一種水下船體清掃機器人用磁輪吸附行走機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水下船體清掃機器人的行走機構(gòu)領(lǐng)域，特別是水下船體清掃機器人的多履帶平行轉(zhuǎn)向、合作轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]輪船在海洋中行駛，海洋生物會附著在船體表面，大大增加了輪船的運行阻力，增加燃油消耗。針對這一現(xiàn)象，使用水下清掃機構(gòu)進行船體表面海洋生物的清掃工作，可是目前水下機器人的行走機構(gòu)復雜昂貴，尤其是履帶清掃機構(gòu)，附著力不足，不容易控制，而且容易打滑。
[0003]水下機器人常用的履帶清掃機構(gòu)中的履帶是通過差速完成轉(zhuǎn)向的，但是這種轉(zhuǎn)向機構(gòu)在輪船光滑表面的轉(zhuǎn)向效率不高，而且容易打滑，不容易控制，而且履帶的磁鐵數(shù)量少，摩擦力小，不利于整體機構(gòu)附著在船體表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種附著力更強，安全且利于轉(zhuǎn)控方向的水下船體清掃機器人用磁輪吸附行走機構(gòu)。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明由一個機架和四個相同的移動模塊組成，機架是中空的正方形的框架結(jié)構(gòu)，在機架的每個側(cè)面的外側(cè)裝有一個移動模塊;每個移動模塊均包含減震裝置、一個履帶，一個誘導輪、兩個拖帶輪和五個負載輪，履帶同時繞在主動輪、誘導輪、拖帶輪和負載輪上，主動輪、誘導輪、拖帶輪和負載輪的輪軸相互平行均垂直于機架的對應(yīng)側(cè)面;主動輪和誘導輪分別位于履帶的兩端，兩個拖帶輪位于履帶的上方，五個負載輪位于履帶的下方且在履帶上等距布置;每個主動輪均由一個電機帶動旋轉(zhuǎn);履帶有多個履帶鏈接和多個插銷串接組成，每兩個履帶鏈接之間連接一個插銷，插銷垂直于機架的側(cè)面;每個所述履帶鏈接都是由磁輪軸緊固件、磁輪軸、磁輪、磁輪緊固件和鏈接體組成，鏈接體是中空的長方形體，在鏈接體內(nèi)部設(shè)置磁輪，磁輪同軸套在磁輪軸上，磁輪軸的軸心線與機架的側(cè)面平行且與負載輪的輪軸在空間相正交，磁輪軸一端通過一個磁輪緊固件連接于鏈接體，另一端通過磁輪軸緊固件連接于鏈接體;在鏈接體內(nèi)部的磁輪的兩側(cè)各裝有一個隔離板，在隔離板和鏈接體兩端之間各留有一個嚙合方槽，主動輪和誘導輪與所述嚙合方槽相嚙合，拖帶輪和負載輪的輪面均與鏈接體的頂面相接觸，負載輪的輪軸通過減震裝置與機架連接在一起。
[0006]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有的有益效果是:1、本發(fā)明在行走機構(gòu)的履帶鏈接上做了優(yōu)化，在鏈接上設(shè)置了多個磁輪，通過對不同移動模塊進行驅(qū)動就可以實現(xiàn)不同方向的運動，不用通過履帶的差速來完成轉(zhuǎn)向，只需要選擇不同的履帶進行動力輸出就可以實現(xiàn)不同方向的運動，所以轉(zhuǎn)向效率更高，也簡化了運動的操作難度，可避免水下船體清掃機器人在差速轉(zhuǎn)向時發(fā)生相對滑動而導致的吸附力減弱。
[0007]2、本發(fā)明設(shè)置有四條履帶，相對于常見的兩履帶行走機構(gòu)，可以提供更大的吸附力，更利于附著在船體表面進行可靠高效的清掃作業(yè)。
3、本發(fā)明則可以依據(jù)四條履帶中的磁性滑輪所產(chǎn)生的磁性更好地附著在船體表面，更加安全，也增大了摩擦力，使得機構(gòu)行走更加簡易。
【附圖說明】
[0008]下圖將結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中一個移動模塊與機架的分解示意圖；
圖3是圖1中機架和減震裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖1中局部減震裝置和負載輪的安裝結(jié)構(gòu)分解放大示意圖；
圖5是圖1中一個移動模塊的裝配放大示意圖；
圖6是圖5中局部履帶的分解放大示意圖。
[0010]圖7是圖5中單個履帶鏈接的裝配放大示意圖；
圖8是圖7中鏈接體的結(jié)構(gòu)放大示意圖；
圖9是本發(fā)明在船體上行走的工作狀態(tài)示意圖。
[0011 ]圖中:1、2、3、4.移動模塊;5.機架;6.減震板;7.減震板軸;8.減震拉簧;9.彈簧連接件;11.主動輪;12.拖帶輪;13.誘導輪;14.負載輪;15.履帶;船體16;
61.減震上底板;62.減震板凸起件;63.減震下底板;64.減震板大軸孔;65.減震板小軸孔；
151.履帶鏈接;152.插銷；
1511.磁輪軸緊固件；1512.磁輪軸；1513.磁輪;1514.磁輪緊固件；1515.鏈接體；
15151.凸板；15152.隔離板；15153.限位裝置；15154.凹孔；15155.嚙合方方槽。
【具體實施方式】
[0012]參見圖1，本發(fā)明由一個機架5和四個相同的移動模塊1、2、3、4組成，機架5是中空的正方形的框架結(jié)構(gòu)，在機架5的每個側(cè)面的外側(cè)安裝一個移動模塊。面對面的兩個移動模塊1、3、移動模塊2、4分別相對于機架5的中心對稱。
[0013]參見圖2、3、4、5，每個移動模塊1、2、3、4均包含有減震裝置、一個主動輪11、兩個拖帶輪12、一個誘導輪13、五個負載輪14和一個履帶15。主動輪11、誘導輪13、拖帶輪12和負載輪14的輪軸相互平行，并且都垂直于機架5的對應(yīng)側(cè)面。以下以一個移動模塊為例描述，其余移動模塊的結(jié)構(gòu)相同。
[0014]如圖3和圖4所不，減震裝置包含有五個減震板6、五個減震板軸7、五個減震拉簧8。五個減震板6與五個減震板軸7等距離地分布在機架5—側(cè)外表面，減震板軸7垂直于機架5的側(cè)面，每個減震板軸7外端均有間隙地空套一個減震板6，整個減震板6與機架5側(cè)面相平行。
[0015]減震板6是一個由減震上底板61和減震下底板63平滑過渡連接組成的V型板，減震下底板63位于減震上底板61上方，并且與機架5的底面相垂直，使減震下底板63成豎直狀
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[0016]在減震下底板63上開有兩個通孔，一個是下方的減震板大軸孔64，另一個上方的減震板小軸孔65。減震上底板61固定設(shè)有一個減震板凸起件62，該減震板凸起件62與機架5的側(cè)面相垂直，并向機架5側(cè)面方向突出。負載輪14經(jīng)減震板大軸孔64通過軸孔連接方式固定連接于減震板6，負載輪14的中心軸與機架5側(cè)面相垂直。
[0017]減震板6通過減震板小軸孔65有間隙地套在減震板軸7的外端，減震板軸7的內(nèi)端通過螺紋連接方式固定連接于機架5側(cè)面，使減震板6與機架5連接在一起。
[0018]機架5的側(cè)面上固定一個彈簧連接件9，該彈簧連接件9位于減震板6的旁側(cè)，減震拉簧8—端固定在彈簧連接件9上，減震拉簧8另一端固定連接于減震板6的減震上底板61上。當減震板6轉(zhuǎn)動時，減震拉簧8為減震板6提供一定與轉(zhuǎn)動方向相反的拉力，以達到減震的效果。
[0019]在機架5的側(cè)面上設(shè)有弧形孔，減震板凸起件62內(nèi)端位于該弧形孔內(nèi)，弧形孔與減震板凸起件62相配合，可限制減震板6的轉(zhuǎn)動角度。
[0020]負載輪14與減震板6相垂直并通過減震板6與機架5連接在一起，來負載整體行走機構(gòu)。當行走機構(gòu)遇到比較大的凸起物時，負載輪14在力的作用下向上抬起時，負載輪14作用于減震板6，使減震板6繞減震板軸7轉(zhuǎn)動，此時減震拉簧8提供一定的拉力來減緩這種轉(zhuǎn)動，以達到減震的效果，這樣有利于整個機構(gòu)的穩(wěn)定。
[0021]參見圖2和圖5，一個履帶15同時繞在一個主動輪11、兩個拖帶輪12、一個誘導輪13和五個負載輪14各個輪子上。主動輪11和誘導輪13分別位于履帶15的兩端，兩個拖帶輪12位于履帶15的上方，五個負載輪14位于履帶15的下方，并且在履帶15上等距布置。主動輪11的輪軸垂直于機架5側(cè)面，與機架5側(cè)面連接。拖帶輪12的輪軸垂直于機架5側(cè)面，與機架5側(cè)面連接。誘導輪13的輪軸垂直于機架5側(cè)面，與機架5側(cè)面連接。主動輪11、拖帶輪12、誘導輪13的輪軸相平行。
[0022]參見圖6，履帶15有多個履帶鏈接151和多個插銷152組成，多個履帶鏈接151經(jīng)插銷152串接成一個履帶15，每兩個履帶鏈接151之間連接一個插銷152，插銷152垂直于機架5的側(cè)面。
[0023]參見圖7，每個履帶鏈接151都是由磁輪軸緊固件1511、磁輪軸1512、磁輪1513、磁輪緊固件1514和鏈接體1515組成。鏈接體1515是中空的長方形體，在鏈接體1515內(nèi)部設(shè)置磁輪1513，磁輪1513同軸套在磁輪軸1512上，磁輪軸1512的軸心線與機架5的側(cè)面平行且與負載輪14的輪軸在空間相正交。磁輪1513至少有一個以上，多個磁輪1513等距離平行布置。
[0024]磁輪軸1512的一端通過一個磁輪緊固件1514連接于鏈接體1515，另一端通過磁輪軸緊固件1511連接于鏈接體1515，磁輪緊固件1514是一個空心的且其軸線與機架5側(cè)面平行的圓柱狀，磁輪緊固件1514用于防止磁輪1513沿著磁輪軸1512的軸線方向滑動。
[0025]磁輪1513外表面刻有一道道凹槽并在凹槽內(nèi)加入橡膠圈來增加摩擦力，橡膠圈外表面要與磁輪1513外表面平行，防止磁輪1513的磁性表面與船面距離增大導致磁力減少。
[0026]在鏈接體1515的頂面中間裝有一個突出的且與機架5側(cè)面平行的限位裝置15153，限位裝置15153垂直于整個鏈接體1515，限位裝置15153為一豎直的方塊形，限位裝置15153與拖帶輪12和負載輪14上設(shè)置的對應(yīng)的凹槽進行活動配合，使限位裝置15153可以沿著托帶輪12和負載輪14上的凹槽進行滑動，拖帶輪12和負載輪14通過限位裝置15153來防止履帶15沿著減震板軸7或負載輪14的軸線方向向內(nèi)或向外運動。
[0027]參見圖8，在鏈接體1515內(nèi)部，在磁輪151的兩側(cè)各裝有一個隔離板15152，該隔離板15152與機架5的側(cè)面平行，用于隔離磁輪1513，保護磁輪1513的正常轉(zhuǎn)動并阻止磁輪1513與主動輪11的輪齒的接觸。在隔離板15152和鏈接體1515兩端之間各留有一個嚙合方槽15155，主動輪11和誘導輪13的軸向各設(shè)有兩個齒輪，兩個嚙合方槽15155的位置與主動輪11和誘導輪13的兩個齒輪相配合，主動輪11和誘