專(zhuān)利名稱(chēng)：基于同步齒形帶的磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種爬壁機(jī)器人，特別是一種基于同步齒形帶的磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
爬壁機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)是解決吸附和爬行問(wèn)題。對(duì)于前者，現(xiàn)有方案主要采用磁吸附式和真空吸盤(pán)式。對(duì)于后者，現(xiàn)有方案主要采用履帶式、輪式和步行式運(yùn)行機(jī)構(gòu)，而其中磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人由于技術(shù)上易于實(shí)施，性能較好，因而被廣泛采用。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為1375437，專(zhuān)利名稱(chēng)為一種磁吸附式爬壁機(jī)器人履帶，包括變磁力吸附單元、鏈條、主從動(dòng)鏈輪、撥輪、鏈輪軸、張緊機(jī)構(gòu)、連接板等；若干個(gè)變磁力吸附單元按照磁極極化方向排列及撥桿位置均勻交替排列在鏈條上；4個(gè)撥輪和主從動(dòng)鏈輪同軸安裝在鏈輪軸上，撥輪的軸向位置由調(diào)節(jié)套筒確定，應(yīng)使得撥輪能夠和撥桿上的滑輪相接觸。
但是，通常的履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用剛性的鏈板和履帶板，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量大，在軌面有障礙物時(shí)因不能很好地與地面貼合而影響越障能力，與磁吸附構(gòu)件的連接方案繁雜，因而制造困難且可靠性降低。特別是對(duì)于小型輕載的爬壁機(jī)器人，這些問(wèn)題更為突出。另外，現(xiàn)有方案中機(jī)架為一個(gè)整體，當(dāng)左右軌道高低不平時(shí)，履帶與地面?zhèn)认蛐纬蓨A角，不能互相貼合，將會(huì)影響吸附的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種基于同步齒形帶的磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人。使其運(yùn)行平穩(wěn)、效率高，越障能力也得以提高，性能更加可靠。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括兩套履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)、磁吸附構(gòu)件、鉸接機(jī)架、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電器控制裝置，所述的履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)及測(cè)速碼盤(pán)、減速器、主動(dòng)同步帶輪、從動(dòng)同步帶輪、運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架和同步齒形帶和張緊裝置，主動(dòng)同步帶輪和從動(dòng)同步帶輪以軸承分別支撐在運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架的前后端，主動(dòng)同步帶輪與減速器的輸出軸相連，減速器的輸入軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)及測(cè)速碼盤(pán)相接，從動(dòng)同步帶輪的軸承座可在張緊裝置的滑槽中滑動(dòng)，以張緊同步齒形帶，兩套履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)左右對(duì)稱(chēng)，結(jié)構(gòu)相同，執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置在鉸接機(jī)架上，鉸接機(jī)架四角用鉸軸與運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架相鉸接，固接在履帶上的磁吸附構(gòu)件均勻地嵌裝在同步齒形帶上，設(shè)置在鉸接機(jī)架上電器控制裝置位于兩執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間。
所述的磁吸附構(gòu)件采用圓柱形永磁體，直接把圓柱形永磁體均勻地嵌裝在同步齒形帶上，采用同步齒形帶。
所述的鉸接機(jī)架，鉸接機(jī)架由各自獨(dú)立的上下兩層組成。每層的四角各設(shè)一個(gè)鉸軸，并與運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架鉸接，上下兩層組成一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)。所述的鉸接機(jī)架，上下兩層組成一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)機(jī)器人用途的不同，可為抓具、噴頭等操作裝置或檢測(cè)裝置，用以完成要求的作業(yè)。用同步齒形帶代替通常的履帶，用同步齒形帶輪代替通常的履帶鏈輪，履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)還包括主動(dòng)同步帶輪、從動(dòng)同步帶輪和同步齒形帶。
工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)及測(cè)速碼盤(pán)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)主動(dòng)同步帶輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)同步齒形帶移動(dòng)，裝在同步齒形帶上的圓柱形永磁體與鋼制軌道間的磁吸力，將機(jī)器人緊緊地吸附在軌道上。驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)主動(dòng)同步帶輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)同步齒形帶移動(dòng)，使機(jī)器人前行。同時(shí)，借助磁吸附構(gòu)件的磁力將同步齒形帶連同機(jī)器人吸附在鋼制軌道上。
當(dāng)兩邊軌道高低不平時(shí)仍能始終保持兩側(cè)履帶與地面平行，由上下兩層機(jī)架、左右兩個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架組成的平行四邊形機(jī)構(gòu)使左右履帶仍保持與地面平行，避免因氣隙降低磁吸附力而影響運(yùn)行可靠性。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、造價(jià)低，而且由于同步齒形帶是柔性構(gòu)件，比已有技術(shù)中的剛性折線狀的鏈板運(yùn)行平穩(wěn)、效率高，越障能力也得以提高，性能更加可靠，可用于多種爬壁作業(yè)，特別適用于小型輕載的爬壁作業(yè)。


圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖2本發(fā)明的A-A剖視圖。
圖3本發(fā)明的B-B剖視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括兩套履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)1、磁吸附構(gòu)件2、鉸接機(jī)架3、執(zhí)行機(jī)構(gòu)4和電器控制裝置13，所述的履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)1包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)及測(cè)速碼盤(pán)5、減速器6、主動(dòng)同步帶輪7、從動(dòng)同步帶輪8、運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架9和同步齒形帶10和張緊裝置11，主動(dòng)同步帶輪7和從動(dòng)同步帶輪8以軸承分別支撐在運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架9的前后端，主動(dòng)同步帶輪7與減速器6的輸出軸相連，減速器6的輸入軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)及測(cè)速碼盤(pán)5相接，從動(dòng)同步帶輪8的軸承座可在張緊裝置11的滑槽中滑動(dòng)，以張緊同步齒形帶10，兩套履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)1左右對(duì)稱(chēng)，結(jié)構(gòu)相同，執(zhí)行機(jī)構(gòu)4設(shè)置在鉸接機(jī)架3上，鉸接機(jī)架3四角用鉸軸12與運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架9相鉸接，固接在履帶上的磁吸附構(gòu)件2均勻地嵌裝在同步齒形帶8上，設(shè)置在鉸接機(jī)架3上電器控制裝置13位于兩執(zhí)行機(jī)構(gòu)4之間。
所述的磁吸附構(gòu)件2采用圓柱形永磁體，直接把圓柱形永磁體均勻地嵌裝在同步齒形帶10上，采用同步齒形帶。
所述的鉸接機(jī)架3，鉸接機(jī)架3由各自獨(dú)立的上下兩層組成。每層的四角各設(shè)一個(gè)鉸軸12，并與運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架9鉸接，上下兩層組成一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)。所述的鉸接機(jī)架3，上下兩層組成一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種基于同步齒形帶的磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人，包括兩套履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)(1)、磁吸附構(gòu)件(2)、鉸接機(jī)架(3)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)和電器控制裝置(13)，其特征在于，所述的履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)(1)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)及測(cè)速碼盤(pán)(5)、減速器(6)、主動(dòng)同步帶輪(7)、從動(dòng)同步帶輪(8)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架(9)和同步齒形帶(10)和張緊裝置(11)，主動(dòng)同步帶輪(7)和從動(dòng)同步帶輪(8)以軸承分別支撐在運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架(9)的前后端，主動(dòng)同步帶輪(7)與減速器(6)的輸出軸相連，減速器(6)的輸入軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)及測(cè)速碼盤(pán)(5)相接，從動(dòng)同步帶輪(8)的軸承座可在張緊裝置(11)的滑槽中滑動(dòng)，以張緊同步齒形帶(10)，兩套履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)(1)左右對(duì)稱(chēng)，結(jié)構(gòu)相同，執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)設(shè)置在鉸接機(jī)架(3)上，鉸接機(jī)架(3)四角用鉸軸(12)與運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架(9)相鉸接，固接在履帶上的磁吸附構(gòu)件(2)均勻地嵌裝在同步齒形帶(8)上，設(shè)置在鉸接機(jī)架(3)上電器控制裝置(13)位于兩執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同步齒形帶的磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人，其特征是，所述的磁吸附構(gòu)件(2)采用圓柱形永磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同步齒形帶的磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人，其特征是，所述的磁吸附構(gòu)件(2)直接把圓柱形永磁體均勻地嵌裝在同步齒形帶(10)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同步齒形帶的磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人，其特征是，所述的鉸接機(jī)架(3)，鉸接機(jī)架(3)由各自獨(dú)立的上下兩層組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者3所述的基于同步齒形帶的磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人，其特征是，所述的鉸接機(jī)架(3)，每層的四角各設(shè)一個(gè)鉸軸(12)，并與運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架(9)鉸接，上下兩層組成一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者4所述的基于同步齒形帶的磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人，其特征是，所述的鉸接機(jī)架(3)，上下兩層組成一個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種基于同步齒形帶的磁吸附履帶式爬壁機(jī)器人，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括兩套履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)、磁吸附構(gòu)件、鉸接機(jī)架、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電器控制裝置，主動(dòng)同步帶輪和從動(dòng)同步帶輪以軸承分別支撐在運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架的前后端，主動(dòng)同步帶輪與減速器的輸出軸相連，減速器的輸入軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)及測(cè)速碼盤(pán)相接，從動(dòng)同步帶輪的軸承座可在張緊裝置的滑槽中滑動(dòng)，以張緊同步齒形帶，兩套履帶式運(yùn)行機(jī)構(gòu)左右對(duì)稱(chēng)，結(jié)構(gòu)相同，執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置在鉸接機(jī)架上，鉸接機(jī)架四角用鉸軸與運(yùn)行機(jī)構(gòu)支架相鉸接，固接在履帶上的磁吸附構(gòu)件均勻地嵌裝在同步齒形帶上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，可用于多種爬壁作業(yè)和小型輕載的爬壁作業(yè)。
文檔編號(hào)B25J5/00GK1709654SQ20051002732
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者馬培蓀 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)