.一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，其特征是：由移动车体（1）和滑轨式机械臂（2）组成，所述移动车体（1）由两个相互独立的车体模块和四组结构相同的轮式永磁吸附单元（310、320、330、340）组成，所述两个相互独立的车体模块分为左车体模块和右车体模块，二者结构基本相同，且外形与内部结构均以二者连接平面为中心呈对称布置，其中左车体模块由左车箱体内的左车箱体驱动电机（113）通过左车箱体电机驱动器、左车箱体减速器（112）与左车箱体前输出轴连接，左车箱体前输出轴通过左车箱体同步带（108）、左车箱体同步带轮（119、121）、左车箱体后输出轴（115）连接构成。2.根据权利要求1所述的一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，其特征是：所述左车箱体包含左车箱体上盖板、左车箱体外侧盖板、左车箱体底部盖板、左车箱体内侧盖板、左车箱体前端盖板、左车箱体后端尾部盖板、左车箱体外侧把手（111）、左车箱体后端尾部把手（116）、左车箱体前端把手、左车箱体驱动电机与减速器支撑件（110）、左车箱体减速器固定支座（107）、左车箱体电机驱动器固定支架、左前端盖（109）、左后端盖（114）、定位块阴（120）、定位块阳（122），所述左车箱体外侧盖板、左车箱体底部盖板、左车箱体前端盖板、左车箱体后端尾部盖板、左车箱体外侧把手（111）、左车箱体后端尾部把手（116）、左车箱体前端把手分别布置在左车箱体四周相应位置，构成一个整体半封闭式结构；并且将左车箱体上盖板和左车箱体内侧盖板经螺钉固定在左车箱体上端面和内侧端面上，左车箱体上盖板右下角位置竖直排列有机械与电气相隔离的四个大小不同的防水防爆插头孔；所述左车箱体驱动电机与减速器支撑件（110）经螺钉固定在左车箱体内部，构成一种笼形结构，将驱动电机（113）与减速器（112）放置于笼子内部，不仅能稳定的支撑驱动电机与减速器还能提高车体抗拉与抗压强度；左车箱体电机驱动器固定支架经螺钉固定在左车箱体底盘内部侧面凸出部位，左车箱体电机驱动器经螺钉固定安装于左车箱体电机驱动器固定支架上；所述左车箱体减速器固定支座（107）上端经螺钉固定在左车箱体减速器固定法兰上，底端经螺钉固定在左车箱体驱动电机与减速器支撑件（110）上，实现左车箱体减速器的固定与定位；所述左前端盖（109）位于左车箱体前输出轴与左车箱体侧盖板相接触的外侧位置，左后端盖（114）位于左车箱体后输出轴（115）与左车箱体侧盖板相接触的外侧位置，左前端盖（109）和左后端盖（114）分别与输出轴相接触部位采用动静双密封，从而实现将左车箱体内部和左车箱体外部环境隔离开。3.根据权利要求1所述的一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，其特征是：所述左车箱体在其与左车箱体上盖板接触的上端面开设矩形密封沟槽，在其与左前端盖（109）与左后端盖（114）连接处以输出轴为中心开设环形密封沟槽，当其与左车箱体上盖板、左前端盖（109）和左后端盖（114）连接时通过密封沟槽内布置的橡胶O形圈实现车体的整体静密封，在左车箱体前输出轴跟左前盖板相接触位置与左车箱体后输出轴（115）跟左后端盖（114）相接触位置处均开设有环形密封沟槽，用来放置橡胶O形圈，实现车体旋转式动密封，最终达到整个车体全封闭式密封的目的，所述左车箱体后端尾部把手（116）与左车箱体前端把手侧面位置均竖直排列有一组通孔，右车箱体后端尾部把手（117）与右车箱体前端把手侧面位置也同样均竖直排列有一组通孔，并将左右两车箱体模块拼接在一起，位于左右车箱体前端把手与后端尾部把手（116、117）上的通孔对正对齐，螺栓穿过该通孔跟螺母配合，用于实现左右车箱体的快速便捷拼接。4.根据权利要求1所述的一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，其特征是：在左车箱体底部盖板与左车箱体内侧盖板相接触位置的底盘中部，经螺钉固定有定位块阴（120），在右车箱体底部盖板与右车箱体内侧盖板相接触位置的底盘中部，经螺钉固定有定位块阳（122）；定位块阳（122）为一带凸起结构，定位块阴（120）为一带凹陷结构，在定位块阳（122）和定位块阴（120）上均分布有三组竖直分布的螺纹孔，所述的定位块阳（122）凸起部分与定位块阴（120）凹陷部分为配合接触，左右车箱体对正组装在一起，再经螺钉将定位块阳（122）与定位块阴（120）拧紧；穿过把手侧面通孔的螺栓与螺母以及定位块阳（122）与定位块阴（120）双重固定，用于实现左右车箱体的快速拼接。5.根据权利要求1所述的一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，其特征是：所述左车箱体驱动电机（113）与减速器（112）固定装配在一起，竖直布置在左车箱体驱动电机与减速器支撑件左前端盖（109）搭建构成的笼形结构内部；左车箱体减速器固定支座（107）为“凸”字形形状，其上端经左车箱体减速器（112）的固定法兰孔固定在左车箱体减速器上，其底端固定在左车箱体底盖板上，左车箱体减速器（112）另一端固定在位于左车箱体外侧盖板的通孔内，用于实现左车箱体驱动电机（113）与减速器（112）的固定与定位；左车箱体前输出轴贯穿左车箱体减速器后固定安装在轴承支座上，左车箱体后输出轴（115）与左车箱体输出前轴平行固定在轴承支座上，左车箱体前输出轴和左车箱体后输出轴（115）均一端固定安装左同步带轮（119、121），一端固定安装轮式永磁吸附单元（330、340），两个左车箱体同步带轮（119、121）间张紧左车箱体同步带（108），用于将左车箱体驱动电机（113）输出的力和力矩传递到左车箱体后输出轴（115）上，实现单侧车体两磁轮的同速转动，构成整个车体的四轮四驱机构。6.根据权利要求1所述的一种搭载滑轨式机械臂的爬壁机器人，其特征是：所述轮式永磁吸附单元主要由环形钕铁硼永磁体（303）、外侧硅钢导磁轭铁（302）、内侧硅钢导磁轭铁（309）、定位套（306）、磁轮外侧橡胶（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆华，周旭明，禹青，
申请(专利权)人：洛阳圣瑞智能机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41