一种金属表面爬壁机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及机器人技术领域，尤其涉及一种金属表面爬壁机器人，包括驱动机构、传动机构、吸附机构、转向机构，所述驱动机构包括直流电机、驱动轴、驱动齿轮，所述驱动轴的一端与所述直流电机的输出端连接；所述传动机构包括传动轴、传动齿轮以及驱动轮，所述驱动轮与履带啮合带动其运动，所述传动齿轮套装于所述传动轴上与所述驱动齿轮相互啮合；吸附机构包括设置于所述履带上的永磁体；所述转向机构包括设置于机壳内的转向电机以及导向轮，所述导向轮的导向轴与所述转向电机的输出端相连。本实用新型专利技术适用于壁面不平整、壁面存在突起、喷漆不平整、壁面生锈或者需经过焊缝等情况，可替代人类在危险工况或无法进入的环境下工作。代人类在危险工况或无法进入的环境下工作。代人类在危险工况或无法进入的环境下工作。

【技术实现步骤摘要】
一种金属表面爬壁机器人


[0001]本技术涉及机器人
，尤其涉及一种金属表面爬壁机器人。

技术介绍

[0002]自上世纪机器人问世以来，机器人在工业、日常生活以及其它多个领域得到了广泛的应用。在机器人领域中,一种特殊的移动机器人—爬壁机器人，能够在垂直陡壁上进行某些作业，可以完成人体不能或者很难完成的任务。由于在某些工作环境或条件例如垂直壁面等作业超出人类的极限，对人体消耗极大且非常危险，因此，爬壁机器人便应运而生，作为新型自动化机械装置，其性能优良，可替代人类在危险工况或无法进入的环境下工作，因此越来越受到人们的重视。
[0003]金属爬壁机器人有着很重要的作用，例如：对金属壁面进行影像检查、探测厚度、焊缝检测及金属探伤等；对石油化工工业的油气罐的内外壁面进行检查或喷砂除锈、喷漆防腐；对各种建筑喷涂墙面、安装瓷砖、清洗壁面、壁面修复整容等；在消防救援上，可以传递救援物资，携带消防器械，实施救援工作；用于船业上喷涂船体的内外壁、对内外壁进行检查、船体内外壁清洁等。随着科学技术的不断发展，对爬壁机器人提出了越来越高的要求，包括多功能化、小型化、无电缆化、人工智能化等。因此，通过分析金属壁上工作的爬壁机器人的性能需求，对爬壁机器人进行结构设计，使得爬壁机器人能够在较为平滑的金属壁面上灵活、精准地爬行，并且携带各种工具进行作业，如进行金属厚度的探测、金属探伤、金属壁面喷漆和壁面清洁等工作，以实现爬壁机器人的功能多样化。这些功能要求机器人具有可靠的壁面吸附能力、移动的稳定性和精确性。同时，还需考虑到爬壁机器人意外脱落造成伤害的问题。

技术实现思路

[0004]本技术提出一种金属表面爬壁机器人，爬壁机器人的脚部或者轮部使用磁吸附式装置，携带各种工具，使用履带和转向机构，在金属表面进行移动、转向。使用锂电池进行供能，以电机驱动履带和转向轮进行移动。当机器人意外脱离墙面，立即弹出降落伞以减少机器损坏并防止机器掉落砸伤人或其他物品。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]本技术公开了一种金属表面爬壁机器人，包括机壳、履带、驱动机构、传动机构、吸附机构、转向机构以及保险机构，所述驱动机构包括设置于机壳内的直流电机、驱动轴、驱动齿轮，所述驱动轴的一端与所述直流电机的输出端连接，所述驱动齿轮套装于所述驱动轴的端部；所述传动机构包括传动轴、传动齿轮以及驱动轮，所述驱动轮固定于所述传动轴的两端，其与履带啮合带动其运动，所述传动齿轮套装于所述传动轴上与所述驱动齿轮相互啮合；吸附机构包括设置于所述履带上的永磁体；所述转向机构包括设置于机壳内的转向电机以及导向轮，所述导向轮设置于所述机壳的下方其导向轴与所述转向电机的输出端相连。
[0007]所述驱动机构还包括直流电源以及谐波减速器，所述直流电源设置于所述机壳内，其与所述直流电机电连接驱动其转动；所述谐波减速器设置于所述驱动轴上；所述驱动轴通过若干组第一向心轴承固定于机壳内。
[0008]所述永磁体大致呈锥形结构，其设置于所述履带外部的底面为平面；若干所述永磁体等间隔设置于所述履带上。
[0009]所述永磁体为钕铁硼N35。
[0010]所述驱动轴和传动轴分别通过若干组第一向心轴承和第二向心轴承固定于所述机壳内。
[0011]所述机壳底部中间设有呈倒“T”型的磁轮连接轴，所述磁轮连接轴的两端套装有磁轮，所述磁轮的底部与所述永磁体的底面齐平，所述磁轮为由钕铁硼N35制成的磁轮。
[0012]所述保险机构包括履带张紧机构，所述履带张紧机构由压缩弹簧、滚轮、铰链、第一支撑板以及第二支撑板组成，所述第一、第二支撑板固定于所述机壳的底部，所述铰链的一端与所述第一支撑板的底部连接，另一端与所述滚轮的侧壁连接；所述压缩弹簧的顶部与所述第二支撑板的底部连接，其底端与所述滚轮的顶部连接；所述滚轮的外壁与所述永磁体的内端顶紧。
[0013]所述保险机构还包括降落伞保险机构，所述降落伞保险机构包括金属片、降落伞存放箱、第二压缩弹簧、保险电源、保险装置开关以及降落伞弹出装置，所述金属片包括下金属片和上金属片，所述下金属片与上金属片接触时，所述金属片、保险电源、降落伞弹出装置构成闭合电路；所述磁轮的磁轮连接轴的纵向连接杆的顶端穿过所述机壳底部后与所述下金属片的底部连接，所述第二压缩弹簧套装于所述连接杆上，其底端与所述机壳底部的内壁顶紧，顶端与所述下金属片的底端顶紧；所述降落伞存放箱呈顶部开口的方形结构，其内部设有用于放置降落伞的挡板，所述挡板的底部与所述降落伞存放箱的底部之间设有与两者连接的降落伞压缩弹簧，所述降落伞存放箱的侧壁下方设有用于呈“T”型结构的金属挡块插入的通孔，所述降落伞压缩弹簧压缩时，所述金属挡块的端部与所述挡板的顶部卡接；所述降落伞弹出装置为电磁铁，其端部与所述金属挡块之间设有间隙，当所述上、下金属片接触时，所述电磁铁吸引所述金属挡块，所述金属挡块与所述挡板接触限制。
[0014]所述机壳为由机器人底壳和机器人上壳组合成的中空方形结构，所述机器人底壳和机器人上壳由铝合金制成。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0016]本技术提出一种金属表面爬壁机器人，其工作原理是机器人的脚部或者轮部使用磁吸附式装置，携带各种工具，使用履带和转向机构，在金属表面进行移动、转向。使用锂电池进行供能，以电机驱动履带和转向轮进行移动。该机器人结构简单、零部件少、成本低、操作简单方便。自带电池进行供能，无需连接电缆进行供电，小巧轻便。运动稳定、自如，具有一定越障能力；具有履带张紧机构和降落伞保险机构，保证机器人吸附的稳定性，使其在爬行运动时能够时刻贴紧在壁面上，安全地在壁面上运行而不脱离壁面坠落；即便是万一坠落，也能尽量减小机器人受到的伤害和对人、财物造成的损坏。
附图说明
[0017]图1为本技术横向剖面图；
[0018]图2为本技术的纵向剖面图；
[0019]图3为本技术的右视图；
[0020]图4为本技术中的履带张紧机构的结构示意图；
[0021]图5为本技术中降落伞保险机构的结构示意图。
[0022]图中，1.驱动轮，2.履带，3.履带张紧机构，4.金属片，41下金属片，42上金属片，5.第一向心轴承，6.第二向心轴承，7.传动轴，8.传动齿轮，9.驱动齿轮，10.谐波减速器，11.直流电机，12.直流电源，13.降落伞存放箱，131挡板，132降落伞压缩弹簧，133金属挡块，14.弹簧，15.机器人底壳，16.转向电机，17. 永磁体，18. 导向轮，19.机器人上壳，20.磁轮，21.保险装置开关，22.保险按钮，23.弹簧，24.滚轮，25铰链，26第一支撑板，27第二支撑板，28驱动轴，31纵向连接杆，32保险电源，33降落伞弹出装置。
具体实施方式
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图1-5，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属表面爬壁机器人，其特征在于：包括机壳、履带（2）、驱动机构、传动机构、吸附机构、转向机构以及保险机构，所述驱动机构包括设置于机壳内的直流电机（11）、驱动轴（28）、驱动齿轮（9），所述驱动轴（28）的一端与所述直流电机（11）的输出端连接，所述驱动齿轮（9）套装于所述驱动轴（28）的端部；所述传动机构包括传动轴（7）、传动齿轮（8）以及驱动轮（1），所述驱动轮（1）固定于所述传动轴（7）的两端，其与履带（2）啮合带动其运动，所述传动齿轮（8）套装于所述传动轴（7）上与所述驱动齿轮（9）相互啮合；吸附机构包括设置于所述履带（2）上的永磁体（17）；所述转向机构包括设置于机壳内的转向电机（16）以及导向轮（18），所述导向轮（18）设置于所述机壳的下方其导向轴与所述转向电机（16）的输出端相连。2.根据权利要求1所述的一种金属表面爬壁机器人，其特征在于：所述驱动机构还包括直流电源（12）以及谐波减速器（10），所述直流电源（12）设置于所述机壳内，其与所述直流电机（11）电连接驱动其转动；所述谐波减速器（10）设置于所述驱动轴（28）上；所述驱动轴（28）通过若干组第一向心轴承（5）固定于机壳内。3.根据权利要求1所述的一种金属表面爬壁机器人，其特征在于：所述永磁体（17）大致呈锥形结构，其设置于所述履带（2）外部的底面为平面；若干所述永磁体（17）等间隔设置于所述履带（2）上。4.根据权利要求3所述的一种金属表面爬壁机器人，其特征在于：所述永磁体（17）为钕铁硼N35。5.根据权利要求1所述的一种金属表面爬壁机器人，其特征在于：所述驱动轴（28）和传动轴（7）分别通过若干组第一向心轴承（5）和第二向心轴承（6）固定于所述机壳内。6.根据权利要求1所述的一种金属表面爬壁机器人，其特征在于：所述机壳底部中间设有呈倒“T”型的磁轮连接轴，所述磁轮连接轴的两端套装有磁轮（20），所述磁轮（20）的底部与所述永磁体（17）的底面齐平，所述磁轮（20）为由钕铁硼N35制成的磁轮。7.根据权利要求6所述的一种金属表面爬壁机器人，其特征在于：所述保险机构包括履带张紧机构（3），所述履带张紧机...

【专利技术属性】
技术研发人员：许文虎，钟敏，周建飞，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：新型
国别省市：