一种电磁吸附履带机器人的制作方法

专利2022-05-09  41


本发明涉及一种电磁吸附履带机器人,具体地说是采用了配电系统、行进系统、支撑系统和载物支撑座结合的一种电磁吸附履带机器人,属于贴墙吸附机器人技术领域。



背景技术:

随着社会的发展,各种铁质管材、铁罐、铁质板材等在生活和工业中应用的越来越广泛,随之而来的是需要对这些大型铁质设备进行检测、维修、保养和清洁等,而完成这些工作主要依靠人工方式进行,但是有些设备高而光滑,人工完成这些工作特别危险,而且有的地方人工难以工作,因此利用人工完成检测、维修、保养和清洁等工作十分不便。

目前,多数机器人采取了真空吸盘式设计,在铁制品生锈和表面凹凸不平时真空吸盘难以有效吸附,有的机器人采用了电磁吸附的方式将机器人借助电磁吸附在铁质设备上,电磁吸盘多采用与履带融为一体的设计方式,电磁吸盘没有采用柔性设计难以适应有弧度的铁质设备,配电端采用碳刷,在高速摩擦状态下碳刷的磨损严重,并且载物底座在机器人行进过程中无法保持平稳状态,因此需要一种能够适应不同设备形状、配电系统磨损低、能够为载物底座提供平稳工作环境的机器人。



技术实现要素:

针对上述的不足,本实用新型提供了一种电磁吸附履带机器人。

本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种电磁吸附履带机器人,是由配电系统、行进系统、支撑系统和载物支撑座组成,所述的配电系统由配电底座、驱动电动机底座、支撑杆滑动导轨、后传动轴孔和前传动轴孔组成,所述的配电底座与驱动电动机底座采用焊接,在驱动电动机底座的外部,支撑杆滑动导轨在驱动电动机底座上部对称分布,支撑杆滑动导轨截面形状为t形,两导轨之间有间隔,后传动轴孔与前传动轴孔在驱动电动机底座对称分布,所述的行进系统由履带、电磁吸盘、导电滑轮、前传动齿轮、后传动齿轮、导电柱、导电滑轮支撑杆、前驱动电动机和后驱动电动机组成,所述的电磁吸盘与导电柱焊接,电磁吸盘为柔性材质,导电柱在电磁吸盘对称分布两个,导电柱的与履带之间采用焊接,导电柱在履带上单排列,之间有一定间隔,导电滑轮支撑杆与导电柱之间焊接,导电滑轮与导电滑轮支撑杆配合连接,导电滑轮与配电底座上的配电导轨相切,前传动齿轮与前驱动电动机在驱动电动机底座上的前传动轴孔连接,后传动齿轮与后驱动电动机在驱动电动机底座上的后传动轴孔连接,前驱动电动机与驱动电动机与驱动电动机底座采用螺栓连接,前传动齿轮与履带配合,后传动齿轮与履带配合,所述的支撑杆系统由支撑杆底座、支撑杆、支撑电动机和滑轮组成,所述的支撑杆底座与驱动电动机底座上的支撑杆滑动导轨配合,支撑杆底座与支撑杆的一端借助支撑杆底座上的支撑杆销连接,支撑杆另一端与载物底座上的支撑杆连接轴连接,滑轮与支撑杆底座上的滑轮销配合,对称分布四个,滑轮嵌入t形导轨内部,支撑电动机安装在支撑杆底座的外侧,所述的载物支撑座由支撑杆连接轴、载物台和中央处理器组成,所述的载物台为长方体,在载物台的下部有支撑杆件,支撑杆连接轴与载物台在载物台下部焊接,中央处理器与载物台在载物台的下部粘接。

所述的配电底座由横梁和配电导轨组成,所述的横梁为刚性材质,与驱动电动机底座之间焊接,配电导轨采用柔性导电材质与横梁焊接,配电导轨对称分布两条,与导电滑轮配合。

所述的履带由履带座、导电柱安装孔和齿槽组成,所述的导电柱安装孔在履带座上顺序单排列,为通孔,齿槽位于履带座内侧的两个导电柱安装孔之间。

所述的导电柱三层材质,内层为铜质,中间层为绝缘材料,外层为钢制。

所述的前传动齿轮由传动轴和齿轮组成,所述的传动轴与传动齿轮一体,传动轴穿过驱动电动机底座的前传动轴孔和前驱动电动机连接,齿轮上的轮齿与履带上的齿槽配合,后传动齿轮组成与前传动齿轮组成相同,后传动齿轮传动轴穿过驱动电动机底座的后传动轴孔和后驱动电动机连接,齿轮上的轮齿与履带上的齿槽配合。

所述的支撑座由座体、支撑杆销和滑轮销组成,所述的座体为上端u型和下端u型组合而成的底座,支撑杆销在上端u型中部,滑轮销在下端u型对称分布四个。

所述的中央处理器是重力感应模块与控制电路集成的无线控制模块。

该发明的有益之处是,采用了柔性电磁吸盘的采用,使得电磁吸盘在吸附墙体时的接触面积增加,能够更好的吸附墙体,导电滑轮的设计将配电端的滑动摩擦变成了滚动摩擦,将电磁吸盘单元化,与履带分离设计,避免其中电磁吸盘损坏造成整个电磁履带系统无法运行的情况发生,柔性配电导轨的设计能够使得电磁吸盘在行进过程中能够保证整体的稳定性,将载物支撑座与电磁履带系统分离,同时借助支撑杆系统连接,能够使得载物支撑座为所搭载的仪器提供平稳的工作环境。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图;

图2为本发明的配电系统、行进系统和支撑系统结构示意图;

图3为本发明的配电系统、行进系统和支撑系统二等侧示意图;

图4为本发明的履带结构示意图;

图5为本发明的配电系统结构示意图;

图6为本发明的载物支撑座结构示意图;

图7为本发明的传动齿轮结构示意图;

图8为本发明的载物支撑座结构示意图;

图中,1、配电系统,101、配电底座,1011横梁,1012、配电导轨,102、驱动电动机底座,103、支撑杆滑动导轨,104、后传动轴孔,105、前传动轴孔,2、行进系统,201、履带,2011、履带座,2012、导电柱安装孔,2013、齿槽,202、电磁吸盘,203、导电滑轮,204、前传动齿轮,2041、传动轴,2042、齿轮,205、后传动齿轮,206、导电柱,207、导电滑轮支撑杆,208、前驱动电动机,209、后驱动电动机,3、支撑系统,301、支撑杆底座,3011、座体,3012、支撑杆销,3013、滑轮销,302、支撑杆,303、支撑电动机,304、滑轮,4、载物支撑座,401、支撑杆连接轴,402、载物台,403、中央处理器。

具体实施方式

一种电磁吸附履带机器人,是由配电系统1、行进系统2、支撑系统3和载物支撑座4组成,所述的配电系统1由配电底座101、驱动电动机底座102、支撑杆滑动导轨103、后传动轴孔104和前传动轴孔105组成,所述的配电底座101与驱动电动机底座102采用焊接,在驱动电动机底座102的外部,支撑杆滑动导轨103在驱动电动机底座102上部对称分布,支撑杆滑动导轨103截面形状为t形,两导轨之间有间隔,后传动轴孔104与前传动轴孔105在驱动电动机底座102对称分布,所述的行进系统2由履带201、电磁吸盘202、导电滑轮203、前传动齿轮204、后传动齿轮205、导电柱206、导电滑轮支撑杆207、前驱动电动机208和后驱动电动机209组成,所述的电磁吸盘202与导电柱206焊接,电磁吸盘202为柔性材质,导电柱206在电磁吸盘202对称分布两个,导电柱206的与履带201之间采用焊接,导电柱206在履带201上单排列,之间有一定间隔,导电滑轮支撑杆207与导电柱206之间焊接,导电滑轮203与导电滑轮支撑杆207配合连接,导电滑轮203与配电底座101上的配电导轨1012相切,前传动齿轮204与前驱动电动机208在驱动电动机底座102上的前传动轴孔105连接,后传动齿轮205与后驱动电动机209在驱动电动机底座102上的后传动轴孔104连接,前驱动电动机208和驱动电动机209与驱动电动机底座102采用螺栓连接,前传动齿轮204与履带201配合,后传动齿轮205与履带201配合,所述的支撑杆系统3由支撑杆底座301、支撑杆302、支撑电动机303和滑轮304组成,所述的支撑杆底座301与驱动电动机底座102上的支撑杆滑动导轨103配合,支撑杆底座301与支撑杆302的一端借助支撑杆底座301上的支撑杆销3012连接,支撑杆302另一端与载物支撑底座4上的支撑杆连接轴401连接,滑轮304与支撑杆底座301上的滑轮销3013配合,对称分布四个,滑轮304嵌入t形支撑杆滑动导轨103内部,支撑电动机303安装在支撑杆底座301的外侧,所述的载物支撑座4由支撑杆连接轴401、载物台402和中央处理器403组成,所述的载物台402为长方体,在载物台402的下部有支撑杆件,支撑杆连接轴401与载物台402在载物台402下部焊接,中央处理器403与载物台402在载物台402的下部粘接。

所述的配电底座101由横梁1011和配电导轨1012组成,所述的横梁1011为刚性材质,与驱动电动机底座102之间焊接,配电导轨1012采用柔性导电材质与横梁1011焊接,配电导轨1012对称分布两条,与导电滑轮203配合。

所述的履带201由履带座2011、导电柱安装孔2012和齿槽2013组成,所述的导电柱安装孔2012在履带座2011上顺序单排列,为通孔,齿槽2013位于履带座2011内侧的两个导电柱安装孔2012之间。

所述的导电柱206三层材质,内层为铜质,中间层为绝缘材料,外层为钢制。

所述的前传动齿轮204由传动轴2041和齿轮2042组成,所述的传动轴2041与传动齿轮2042一体,传动轴2041穿过驱动电动机底座102的前传动轴孔104和前驱动电动机208连接,齿轮上的轮齿2042与履带201上的齿槽2013配合,后传动齿轮205组成与前传动齿轮204组成相同,后传动齿轮205的传动轴穿过驱动电动机底座102的后传动轴孔104和后驱动电动机209连接,齿轮上的轮齿与履带201上的齿槽配合。

所述的支撑座301由座体3011、支撑杆销3012和滑轮销3013组成,所述的座体3011为上端u型和下端u型组合而成的底座,支撑杆销312在上端u型中部,滑轮销3013在下端u型对称分布四个。

所述的中央处理器403是重力感应模块与控制电路集成的无线控制模块。

该装置在工作时,前驱动电动机208启动,后驱动电动机209启动,配电系统1通电,在前驱动电动机208和后驱动电动机209的作用下传动轴2041转动带动齿轮2042转动,齿轮2042与履带201上的齿槽2013啮合,带动履带201移动,履带201移动带动与履带201连接的导电柱206移动,导电柱206移动带动电磁吸盘202和导电滑轮203移动,在电磁吸盘202移动到与墙体完全接触时,导电柱206竖直,随着履带201的继续移动,在导电滑轮203与配电导轨1012配合后,经过导电滑203轮和导电柱206的导电,在电磁吸盘202上形成电磁场,使得电磁吸盘202吸附墙体,随着导电滑轮203在配电导轨1012上移动磁场一直存在,在行进过程遇到小型障碍物,电磁吸盘202吸附障碍物上,导致导电柱206抬升,带动导电滑轮203往上移动,配电导轨1012在该处往上弯曲,保证配电系统1的平稳,在导电滑轮203滑出配电导轨1012,电磁吸盘202磁场消失,随着履带201的转动,导电柱206移动,带动电磁吸盘202移动,进入下一个循环,在遇到形状不平整的墙体,中央处理器403接受信号,并将信号传递至支撑电动机303,支撑电动机303启动,带动滑轮304在支撑杆滑动导轨103上移动,滑轮304移动带动支撑杆低座301移动,支撑杆低座301带动支撑杆302调整载物支撑座4处于平稳状态。

对于本领域的普通技术人员而言,根据本发明的教导,在不脱离本发明的原理与精神的情况下,对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。


技术特征:

1.一种电磁吸附履带机器人,是由配电系统、行进系统、支撑系统和载物支撑座组成,其特征在于:所述的配电系统由配电底座、驱动电动机底座、支撑杆滑动导轨、后传动轴孔和前传动轴孔组成,所述的配电底座与驱动电动机底座采用焊接,在驱动电动机底座的外部,支撑杆滑动导轨在驱动电动机底座上部对称分布,支撑杆滑动导轨截面形状为t形,两导轨之间有间隔,后传动轴孔与前传动轴孔在驱动电动机底座对称分布,所述的行进系统由履带、电磁吸盘、导电滑轮、前传动齿轮、后传动齿轮、导电柱、导电滑轮支撑杆、前驱动电动机和后驱动电动机组成,所述的电磁吸盘与导电柱焊接,电磁吸盘为柔性材质,导电柱在电磁吸盘对称分布两个,导电柱的与履带之间采用焊接,导电柱在履带上单排列,之间有一定间隔,导电滑轮支撑杆与导电柱之间焊接,导电滑轮与导电滑轮支撑杆配合连接,导电滑轮与配电底座上的配电导轨相切,前传动齿轮与前驱动电动机在驱动电动机底座上的前传动轴孔连接,后传动齿轮与后驱动电动机在驱动电动机底座上的后传动轴孔连接,前驱动电动机与驱动电动机与驱动电动机底座采用螺栓连接,前传动齿轮与履带配合,后传动齿轮与履带配合,所述的支撑杆系统由支撑杆底座、支撑杆、支撑电动机和滑轮组成,所述的支撑杆底座与驱动电动机底座上的支撑杆滑动导轨配合,支撑杆底座与支撑杆的一端借助支撑杆底座上的支撑杆销连接,支撑杆另一端与载物底座上的支撑杆连接轴连接,滑轮与支撑杆底座上的滑轮销配合,对称分布四个,滑轮嵌入t形导轨内部,支撑电动机安装在支撑杆底座的外侧,所述的载物支撑座由支撑杆连接轴、载物台和中央处理器组成,所述的载物台为长方体,在载物台的下部有支撑杆件,支撑杆连接轴与载物台在载物台下部焊接,中央处理器与载物台在载物台的下部粘接。

2.如权利要求1所述的一种电磁吸附履带机器人,其特征在于:所述的配电底座由横梁和配电导轨组成,所述的横梁为刚性材质,与驱动电动机底座之间焊接,配电导轨采用柔性导电材质与横梁焊接,配电导轨对称分布两条,与导电滑轮配合。

3.如权利要求1所述的一种电磁吸附履带机器人,其特征在于:所述的履带由履带座、导电柱安装孔和齿槽组成,所述的导电柱安装孔在履带座上顺序单排列,为通孔,齿槽位于履带座内侧的两个导电柱安装孔之间。

4.如权利要求1所述的一种电磁吸附履带机器人,其特征在于:所述的导电柱三层材质,内层为铜质,中间层为绝缘材料,外层为钢制。

5.如权利要求1所述的一种电磁吸附履带机器人,其特征在于:所述的前传动齿轮由传动轴和齿轮组成,所述的传动轴与传动齿轮一体,传动轴穿过驱动电动机底座的前传动轴孔和前驱动电动机连接,齿轮上的轮齿与履带上的齿槽配合,后传动齿轮组成与前传动齿轮组成相同,后传动齿轮传动轴穿过驱动电动机底座的后传动轴孔和后驱动电动机连接,齿轮上的轮齿与履带上的齿槽配合。

6.如权利要求1所述的一种电磁吸附履带机器人,其特征在于:所述的支撑座由座体、支撑杆销和滑轮销组成,所述的座体为上端u型和下端u型组合而成的底座,支撑杆销在上端u型中部,滑轮销在下端u型对称分布四个。

7.如权利要求1所述的一种电磁吸附履带机器人,其特征在于:所述的中央处理器是重力感应模块与控制电路集成的无线控制模块。

技术总结
一种电磁吸附履带机器人,属于贴墙吸附机器人技术领域,是由配电系统、行进系统、支撑系统和载物支撑座组成,在驱动电动机的作用下,传动齿轮转动带动履带转动,电磁吸盘随履带转动,导电滑轮与配电系统上的导电滑轨接触,电磁吸盘吸附墙体,支撑系统在支撑电动机和中央处理器的作用下保持载物支撑座保持平稳。本实用新型能够实现低摩擦配电,改善电磁吸盘与配电系统之间接触方式由滑动摩擦变成滚动摩擦,将电磁吸盘与履带设计成单元结构,避免因为其中一个电磁吸盘损坏造成整个履带需要更换,同时电磁吸盘是柔性设计可适应不同的墙体弧度,采取了滑动自动提升支撑杆,能够保持载物支撑座保持平稳,为所搭载的仪器设备提供平稳的工作环境。

技术研发人员:钟佩思;张振宇;吕文浩;赵栋;张浩
受保护的技术使用者:山东科技大学
技术研发日:2020.11.05
技术公布日:2021.06.29

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