一种用于焊接作业的轮腿复合爬壁机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种用于焊接作业的轮腿复合爬壁机器人，包括爬行模块(1)、焊接操作模块(2)和控制传感模块(3)，焊接操作模块(2)和控制传感模块(3)均安装于爬行模块(1)上；爬行模块(1)包括轮腿复合移动机构(4)和永磁吸附装置(5)；轮腿复合移动机构(4)包括车架以及与车架相连的摆动轮腿机构(6)和升降轮腿机构(7)；永磁吸附装置(5)包括三组非接触式永磁吸附单元(38)。通过将轮式移动方式与腿足式移动方式相结合，并采用非接触式永磁吸附方式，使机器人兼具良好的移动能力、负载能力和环境适应能力，进而实现在非结构环境中的移动焊接作业。

【技术实现步骤摘要】
一种用于焊接作业的轮腿复合爬壁机器人
本专利技术属于特种机器人
，涉及一种用于焊接作业的轮腿复合爬壁机器人。
技术介绍
在船舶、核容器、石化储罐等大型构件的现场焊接生产中，存在着大量的非结构环境，不仅作业面形式多样，如存在平面、斜面、立面、空间曲面等，而且作业面上还伴有焊缝、板筋、沟槽等结构特征，复杂的环境特点导致了通用焊接机器人和传统自动焊接设备难以适用。目前，此类焊接作业仍然是通过人工焊接来实现，不仅焊接效率低、焊接质量难以保证，而且存在高空作业，工人的人身安全得不到保障，需要一种能够适用于非结构环境焊接作业的爬壁机器人。爬壁机器人要在上述环境中完成移动焊接作业，不仅需要具有良好的移动能力、较强的负载能力、灵活的作业能力，还需要具备一定的环境适应能力，包括对壁面形貌的适应能力、越障能力和交叉壁面过渡能力。现阶段的爬壁机器人一般采用负压吸附方式和磁吸附方式实现壁面吸附。负压吸附方式对吸附壁面的光滑平整度要求较高，且负载能力小，难以满足焊接作业要求；磁吸附方式特别适合于船舶、核容器、石化储罐等铁磁结构壁面的吸附。经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于焊接作业的轮腿复合爬壁机器人，其特征是：包括爬行模块(1)、焊接操作模块(2)和控制传感模块(3)，焊接操作模块(2)和控制传感模块(3)均安装于爬行模块(1)上；/n爬行模块(1)包括轮腿复合移动机构(4)和永磁吸附装置(5)；/n轮腿复合移动机构(4)包括车架以及与车架相连的摆动轮腿机构(6)和升降轮腿机构(7)；摆动轮腿机构(6)有两组，分别位于升降轮腿机构(7)的前后侧；/n每组摆动轮腿机构(6)包括两个轮式驱动模块I(15)、两只摆臂(16)、蜗轮蜗杆机构(17)和驱动电机I(18)，两个轮式驱动模块I(15)通过两只摆臂(16)固定安装于蜗轮蜗杆机构(17)的输出轴(1...

【技术特征摘要】
1.一种用于焊接作业的轮腿复合爬壁机器人，其特征是：包括爬行模块(1)、焊接操作模块(2)和控制传感模块(3)，焊接操作模块(2)和控制传感模块(3)均安装于爬行模块(1)上；
爬行模块(1)包括轮腿复合移动机构(4)和永磁吸附装置(5)；
轮腿复合移动机构(4)包括车架以及与车架相连的摆动轮腿机构(6)和升降轮腿机构(7)；摆动轮腿机构(6)有两组，分别位于升降轮腿机构(7)的前后侧；
每组摆动轮腿机构(6)包括两个轮式驱动模块I(15)、两只摆臂(16)、蜗轮蜗杆机构(17)和驱动电机I(18)，两个轮式驱动模块I(15)通过两只摆臂(16)固定安装于蜗轮蜗杆机构(17)的输出轴(19)的两端，驱动电机I(18)驱动蜗轮蜗杆机构(17)带动摆臂(16)和轮式驱动模块I(15)相对车架前后摆动；
升降轮腿机构(7)包括两个轮式驱动模块II(27)、第一安装支架(23)、丝杆机构(24)、同步带轮机构(28)、驱动电机II(33)和连接板(29)，丝杆机构(24)与第一安装支架(23)滑动连接，两个轮式驱动模块II(27)分别固定安装于丝杆机构(24)的底部两侧，同步带轮机构(28)的从动轮带安装于丝杆机构(24)的顶端，同步带轮机构(28)中的主动带轮与驱动电机II(33)连接，连接板(29)与第一安装支架(23)滑动连接；
永磁吸附装置(5)包括三组非接触式永磁吸附单元(38)，分别安装于每组摆动轮腿机构(6)的两个轮式驱动模块I(15)之间和升降轮腿机构(7)的两个轮式驱动模块II(27)之间；
焊接操作模块(2)包括水平移动关节(39)、垂直移动关节(40)、仰俯关节(41)、横摆关节(42)、夹持机构(43)、焊枪(44)和线缆固定装置(45)，垂直移动关节(40)与水平移动关节(39)的安装板(46)的末端固定连接，仰俯关节(41)与垂直移动关节(40)的安装板(47)固定连接，仰俯关节(41)包括旋转支架(48)、第二安装支架(53)和驱动电机Ⅴ(54)，横摆关节(42)包括输出法兰(49)和驱动电机Ⅵ(55)，横摆关节(42)与仰俯关节(41)的旋转支架(48)固定连接，夹持机构(43)与横摆关节(42)的输出法兰(49)固定连接，焊枪(44)与夹持机构(43)固定连接，线缆固定装置(45)与焊枪(44)的线缆连接；
控制传感模块(3)包括视觉传感系统和控制系统，控制系统根据视觉传感系统反馈的感知信息控制爬行模块(1)和焊接操作模块(2)的运动。


2.根据权利要求1所述的一种用于焊接作业的轮腿复合爬壁机器人，其特征在于，所述车架包括前车架(8)、中车架(9)和后车架(10)，前车架(8)和后车架(10)分别与两组摆动轮腿机构(6)固定连接，中车架(9)与升降轮腿机构(7)固定连接。


3.根据权利要求2所述的一种用于焊接作业的轮腿复合爬壁机器人，其特征在于，轮腿复合移动机构(4)还包括两组被动旋转关节(11)和四组限位机构(12)；
两组被动旋转关节(11)同轴布置，前车架(8)和中车架(9)之间以及中车架(9)和后车...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，周依霖，高延峰，徐千惠，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31