一种具备曲面吸附功能的四轮爬壁机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具备曲面吸附功能的四轮爬壁机器人，包括左前车架、左后车架、右前车架、右后车架和曲面自适应机构，每个车架下面都安装有永磁轮吸附机构，左后和右后车架下方都安装有结构相同的动力传动机构，曲面自适应机构用于车架与车架之间的连接，该爬壁机器人由四个永磁轮稳定吸附在曲面上，其四个车架通过曲面连接机构连接，确保能够在各种曲面上爬行，该爬壁机器人通过控制伺服电机，使得永磁轮转速不同，实现差速转向。

A four-wheel wall climbing robot with surface adsorption function

【技术实现步骤摘要】
一种具备曲面吸附功能的四轮爬壁机器人
本技术属于机器人的设计
，具体涉及一种具备曲面吸附功能的四轮爬壁机器人。
技术介绍
随着科学技术的发展，国内外对爬壁机器人的研究越来越深入。由于爬壁机器人具有壁面移动能力，使得其在设备维护、检测以及大型建筑外壁清洁等领域具有很大的应用价值。爬壁机器人主要分为足式、轮式和履带式三大类。足式爬壁机器人易于跨越障碍，但移动速度慢，控制较为复杂。轮式爬壁机器人移动速度快、转向灵活，但要维持一定的吸附力比较困难。履带式爬壁机器人对壁面的适应性强，吸附力强，但外形尺寸较大，重量较大，不易转向。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种具备曲面吸附功能的四轮爬壁机器人。为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：一种具备曲面吸附功能的四轮爬壁机器人，其中：包括左前车架、左后车架、右前车架、右后车架和曲面自适应机构，所述的左前车架和右前车架结构相同，所述的左后车架和右后车架结构相同，每个车架下都安装有结构相同的永磁轮吸附机构，所述的左后车架和右后车架上还安装有结构相同的动力传动机构，所述的曲面自适应机构包括偏转机构和活页铰链，所述的偏转机构包括结构相同的第一偏转机构、第二偏转机构和第三偏转机构，所述的左前车架通过第一偏转机构与左后车架相连接，所述的左后车架通过活页铰链与右后车架连接，所述的右后车架与右前车架通过第二偏转机构连接，所述的右前车架与左前车架通过第三偏转机构连接；所述的永磁轮吸附机构包括永磁轮，所述的永磁轮中间开设有通孔，所述的通孔内插入长轴，所述的左后车架包裹永磁轮并轴承连接在长轴上，所述的长轴一端开设有平键；所述的长轴一端连接有动力传动机构，所述的动力传动机构包括从动轮，所述的从动轮套装在长轴上并与长轴键连接，所述的左后车架外侧面安装有主动轮，所述的主动轮中间安装有减速伺服电机，所述的减速伺服电机与主动轮键连接，所述的主动轮与从动轮之间同步带连接并带动从动轮运转，调节减速伺服电机不同的转速，使左后车架和右后车架下方的两个永磁轮转速不同，从而实现差速转向；所述的活页铰链由第一铰链支架、第二铰链支架和圆柱销组成，所述的第一铰链支架设有凹体，第二铰链支架设有凸体，凸体和凹体侧面均开设有通孔，凸体能插入凹体中，该通孔内插入圆柱销配合连接，所述的第一铰链支架与第二铰链支架能够绕着圆柱销的轴线旋转，所述的第一铰链支架左端螺钉连接在左后车架右侧壁上，所述的第二铰链支架右端螺钉连接在右后车架左侧壁上，连接第二铰链支架和右后车架的螺钉与右后车架之间为间隙配合，使得第二铰链支架能够相对于右后车架与第二铰链支架连接面旋转，连接第一铰链支架和左后车架的螺钉与左后车架之间为间隙配合，使得第一铰链支架能够相对于左后车架与第一铰链支架连接面旋转；所述的偏转机构包括结构相同的第一偏转机构、第二偏转机构和第三偏转机构，所述的第一偏转机构包括两个套筒、鱼眼杆端关节轴承和几字架，所述的几字架螺钉连接在左后车架前侧壁上，所述的几字架两脚对称位置开设有通孔，螺纹杆穿入几字架的通孔内，在几字架两脚之间的螺纹杆上依次连接有套筒、鱼眼杆端关节轴承和套筒，所述的螺纹杆尾端连接有拧紧螺母，所述的鱼眼杆端关节轴承的螺纹杆一端通过螺母与左前车架后侧壁螺纹连接；所述的第二偏转机构的几字架螺钉连接在右后车架前侧壁上，所述的鱼眼杆端关节轴承的螺纹杆一端通过螺母与右前车架后侧壁螺纹连接，所述的第三偏转机构的几字架螺钉连接在左前车架右侧壁上，所述的鱼眼杆端关节轴承的螺纹杆一端通过螺母与右前车架左侧壁螺纹连接，所述的偏转机构连接的车架可以绕着螺纹杆进行转动。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的永磁轮吸附机构还包括张紧套。上述的张紧套包括内衬套和外衬套，所述的外衬套的外壁套装在永磁轮的通孔上，所述的张紧套的内衬套的内孔与长轴相连接。上述的外衬套和内衬套接触面为斜面，所述的内衬套和外衬套沿长轴方向通过螺钉连接，所述的外衬套通过旋转螺钉向内衬套移动，使内衬套与外衬套相互挤压，从而使永磁轮、两个张紧套和长轴连接在一起。上述的长轴上永磁轮的两侧还卡装有套杯，所述的套杯与长轴接触部位分别卡装有一对第一深沟球轴承，所述的套杯螺纹连接于车架的外侧壁上。上述的长轴两端分别安装有卡簧，所述的两个卡簧分别卡装在两对第一深沟球轴承的外侧面。上述的四轮爬壁机器人还包两个结构相同的张紧机构，其分别安装在左后车架和右后车架上，所述的张紧机构包括轴、支撑架、轴端挡圈和第二深沟球轴承，所述的支撑架螺栓固定在车架上，所述的左后车架和右后车架上开设有与轴相匹配的滑槽，所述的轴水平放置，其一端安装在滑槽内，另一端套装有第二深沟球轴承，所述的第二深沟球轴承的外圈压在同步带上，所述的第二深沟球轴承外侧还套装有轴端挡圈。上述的轴上表面开设有平面，所述的支撑架上开设有通孔，该通孔内插入螺钉，螺钉下端与轴上表面的平面相接触，螺钉上端与支撑架螺纹连接，调整螺钉的松紧使轴在滑槽内上下滑动，并带动第二深沟球轴承的外圈向下压紧或向上远离同步带。本技术一种具备曲面吸附功能的四轮爬壁机器人的有益效果：(1)该爬壁机器人由四个永磁轮吸附在曲面上，吸附稳定。(2)该爬壁机器人四个车架通过两种不同的曲面连接机构连接，确保能够在各种曲面上爬行，曲面适应能力强。(3)该爬壁机器人通过控制伺服电机，使得永磁轮转速不同，从而实现差速转向，转向灵活。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是驱动装置的结构示意图；图3是永磁轮吸附机构的结构示意图；图4是第一偏转机构的结构示意图；图5是活页铰链的结构示意图；图6是张紧机构的结构示意图；图7是本结构在曲面上的正视图；图8是本结构在曲面上的左视图。附图标记为：左前车架1、左后车架2、右前车架3、右后车架4、曲面自适应机构5、驱动装置6、偏转机构7、第一偏转机构71、第二偏转机构72、第三偏转机构73、活页铰链8、第一铰链支架81、第二铰链支架82、圆柱销83、永磁轮吸附机构9、永磁轮91、长轴92、平键93、套杯94、内衬套96、外衬套95、第一深沟球轴承97、卡簧98、动力传动机构10、从动轮101、主动轮102、减速伺服电机103、同步带104、套筒11、鱼眼杆端关节轴承12、几字架13、张紧机构14、轴15、支撑架16、轴端挡圈17、第二深沟球轴承18、滑槽19。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细描述。如图1-图8所示，本技术为，其中：包括左前车架1、左后车架2、右前车架3、右后车架4和曲面自适应机构5，所述的左前车架1和右前车架3结构相同，所述的左后车架2和右后车架4结构相同，每个车架下都安装有结构相同的永磁轮吸附机构9，所述的左后车架2和右后车架4上还安装有结构相同的动力传动机构10，所述的曲面自适应机构5包括偏转机构7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备曲面吸附功能的四轮爬壁机器人，其特征在于：包括左前车架(1)、左后车架(2)、右前车架(3)、右后车架(4)和曲面自适应机构(5)，所述的左前车架(1)和右前车架(3)结构相同，所述的左后车架(2)和右后车架(4)结构相同，每个车架下都安装有结构相同的永磁轮吸附机构(9)，所述的左后车架(2)和右后车架(4)上还安装有结构相同的动力传动机构(10)，所述的曲面自适应机构(5)包括偏转机构(7)和活页铰链(8)，所述的偏转机构包括结构相同的第一偏转机构(71)、第二偏转机构(72)和第三偏转机构(73)，所述的左前车架(1)通过第一偏转机构(71)与左后车架(2)相连接，所述的左后车架(2)通过活页铰链(8)与右后车架(4)连接，所述的右后车架(4)与右前车架(3)通过第二偏转机构(72)连接，所述的右前车架(3)与左前车架(1)通过第三偏转机构(73)连接；/n所述的永磁轮吸附机构(9)包括永磁轮(91)，所述的永磁轮(91)中间开设有通孔，所述的通孔内插入长轴(92)，所述的左后车架(2)包裹永磁轮(91)并轴承连接在长轴(92)上，所述的长轴(92)一端开设有平键(93)；/n所述的长轴(92)一端连接有动力传动机构(10)，所述的动力传动机构(10)包括从动轮(101)，所述的从动轮(101)套装在长轴(92)上并与长轴(92)键连接，所述的左后车架(2)外侧面安装有主动轮(102)，所述的主动轮(102)中间安装有减速伺服电机(103)，所述的减速伺服电机(103)与主动轮(102)键连接，所述的主动轮(102)与从动轮(101)之间同步带(104)连接并带动从动轮(101)运转，调节减速伺服电机(103)不同的转速，使左后车架(2)和右后车架(4)下方的两个永磁轮(91)转速不同，从而实现差速转向；/n所述的活页铰链(8)由第一铰链支架(81)、第二铰链支架(82)和圆柱销(83)组成，所述的第一铰链支架(81)设有凹体，第二铰链支架(82)设有凸体，凸体和凹体侧面均开设有通孔，凸体能插入凹体中，该通孔内插入圆柱销(83)配合连接，所述的第一铰链支架(81)与第二铰链支架(82)能够绕着圆柱销(83)的轴线旋转，所述的第一铰链支架(81)左端螺钉连接在左后车架(2)右侧壁上，所述的第二铰链支架(82)右端螺钉连接在右后车架(4)左侧壁上，连接第二铰链支架(82)和右后车架(4)的螺钉与右后车架(4)之间为间隙配合，使得第二铰链支架(82)能够相对于右后车架(4)与第二铰链支架(82)连接面旋转，连接第一铰链支架(81)和左后车架(2)的螺钉与左后车架(2)之间为间隙配合，使得第一铰链支架(81)能够相对于左后车架(2)与第一铰链支架(81)连接面旋转；/n所述的偏转机构(7)包括结构相同的第一偏转机构(71)、第二偏转机构(72)和第三偏转机构(73)，所述的第一偏转机构(71)包括两个套筒(11)、鱼眼杆端关节轴承(12) 和几字架(13)，所述的几字架(13)螺钉连接在左后车架(2)前侧壁上，所述的几字架(13)两脚对称位置开设有通孔，螺纹杆穿入几字架(13)的通孔内，在几字架(13)两脚之间的螺纹杆上依次连接有套筒(11)、鱼眼杆端关节轴承(12)和套筒(11)，所述的螺纹杆尾端连接有拧紧螺母，所述的鱼眼杆端关节轴承(12)的螺纹杆一端通过螺母与左前车架(1)后侧壁螺纹连接；所述的第二偏转机构(72)的几字架(13)螺钉连接在右后车架(4)前侧壁上，所述的鱼眼杆端关节轴承(12)的螺纹杆一端通过螺母与右前车架(3)后侧壁螺纹连接；所述的第三偏转机构(73)的几字架(13)螺钉连接在左前车架(1)右侧壁上，所述的鱼眼杆端关节轴承(12)的螺纹杆一端通过螺母与右前车架(3)左侧壁螺纹连接，所述的偏转机构(7)连接的车架可以绕着螺纹杆进行转动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具备曲面吸附功能的四轮爬壁机器人，其特征在于：包括左前车架(1)、左后车架(2)、右前车架(3)、右后车架(4)和曲面自适应机构(5)，所述的左前车架(1)和右前车架(3)结构相同，所述的左后车架(2)和右后车架(4)结构相同，每个车架下都安装有结构相同的永磁轮吸附机构(9)，所述的左后车架(2)和右后车架(4)上还安装有结构相同的动力传动机构(10)，所述的曲面自适应机构(5)包括偏转机构(7)和活页铰链(8)，所述的偏转机构包括结构相同的第一偏转机构(71)、第二偏转机构(72)和第三偏转机构(73)，所述的左前车架(1)通过第一偏转机构(71)与左后车架(2)相连接，所述的左后车架(2)通过活页铰链(8)与右后车架(4)连接，所述的右后车架(4)与右前车架(3)通过第二偏转机构(72)连接，所述的右前车架(3)与左前车架(1)通过第三偏转机构(73)连接；
所述的永磁轮吸附机构(9)包括永磁轮(91)，所述的永磁轮(91)中间开设有通孔，所述的通孔内插入长轴(92)，所述的左后车架(2)包裹永磁轮(91)并轴承连接在长轴(92)上，所述的长轴(92)一端开设有平键(93)；
所述的长轴(92)一端连接有动力传动机构(10)，所述的动力传动机构(10)包括从动轮(101)，所述的从动轮(101)套装在长轴(92)上并与长轴(92)键连接，所述的左后车架(2)外侧面安装有主动轮(102)，所述的主动轮(102)中间安装有减速伺服电机(103)，所述的减速伺服电机(103)与主动轮(102)键连接，所述的主动轮(102)与从动轮(101)之间同步带(104)连接并带动从动轮(101)运转，调节减速伺服电机(103)不同的转速，使左后车架(2)和右后车架(4)下方的两个永磁轮(91)转速不同，从而实现差速转向；
所述的活页铰链(8)由第一铰链支架(81)、第二铰链支架(82)和圆柱销(83)组成，所述的第一铰链支架(81)设有凹体，第二铰链支架(82)设有凸体，凸体和凹体侧面均开设有通孔，凸体能插入凹体中，该通孔内插入圆柱销(83)配合连接，所述的第一铰链支架(81)与第二铰链支架(82)能够绕着圆柱销(83)的轴线旋转，所述的第一铰链支架(81)左端螺钉连接在左后车架(2)右侧壁上，所述的第二铰链支架(82)右端螺钉连接在右后车架(4)左侧壁上，连接第二铰链支架(82)和右后车架(4)的螺钉与右后车架(4)之间为间隙配合，使得第二铰链支架(82)能够相对于右后车架(4)与第二铰链支架(82)连接面旋转，连接第一铰链支架(81)和左后车架(2)的螺钉与左后车架(2)之间为间隙配合，使得第一铰链支架(81)能够相对于左后车架(2)与第一铰链支架(81)连接面旋转；
所述的偏转机构(7)包括结构相同的第一偏转机构(71)、第二偏转机构(72)和第三偏转机构(73)，所述的第一偏转机构(71)包括两个套筒(11)、鱼眼杆端关节轴承(12)和几字架(13)，所述的几字架(13)螺钉连接在左后车架(2)前侧壁上，所述的几字架(13)两脚对称位置开设有通孔，螺纹杆穿入几字架(13)的通孔内，在几字架(13)两脚之间的螺纹杆上依次连接有套筒(11)、鱼眼杆端关节轴承(12)和套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪晓玮，陈勇，刘俊锋，孙烨，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32