【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及工業(yè)機(jī)器人
,特別是涉及一種搭載連桿式機(jī)械臂的爬壁機(jī)器人,其能夠應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域。本專(zhuān)利技術(shù)中的連桿式機(jī)械臂和移動(dòng)車(chē)體均基于模塊化設(shè)計(jì)思想,移動(dòng)車(chē)體與連桿式機(jī)械臂的拆卸、運(yùn)輸、重組方便快捷,在狹小空間運(yùn)輸方面有極大的優(yōu)勢(shì)。
技術(shù)介紹
爬壁機(jī)器人可攜帶作業(yè)工具,協(xié)助或取代人類(lèi)在壁面上完成各種極限作業(yè)。其廣泛用于核工業(yè)、石化企業(yè)、造船業(yè)、建筑行業(yè)或是其他危險(xiǎn)行業(yè)內(nèi)的工作,已經(jīng)越來(lái)越受到人們的重視。隨著人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及勞動(dòng)力成本的日益增加,機(jī)器人代替人工執(zhí)行簡(jiǎn)單重復(fù)、危險(xiǎn)性高、勞動(dòng)強(qiáng)度大的任務(wù)逐漸成為一種趨勢(shì)。爬壁機(jī)器人以其高效率、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)正在加速工業(yè)化進(jìn)程,為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康增長(zhǎng)做出巨大貢獻(xiàn)。隨著作業(yè)難度復(fù)雜化以及作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)化,亟需一種多功能爬壁機(jī)器人,其不僅可以實(shí)現(xiàn)操作人員在遠(yuǎn)離作業(yè)環(huán)境的情況下還能保證作業(yè)質(zhì)量的多功能爬壁機(jī)器人,還能便于通過(guò)非連續(xù)性的作業(yè)區(qū)域,可實(shí)現(xiàn)快速拆卸與組裝。經(jīng)專(zhuān)利檢索,發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)?zhí)枮椋篊N201510896123.2,申請(qǐng)日為:2015.12.07的中國(guó)專(zhuān)利涉及一種柔性鋼制壁面作業(yè)機(jī)器人。其由機(jī)器人本體、三自由度作業(yè)機(jī)械臂和除銹裝置組成,不難發(fā)現(xiàn),該裝置由下列不足:(1)該裝置中的可升降除銹裝置僅僅具有一個(gè)升降自由度,除銹面積較少,作業(yè)效率較低;(2)該裝置不具備視覺(jué)功能與測(cè)距功能。未搭載測(cè)距模塊,除銹與噴漆的高度,須靠經(jīng)驗(yàn)估摸著調(diào)節(jié),不夠精確。未搭載視覺(jué)功能,不能檢測(cè)機(jī)器人作業(yè)狀況,不能對(duì)機(jī)器人周邊狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),不便于遠(yuǎn)程操作;(3)磁輪吸附單元,導(dǎo)磁軛鐵與導(dǎo)磁性壁面直 ...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種搭載連桿式機(jī)械臂的爬壁機(jī)器人,其特征在于:由移動(dòng)車(chē)體平臺(tái)和多自由度的連桿式機(jī)械臂2組成,所述多自由度機(jī)械臂2通過(guò)若干組螺釘與移動(dòng)車(chē)體平臺(tái)機(jī)械式固定連接;所述移動(dòng)車(chē)體平臺(tái)為可拆分的移動(dòng)車(chē)體1,包括兩個(gè)相互獨(dú)立的車(chē)體模塊和四組結(jié)構(gòu)相同的輪式永磁吸附單元101、107、110、116;兩個(gè)相互獨(dú)立的車(chē)體模塊的外形與內(nèi)部結(jié)構(gòu)均以二者連接平面為中心呈對(duì)稱(chēng)布置,兩個(gè)相互獨(dú)立的車(chē)體模塊內(nèi)部均設(shè)置有電機(jī)配合同步帶的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),同步帶的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)通過(guò)移兩個(gè)相互獨(dú)立的車(chē)體模塊的前輸出軸的動(dòng)力傳送至后輸出軸上,構(gòu)成整個(gè)車(chē)體移動(dòng)平臺(tái)為兩電機(jī)四輪四驅(qū)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),單側(cè)為單臺(tái)電機(jī)前后兩驅(qū)動(dòng)輪同速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種搭載連桿式機(jī)械臂的爬壁機(jī)器人,其特征在于:由移動(dòng)車(chē)體平臺(tái)和多自由度的連桿式機(jī)械臂2組成,所述多自由度機(jī)械臂2通過(guò)若干組螺釘與移動(dòng)車(chē)體平臺(tái)機(jī)械式固定連接;所述移動(dòng)車(chē)體平臺(tái)為可拆分的移動(dòng)車(chē)體1,包括兩個(gè)相互獨(dú)立的車(chē)體模塊和四組結(jié)構(gòu)相同的輪式永磁吸附單元101、107、110、116;兩個(gè)相互獨(dú)立的車(chē)體模塊的外形與內(nèi)部結(jié)構(gòu)均以二者連接平面為中心呈對(duì)稱(chēng)布置,兩個(gè)相互獨(dú)立的車(chē)體模塊內(nèi)部均設(shè)置有電機(jī)配合同步帶的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),同步帶的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)通過(guò)移兩個(gè)相互獨(dú)立的車(chē)體模塊的前輸出軸的動(dòng)力傳送至后輸出軸上,構(gòu)成整個(gè)車(chē)體移動(dòng)平臺(tái)為兩電機(jī)四輪四驅(qū)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),單側(cè)為單臺(tái)電機(jī)前后兩驅(qū)動(dòng)輪同速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述一種搭載連桿式機(jī)械臂的爬壁機(jī)器人,其特征在于:兩個(gè)相互獨(dú)立的車(chē)體模塊為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的的車(chē)體模塊,由左車(chē)體模塊和右車(chē)體模塊組成,其中左車(chē)體模塊由左車(chē)箱體內(nèi)的左車(chē)箱體驅(qū)動(dòng)電機(jī)102通過(guò)左車(chē)箱體電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、左車(chē)箱體減速器105與左車(chē)箱體前輸出軸,左車(chē)箱體前輸出軸通過(guò)左車(chē)箱體同步帶104、左車(chē)箱體同步帶輪與左車(chē)箱體后輸出軸119連接構(gòu)成;所述左車(chē)箱體由左車(chē)箱體上蓋板、左車(chē)箱體外側(cè)蓋板、左車(chē)箱體底部蓋板、左車(chē)箱體內(nèi)側(cè)蓋板、左車(chē)箱體前端蓋板、左車(chē)箱體后端尾部蓋板、左前端蓋122、左后端蓋121、構(gòu)成,左車(chē)箱體上設(shè)置有左車(chē)箱體外側(cè)把手103、左車(chē)箱體后端尾部把手120、左車(chē)箱體前端把手,左車(chē)箱體內(nèi)設(shè)置有左車(chē)箱體驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器支撐件106、左車(chē)箱體減速器固定支座108、左車(chē)箱體電機(jī)驅(qū)動(dòng)器支撐固定支架、定位塊陰124、定位塊陽(yáng)126構(gòu)成;所述左車(chē)體模塊與右車(chē)體模塊內(nèi)部分別設(shè)置有與外界環(huán)境接觸部位動(dòng)、靜雙密封的防塵防水裝置,其中的左車(chē)體模塊的動(dòng)、靜雙密封的防塵防水裝置,由左車(chē)箱體與左車(chē)箱體上蓋板接觸的上端面開(kāi)設(shè)布置橡膠O形圈的矩形密封溝槽,與左前端蓋與左后端蓋連接處以輸出軸為中心開(kāi)設(shè)布置橡膠O形圈的環(huán)形密封溝槽,構(gòu)成實(shí)現(xiàn)車(chē)體旋轉(zhuǎn)式動(dòng)、靜雙密封結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求2所述一種搭載連桿式機(jī)械臂的爬壁機(jī)器人,其特征在于:所述定位塊陽(yáng)是一塊通過(guò)螺紋固定安裝在右車(chē)體模塊底盤(pán)中部、帶凸塊的連接件,定位塊陰是一塊通過(guò)螺紋固定安裝在左車(chē)體模塊底盤(pán)中部、帶凹槽的連接件,且定位塊陰、陽(yáng)上均分布有若干組豎直分布的螺紋孔。4.如權(quán)利要求2所述一種搭載連桿式機(jī)械臂的爬壁機(jī)器人,其特征在于:所述輪式永磁吸附單元101、107、110、116為夾心結(jié)構(gòu),由環(huán)形永磁體303、外側(cè)導(dǎo)磁軛鐵、內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁軛鐵、定位套308、磁輪外側(cè)橡膠304構(gòu)成,環(huán)形永磁體303通過(guò)定位套308、螺釘內(nèi)嵌在外側(cè)導(dǎo)磁軛鐵302與內(nèi)側(cè)導(dǎo)磁軛鐵309之間構(gòu)成夾心結(jié)構(gòu),且環(huán)形永磁體303外圓柱面上覆置有增大磁輪摩擦力的磁輪外側(cè)橡膠304。5.如權(quán)利要求4所述一種搭載連桿式機(jī)械臂的爬壁機(jī)器人,其特征在于:所述環(huán)形永磁體303為環(huán)形釹鐵硼永磁體軸向充磁方式結(jié)構(gòu),所述外側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵302為柱狀“山”字形結(jié)構(gòu),在其中心位置固定有用于磁輪驅(qū)動(dòng)與裝配的外圓內(nèi)方中空軸,且其內(nèi)側(cè)面設(shè)置有用于配合外側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵側(cè)面四個(gè)螺紋孔實(shí)現(xiàn)磁輪裝配的四個(gè)環(huán)形陣列螺紋孔;內(nèi)側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵309為柱狀“王”字形結(jié)構(gòu),在其中心位置固定有用于磁輪裝配與驅(qū)動(dòng)的一外圓內(nèi)方中空軸,其中內(nèi)側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵309內(nèi)側(cè)面有兩組半徑不同的環(huán)形陣列孔,半徑較大的那一組環(huán)形陣列孔305用于實(shí)現(xiàn)環(huán)形釹鐵硼永磁體的拆卸維護(hù)與更換,半徑較小的那一組環(huán)形陣列孔306用于通過(guò)螺釘實(shí)現(xiàn)外側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵302和內(nèi)側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵309的固定與定位;所述定位套308為非導(dǎo)磁性材料制成的定位元件,其一端套在外側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵302外圓內(nèi)方軸的外圓上,另一端套在內(nèi)側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵309外圓內(nèi)方軸的外圓上,用于實(shí)現(xiàn)兩者的徑向定位,及保證兩者的同軸度;所述環(huán)形釹鐵硼永磁體303內(nèi)嵌在外側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵302與內(nèi)側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵309之間的凹槽內(nèi),內(nèi)側(cè)與外側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵包裹住環(huán)形釹鐵硼永磁體303側(cè)面和圓柱面;外側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵302經(jīng)軸端螺釘301跟磁輪驅(qū)動(dòng)軸307固定在一起,外側(cè)軛鐵302和內(nèi)側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵309通過(guò)各自側(cè)面的螺紋孔經(jīng)螺釘固定擰緊;磁輪外側(cè)橡膠304包覆在外側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵302和內(nèi)側(cè)硅鋼導(dǎo)磁軛鐵309外表面上,用于避免產(chǎn)生包覆在永磁體上使得永磁體高溫退磁的情況發(fā)生。6.如權(quán)利要求1所述一種搭載連桿式機(jī)械臂的爬壁機(jī)器人,其特征是:所述連桿式機(jī)械臂由底座回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、大臂俯仰單元、小臂俯仰單元、手腕俯仰單元、圖像采集裝置、測(cè)距儀構(gòu)成,所述連桿式機(jī)械臂為四自由度串聯(lián)機(jī)械臂,其四自由度分別為機(jī)械臂繞底座的左右回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、以及機(jī)械臂的大臂、小臂、手腕的俯仰運(yùn)動(dòng),且大臂、小臂以及手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相互平行布置;所述連桿式機(jī)械臂的左右旋轉(zhuǎn)為電機(jī)配合諧波減速器的傳動(dòng)方式,大臂、小臂、手腕為電動(dòng)缸為驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)控制方式。7.如權(quán)利要求1所述搭載連桿式機(jī)械臂的爬壁機(jī)器人,其特征在于:所述圖像采集裝置包含主輔兩套圖像采集模塊與測(cè)距模塊,所述主圖像采集裝置為對(duì)車(chē)體四周環(huán)境工況實(shí)時(shí)觀測(cè)的固定在機(jī)械臂底座,并能夠水平360°上下各90°旋轉(zhuǎn)的云臺(tái)攝像機(jī),所述輔圖像采集裝置為實(shí)現(xiàn)對(duì)末端執(zhí)行器作業(yè)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的固定在機(jī)械臂手腕末端的攝像機(jī),所述測(cè)距模塊為固定在在機(jī)械臂手腕末端的激光測(cè)距儀,用于對(duì)機(jī)械臂作業(yè)高度的精準(zhǔn)調(diào)整。8.如一種權(quán)利要求1所述搭載連桿式機(jī)械臂的爬壁機(jī)器人的制作方法:其特征在于:其步驟如下:1)、組裝移動(dòng)車(chē)體1和連桿式機(jī)械臂2,移動(dòng)車(chē)體1由兩個(gè)相互獨(dú)立的車(chē)體模塊和四組結(jié)構(gòu)相同的輪式永磁吸附單元101、107、110、116組成,車(chē)體模塊分為左車(chē)體模塊和右車(chē)體模塊,二者連接平面為中心呈對(duì)稱(chēng)布置;2)、組裝左車(chē)體模塊和右車(chē)體模塊,左車(chē)體模塊主要由左車(chē)箱體、左車(chē)箱體驅(qū)動(dòng)電機(jī)102、左車(chē)箱體電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、左車(chē)箱體減速器105、左車(chē)箱體前輸出軸、左車(chē)箱體同步帶104、左車(chē)箱體同步帶輪、左車(chē)箱體后輸出軸119構(gòu)成;左車(chē)箱體由左車(chē)箱體上蓋板、左車(chē)箱體外側(cè)蓋板、左車(chē)箱體底部蓋板、左車(chē)箱體內(nèi)側(cè)蓋板、左車(chē)箱體前端蓋板、左車(chē)箱體后端尾部蓋板、左車(chē)箱體外側(cè)把手103、左車(chē)箱體后端尾部把手120、左車(chē)箱體前端把手、左車(chē)箱體驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器支撐件106、左車(chē)箱體減速器固定支座108、左車(chē)箱體電機(jī)驅(qū)動(dòng)器支撐固定支架、左前端蓋122、左后端蓋121、定位塊陰124、定位塊陽(yáng)126組裝構(gòu)成,其中左車(chē)箱體外側(cè)蓋板、左車(chē)箱體底部蓋板、左車(chē)箱體前端蓋板、左車(chē)箱體后端尾部蓋板、左車(chē)箱體外側(cè)把手103、左車(chē)箱體后端尾部把手120、左車(chē)箱體前端把手分別布置在左車(chē)箱體四周,形成一個(gè)整體半封閉式結(jié)構(gòu);左車(chē)箱體上蓋板和左車(chē)箱體內(nèi)側(cè)蓋板經(jīng)螺釘固定安裝在左車(chē)箱體上端面和內(nèi)側(cè)端面上;左車(chē)箱體上蓋板右下角位置豎直排列有四個(gè)大小不同的防水防爆插頭孔,用來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)體整體密封式走線設(shè)計(jì)和機(jī)械與電氣相隔離的功能,所述左車(chē)箱體驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器支撐件106經(jīng)螺釘固定在左車(chē)箱體內(nèi)部,形成一種籠形結(jié)構(gòu),將左車(chē)箱體驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器106放置于籠子內(nèi)部,不僅能穩(wěn)定的支撐驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器還能提高車(chē)體抗拉與抗壓強(qiáng)度,左車(chē)箱體電機(jī)驅(qū)動(dòng)器支撐固定支架經(jīng)螺釘固定在左車(chē)箱體底盤(pán)內(nèi)部側(cè)面凸出部位,左車(chē)箱體電機(jī)驅(qū)動(dòng)器經(jīng)螺釘固定安裝于左車(chē)箱體電機(jī)驅(qū)動(dòng)器支撐固定支架上,左車(chē)箱體減速器固定支座108上端固定在左車(chē)箱體減速器105的固定法蘭上,底端經(jīng)螺釘固定在左車(chē)箱體驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速器支撐件106上,用來(lái)實(shí)現(xiàn)左車(chē)箱體減速器的固定與定位,所述左前端蓋122位于左車(chē)箱體前輸出軸與左車(chē)箱體側(cè)蓋板相接觸的外側(cè)位置,左后端蓋121位于左車(chē)箱體后輸出軸119與左車(chē)箱體側(cè)蓋板相接觸的外側(cè)位置,左前端蓋122和左后端蓋121跟輸出軸相接觸部位采用動(dòng)、靜雙密封,從而實(shí)現(xiàn)將左車(chē)箱體內(nèi)部和左車(chē)箱體外部環(huán)境隔離開(kāi),所述左車(chē)箱體在其與左車(chē)箱體上蓋板和側(cè)蓋板接觸的上端面與側(cè)端面均開(kāi)設(shè)矩形密封溝槽,在其與左前端蓋與左后端蓋連接處以輸出軸為中心開(kāi)設(shè)環(huán)形密封溝槽,當(dāng)其與左車(chē)箱體上蓋板、側(cè)蓋板、左前端蓋和左后端蓋連接時(shí)通過(guò)密封溝槽內(nèi)布置的橡膠O形圈實(shí)現(xiàn)車(chē)體的整體靜密封,在左車(chē)箱體前輸出軸跟左前蓋板相接觸位置與左車(chē)箱體輸出后軸跟左后蓋板相接觸位置處均開(kāi)設(shè)有環(huán)形密封溝槽,用來(lái)放置橡膠O形圈,實(shí)現(xiàn)車(chē)體旋轉(zhuǎn)式動(dòng)密封,最終達(dá)到整個(gè)車(chē)體全封閉式密...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員:王許磊,霍建玲,禹青,
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人:洛陽(yáng)圣瑞智能機(jī)器人有限公司,
類(lèi)型:發(fā)明
國(guó)別省市:河南;41
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。