一種爬壁機(jī)器人的制作方法

本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種爬壁機(jī)器人。

背景技術(shù)：

爬壁機(jī)器人屬于機(jī)器人研究領(lǐng)域的重要分支，綜合運(yùn)用了機(jī)器人移動技術(shù)和吸附技術(shù)。它可以在豎直壁面、傾斜壁面甚至建筑物或容器的內(nèi)頂面靈活運(yùn)動，并能攜帶工具完成一定的任務(wù)。作為人類的智能助手，爬壁機(jī)器人已經(jīng)開始應(yīng)用于多種不適宜人類作業(yè)的惡劣環(huán)境中，如應(yīng)用在核工業(yè)和石化工業(yè)的大型罐體內(nèi)外壁檢測、清理、維護(hù)作業(yè)的機(jī)器人；應(yīng)用在建筑行業(yè)高層外墻體噴刷、玻璃墻壁的清潔的機(jī)器人；應(yīng)用在船舶行業(yè)的除銹、噴涂的機(jī)器人?？傊?，爬壁機(jī)器人正在各個行業(yè)發(fā)揮越來越大的作用。

目前，磁吸附式的爬壁機(jī)器人主要分為磁輪式、磁履帶式和非接觸磁吸附式。其中，磁輪式的吸附能力有限，難以適應(yīng)濕滑環(huán)境；磁履帶式的結(jié)構(gòu)中，磁鐵的布置復(fù)雜，且轉(zhuǎn)向不靈活，同時容易破壞作業(yè)面；非接觸磁吸附式結(jié)構(gòu)，多采用驅(qū)動電機(jī)左右對稱布置，增大了爬壁機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)尺寸，同時也增加了爬壁機(jī)器人的總重量，使其無法靈活的在作業(yè)面上運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，包括車架和兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)；同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)包括主動輪、從動輪和傳動組件；主動輪和從動輪分別安裝于車架的底部，主動輪和從動輪同側(cè)設(shè)置；傳動組件設(shè)于主動輪和從動輪之間，帶動從動輪隨主動輪同步轉(zhuǎn)動；兩個主動輪呈對角線分布，兩個從動輪呈對角線分布。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，還可以具有這樣的特征：其中，兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)的主動輪和從動輪相對設(shè)置、中心軸位于同一直線上。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，還可以具有這樣的特征：其中，同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)還包括電機(jī)，固設(shè)于車架的底端；電機(jī)與主動輪連接，驅(qū)動主動輪轉(zhuǎn)動；電機(jī)與主動輪和從動輪垂直設(shè)置，電機(jī)、主動輪及從動輪組成L形。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，還可以具有這樣的特征：其中，傳動組件包括主動同步輪、同步帶和從動同步輪；主動同步輪與主動輪同軸安裝，隨主動輪轉(zhuǎn)動；從動同步輪與從動輪同軸安裝，帶動從動輪轉(zhuǎn)動；同步帶套在主動同步輪和從動同步輪上。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，還可以具有這樣的特征：其中，傳動組件還包括張緊輪；張緊輪安裝于車架的底部，可以上、下調(diào)節(jié)其位置，向同步帶的表面施加壓力。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，還可以具有這樣的特征：其中，同步帶為齒形帶；主動同步輪和從動同步輪均為齒輪，與齒形帶嚙合。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，還可以具有這樣的特征：還包括吸附機(jī)構(gòu)，安裝于車架底部，將爬壁機(jī)器人吸附在作業(yè)面上。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，還可以具有這樣的特征：其中，吸附機(jī)構(gòu)包括永磁體，設(shè)于兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)之間。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，還可以具有這樣的特征：其中，永磁體可調(diào)節(jié)安裝在車架底部，可以上、下調(diào)節(jié)其位置。

進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，還可以具有這樣的特征：其中，永磁體朝向作業(yè)面的一側(cè)呈倒梯形。

本專利的有益效果在于：本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)呈對角線分布設(shè)置，可以減小爬壁機(jī)器人各部件之間的排布空間，使其結(jié)構(gòu)緊湊，減少整體尺寸和重量。同時，傳動組件使同一側(cè)的從動輪和主動輪同速運(yùn)轉(zhuǎn)，保證對角排布的同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)可以同時穩(wěn)定運(yùn)行，爬壁機(jī)器人實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的直線前進(jìn)或差速轉(zhuǎn)彎。

永磁體可以上、下調(diào)節(jié)其位置，從而改變吸附力大小，以適用于不同環(huán)境。永磁體朝向作業(yè)面的一側(cè)呈倒梯形，以適應(yīng)曲面等非平整的作業(yè)面。

附圖說明

圖1是一種爬壁機(jī)器人的立體圖；

圖2是一種爬壁機(jī)器人的仰視圖；

圖3是圖2中Ⅰ區(qū)域的放大圖；

圖4是圖2中Ⅱ區(qū)域的放大圖；

圖5是圖2的A-A剖面圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人，包括車架100、兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200和吸附機(jī)構(gòu)300。同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200和吸附機(jī)構(gòu)300均設(shè)于車架100底部。

如圖2、3和4所示，同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200包括電機(jī)210、減速器220、聯(lián)軸器230、主動輪240、從動輪250和傳動組件260。

主動輪240具有轉(zhuǎn)軸241、兩個軸套242和兩個軸承座243。主動輪240套裝在轉(zhuǎn)軸241上。轉(zhuǎn)軸241朝外的一端通過軸套242和軸承座243安裝在車架100底部的邊緣；朝內(nèi)的一端穿過軸套242和軸承座243、通過聯(lián)軸器230與減速器220的輸出軸連接，減速器220與電機(jī)210裝配，均固設(shè)于車架100的底部。電機(jī)210驅(qū)動減速器220，減速器220通過聯(lián)軸器230和轉(zhuǎn)軸241驅(qū)動主動輪240轉(zhuǎn)動。

從動輪250具有轉(zhuǎn)軸251、兩個軸套252和兩個軸承座253。從動輪250套裝在轉(zhuǎn)軸251上。轉(zhuǎn)軸251的兩端均通過軸套252和軸承座253安裝在車架100的底部。

主動輪240和從動輪250同側(cè)設(shè)置。

傳動組件260設(shè)于主動輪240和從動輪250之間，帶動從動輪250隨主動輪同步轉(zhuǎn)動。傳動組件260包括主動同步輪261、同步帶262、從動同步輪263和張緊輪264。

主動同步輪261與主動輪240同軸安裝，設(shè)于兩個軸套242之間。從動同步輪263與從動輪250同軸安裝，設(shè)于兩個軸頭252之間。同步帶262套在主動同步輪261和從動同步輪263上。主動同步輪261隨主動輪240轉(zhuǎn)動，同時，同步帶262隨主動同步輪261運(yùn)轉(zhuǎn)，并帶動從動同步輪263轉(zhuǎn)動，從而使從動輪250隨從動同步輪263同步轉(zhuǎn)動。本實(shí)施例中，同步帶262為齒形帶，主動同步輪261和從動同步輪263均為齒輪，與齒形帶嚙合。

如圖5所示，張緊輪264安裝于車架100的底部，通過上、下調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)軸的位置，向同步帶262的表面施加壓力，改變其張緊力，保證傳動組件260的同步轉(zhuǎn)動效率。

本實(shí)施例中，傳動組件260也可以為其他使從動輪隨主動輪同步轉(zhuǎn)動的結(jié)構(gòu)。

在一個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200中，電機(jī)210與主動輪240和從動輪250垂直設(shè)置，電機(jī)210、主動輪240及從動輪250組成L形。兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200呈對角線分布設(shè)置、組成矩形。即兩個主動輪240呈對角線分布、設(shè)于兩個頂角位置，兩個從動輪250呈對角線分布、設(shè)于兩個頂角位置，兩個電機(jī)210分別設(shè)于車架底部的前、后兩端。兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200的主動輪240和從動輪250相對設(shè)置、中心軸位于同一直線上。兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200呈對角線分布，可以減小爬壁機(jī)器人各部件之間的排布空間，使其結(jié)構(gòu)緊湊，減少整體尺寸和重量。

如圖2和5所示，吸附機(jī)構(gòu)300設(shè)于兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200之間，位于車架100底部的中間位置，包括安裝板310、安裝柱320、調(diào)節(jié)墊片330和永磁體340。安裝板310固設(shè)于車架100的底部，安裝柱320固設(shè)于安裝板310上，永磁體340安裝在安裝柱320上，其底端高于同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200的底端，不與作業(yè)面接觸。永磁體340朝向作業(yè)面的一側(cè)呈倒梯形，以適應(yīng)曲面等非平整的作業(yè)面。

調(diào)節(jié)墊片330設(shè)于永磁體340和安裝柱320之間，通過改變調(diào)節(jié)墊片330的數(shù)量，可調(diào)節(jié)永磁體340的上、下位置，從而調(diào)節(jié)吸附機(jī)構(gòu)300的吸附力大小。調(diào)節(jié)墊片330越多，永磁體340越靠近作業(yè)面，吸附機(jī)構(gòu)300的吸附力越大。

如圖1所示，車架100的頂部具有電氣安裝板110和兩個把手120。電氣安裝板110用于搭載電氣和控制裝置。兩個把手120對稱地固定于車架100的兩側(cè)，用于搬運(yùn)爬壁機(jī)器人。車架100優(yōu)選采用鋁型材與角件組合搭建而成，方便裝配，易于調(diào)整和修改其結(jié)構(gòu)參數(shù)。

工作時，爬壁機(jī)器人通過吸附機(jī)構(gòu)300吸附在作業(yè)面上。電機(jī)210驅(qū)動主動輪240轉(zhuǎn)動，傳動組件260帶動從動輪250隨主動輪240同步轉(zhuǎn)動，即同側(cè)的兩個輪子同速轉(zhuǎn)動。當(dāng)兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200運(yùn)轉(zhuǎn)速度相同時，爬壁機(jī)器人直線行走；當(dāng)兩個同步運(yùn)行機(jī)構(gòu)200運(yùn)轉(zhuǎn)速度不同時，爬壁機(jī)器人通過差速實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。