大型豎直管式內(nèi)壁爬行機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大型豎直管式內(nèi)壁爬行機器人，屬于機械設(shè)計領(lǐng)域。該機器人主要由控制箱、上腿組件、下腿組件、本體油缸、油箱等機構(gòu)組成。機器人通過本體油缸的伸縮運動，配以上、下腿交替張緊與松開運動，實現(xiàn)機器人在豎直管內(nèi)壁爬行。機器人可適應(yīng)不同機構(gòu)材質(zhì)和表面質(zhì)量的壁面爬行要求；能夠較容易地跨越障礙，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的內(nèi)壁具有較好的適應(yīng)性；機器人腿部張緊力可調(diào)，使機器人的爬行更可靠。
【專利說明】
大型豎直管式內(nèi)壁爬行機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種大型豎直管式內(nèi)壁爬行機器人，屬于機械設(shè)計領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]豎直管壁是工程、工業(yè)中常見的一種結(jié)構(gòu)形式，并在工業(yè)、工程安全中處于重要的地位。對于中小型管壁結(jié)構(gòu)，其建造、檢測等技術(shù)相對成熟，容易實施。而在工程、工業(yè)現(xiàn)場中，存在多種結(jié)構(gòu)形式的大型豎直管壁結(jié)構(gòu)，例如工礦中的豎直井結(jié)構(gòu)，高層建筑中的電梯井結(jié)構(gòu)，運載火箭殼體結(jié)構(gòu)，大型煙囪結(jié)構(gòu)，海上平臺粧腿機構(gòu)等等。這些管壁結(jié)構(gòu)在建造或使用過程中，通常需要進行檢測、噴涂、打磨、焊接、清灰、安防等作業(yè)。目前，這些作業(yè)通常需要人工實施，其實施難度較大，且具有一定的危險性。因此，開發(fā)一種可在管壁內(nèi)巡回爬行的機器人，以搭載檢測、噴涂等作業(yè)工具，代替人工作業(yè)，可以降低作業(yè)的難度，提高作業(yè)安全性。
[0003]現(xiàn)有爬壁機器人的爬行方式主要有履帶式、真空吸盤腿式、磁力吸附式等。履帶式結(jié)構(gòu)翻越障礙能力較差，真空吸盤腿式要求壁面光滑，磁力吸附式僅適用于磁性壁面。本發(fā)明克服以上缺點，設(shè)計一種本體伸縮，腿部輪換張緊與收縮的管式內(nèi)壁爬行機器人，機器人可適應(yīng)不同尺寸的要求，適應(yīng)不同內(nèi)壁結(jié)構(gòu)及材質(zhì)的要求，且對內(nèi)壁表面質(zhì)量沒有特殊要求。機器人的適用范圍廣，爬行更可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有爬壁機器人的缺點。提出了一種本體伸縮，腿部輪換張緊與收縮的管式內(nèi)壁爬行機器人。
[0005]為實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
機器人主要由控制箱(I)、上腿組件(2)、下腿組件(6)、本體油缸(3)、油箱(4)等機構(gòu)組成。兩個本體油缸(3)左右對稱安裝于上腿組件(2)和下腿組件(6)之間。本體油缸(3)底部法蘭通過油缸上安裝螺栓(8)固定于上腿組件(2)的底板(15)的下方。本體油缸(3)活塞桿末端法蘭通過油缸下安裝螺栓(5)固定于下腿組件(6)的限位導(dǎo)向板(12)上。油箱(4)通過安裝螺釘(7)固定于上腿組件(2)的底板(15)的下方。控制箱(I)通過螺釘固定于上腿組件
(2)的底板(15)的上方。
[0006]上腿組件(2)、下腿組件(6)結(jié)構(gòu)及尺寸完全相同，主要由固定機構(gòu)、腿部機構(gòu)和伸縮機構(gòu)組成。
[0007]固定機構(gòu)包括底板(15)、滑道(14)、油缸支架(20)、限位導(dǎo)向板(12)組成。滑道
(14)為槽式結(jié)構(gòu)，四段滑道(14)分為兩組，對稱安放于底板(15)的兩側(cè)，并通過沉頭螺釘
(27)與底板(15)固定。兩個油缸支架(20)通過支架螺栓(19)對稱固定于底板(15)的兩端。兩個限位導(dǎo)向板(12)分別通過限位導(dǎo)向板螺栓(21)對稱固定于底板(15)的兩端。
[0008]腿部機構(gòu)由頂腳(9)、腿桿(11)、油缸頂桿支架(18)、腿桿支架(10)等部件組成。腿桿(11)為細長板式結(jié)構(gòu)，兩個腿桿(11)對稱安裝，并通過腿桿螺栓(22)固定于腿桿支架(10)的兩側(cè)。油缸頂桿支架(18)通過大螺栓(25)及大螺母(26)固定于腿桿支架(10)的內(nèi)偵U。兩個頂腳(9)分別通過頂腳螺栓(23)固定于腿桿(11)的末端。每個頂腳(9)外緣固定具有一定厚度的耐磨橡膠套(24)。兩組腿部機構(gòu)分別反向安置于底板(15)上的滑道(14)內(nèi)，其腿桿(11)可在滑道(14)上滑槽內(nèi)縱向滑動。
[0009]伸縮機構(gòu)為兩個相同的三級伸縮油缸(16)。伸縮油缸(16)的底部分別通過油缸銷軸(17)與左右油缸支架(20)相連。伸縮油缸(16)的頂桿穿過腿桿支架(10)上的通孔(A)，并通過頂桿銷軸(13)與油缸頂桿支架(18)相連。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1、通過本體伸縮，配合腿組機構(gòu)交替張緊與松開實現(xiàn)機器人在豎直管式內(nèi)壁爬行，可以容易地跨越管壁內(nèi)障礙。對管壁內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的場所具有較強的適應(yīng)性。
[0011]2、腿腳靠液壓機構(gòu)實現(xiàn)張緊與收縮，其收縮范圍大，可適應(yīng)不同截面尺寸的壁面。張緊力可調(diào)，對壁面的材質(zhì)、表面質(zhì)量沒有要求。
[0012]3、腿部伸縮液壓缸兩端為鉸接形式，對液壓缸徑向力實施補償，使得液壓缸承受的徑向力非常小，液壓缸使用壽命長。
【附圖說明】
[0013]圖1機器人整體裝配圖圖2機器人腿部組件裝配圖圖3固定機構(gòu)裝配圖
圖4腿部機構(gòu)裝配圖圖5滑道俯視圖圖6滑道剖視圖圖7腿桿支架剖視圖
圖中:1、控制箱，2、上腿組件，3、本體油缸，4、油箱，5、油缸下安裝螺栓，6、下腿組件，7、安裝螺釘，8、油缸上安裝螺栓，9、頂腳，10、腿桿支架，11、腿桿，12、限位導(dǎo)向板，13、頂桿銷軸，14、滑道，15、底板，16、伸縮油缸，17、油缸銷軸，18、油缸頂桿支架，19、支架螺栓，20、油缸支架，21、限位導(dǎo)向板螺栓，22、腿桿螺栓，23、頂腳螺栓，24、耐磨橡膠套，25、大螺栓，26、大螺母，27、沉頭螺釘，A、通孔。
【具體實施方式】
[0014]大型豎直管式內(nèi)壁爬行機器人主要由控制箱(I)、上腿組件(2 )、下腿組件(6 )、本體油缸(3)、油箱(4)等機構(gòu)組成。兩個本體油缸(3)左右對稱安裝于上腿組件(2)和下腿組件(6)之間。本體油缸(3)底部法蘭通過油缸上安裝螺栓(8)固定于上腿組件(2)的底板(15)的下方。本體油缸(3)活塞桿末端法蘭通過油缸下安裝螺栓(5)固定于下腿組件(6)的限位導(dǎo)向板(12)上。油箱(4)通過安裝螺釘(7)固定于上腿組件(2)的底板(15)的下方?？刂葡?I)通過螺釘固定于上腿組件(2)的底板(15)的上方。
[0015]上腿組件(2)、下腿組件(6)結(jié)構(gòu)及尺寸完全相同，主要由固定機構(gòu)、腿部機構(gòu)和伸縮機構(gòu)組成。
[0016]固定機構(gòu)包括底板(15)、滑道(14)、油缸支架(20)、限位導(dǎo)向板(12)組成?；?14)為槽式結(jié)構(gòu)，四段滑道(14)分為兩組，對稱安放于底板(15)的兩側(cè)，并通過沉頭螺釘
(27)與底板(15)固定。兩個油缸支架(20)通過支架螺栓(19)對稱固定于底板(15)的兩端。兩個限位導(dǎo)向板(12)分別通過限位導(dǎo)向板螺栓(21)對稱固定于底板(15)的兩端。
[0017]腿部機構(gòu)由頂腳(9)、腿桿(11)、油缸頂桿支架(18)、腿桿支架(10)等部件組成。腿桿(11)為細長板式結(jié)構(gòu)，兩個腿桿(11)對稱安裝，并通過腿桿螺栓(22)固定于腿桿支架
(10)的兩側(cè)。油缸頂桿支架(18)通過大螺栓(25)及大螺母(26)固定于腿桿支架(10)的內(nèi)偵U。兩個頂腳(9)分別通過頂腳螺栓(23)固定于腿桿(11)的末端。每個頂腳(9)外緣固定具有一定厚度的耐磨橡膠套(24)。兩組腿部機構(gòu)分別反向安置于底板(15)上的滑道(14)內(nèi)，其腿桿(11)可在滑道(14)上滑槽內(nèi)縱向滑動。
[0018]伸縮機構(gòu)為兩個相同的三級伸縮油缸(16)。伸縮油缸(16)的底部分別通過油缸銷軸(17)與左右油缸支架(20)相連。伸縮油缸(16)的頂桿穿過腿桿支架(10)上的通孔(A)，并通過頂桿銷軸(13)與油缸頂桿支架(18)相連。
[0019]以上所述為本發(fā)明的一個實例，我們可對其機械結(jié)構(gòu)進行一些變換或附帶相應(yīng)的檢測或作業(yè)設(shè)備，應(yīng)用于各種工程、工業(yè)現(xiàn)場。只要其機器人的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計思想同本發(fā)明所敘述的一致，均應(yīng)視為本發(fā)明所包括的范圍。
【主權(quán)項】
1.大型豎直管結(jié)構(gòu)內(nèi)壁爬行機器人伸縮腿機構(gòu)，其特征在于:伸縮腿機構(gòu)由固定機構(gòu)、腿部機構(gòu)和伸縮機構(gòu)組成； 大型豎直管式內(nèi)壁爬行機器人，其特征在于:機器人主要由控制箱(1)、上腿組件(2)、下腿組件(6)、本體油缸(3)、油箱(4)等機構(gòu)組成;兩個本體油缸(3)左右對稱安裝于上腿組件(2)和下腿組件(6)之間；本體油缸(3)底部法蘭通過油缸上安裝螺栓(8)固定于上腿組件(2)的底板(15)的下方;本體油缸(3)活塞桿末端法蘭通過油缸下安裝螺栓(5)固定于下腿組件(6)的限位導(dǎo)向板(12)上；油箱(4)通過安裝螺釘(7)固定于上腿組件(2)的底板(15)的下方;控制箱(I)通過螺釘固定于上腿組件(2)的底板(15)的上方； 上腿組件(2)、下腿組件(6)結(jié)構(gòu)及尺寸完全相同，主要由固定機構(gòu)、腿部機構(gòu)和伸縮機構(gòu)組成； 固定機構(gòu)包括底板(15)、滑道(14)、油缸支架(20)、限位導(dǎo)向板(12)組成;滑道(14)為槽式結(jié)構(gòu)，四段滑道(14)分為兩組，對稱安放于底板(15)的兩側(cè)，并通過沉頭螺釘(27)與底板(15)固定;兩個油缸支架(20)通過支架螺栓(19)對稱固定于底板(I 5)的兩端;兩個限位導(dǎo)向板(12 )分別通過限位導(dǎo)向板螺栓(21)對稱固定于底板(15 )的兩端； 腿部機構(gòu)由頂腳(9)、腿桿(11)、油缸頂桿支架(18)、腿桿支架(10)等部件組成；腿桿(11)為細長板式結(jié)構(gòu)，兩個腿桿(11)對稱安裝，并通過腿桿螺栓(22)固定于腿桿支架(10)的兩側(cè)；油缸頂桿支架(18)通過大螺栓(25)及大螺母(26)固定于腿桿支架(10)的內(nèi)側(cè);兩個頂腳(9)分別通過頂腳螺栓(23)固定于腿桿(11)的末端;每個頂腳(9)外緣固定具有一定厚度的耐磨橡膠套(24);兩組腿部機構(gòu)分別反向安置于底板(15)上的滑道(14)內(nèi)，其腿桿(11)可在滑道(14)上滑槽內(nèi)縱向滑動； 伸縮機構(gòu)為兩個相同的三級伸縮油缸(16);伸縮油缸(16)的底部分別通過油缸銷軸(17)與左右油缸支架(20)相連;伸縮油缸(16)的頂桿穿過腿桿支架(10)上的通孔(A)，并通過頂桿銷軸(13)與油缸頂桿支架(18)相連。
【文檔編號】B62D57/024GK106043483SQ201610409212
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】張仕海
【申請人】天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)