CN101863292A - 履带式永磁爬行机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种履带式永磁爬行机，包括车体、履带、驱动装置、及连接轴，车体两侧设有主动链轮和从动链轮，主动链轮由驱动装置驱动而转动，从动链轮转动设在连接轴上，主动链轮和从动链轮通过履带传动连接，车体内侧板下端设置有可吸附在磁性工件上磁悬浮构件。所述的履带包括依次排列的永磁铁装置和连接片，永磁铁装置之间通过连接片相互咬合铰接而成封闭环状，在永磁铁装置内外两侧且位于永磁铁装置与连接片铰接处分别设有可转动的中间滚轮，中间滚轮在履带传动时可沿主动链轮和从动链轮的齿形轮廓面滚动。本发明解决了现有爬行机存在的难以准确爬越焊缝、转向不灵活以及永磁铁装置容易脱落而损坏的问题。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种可在磁性构件上作爬行运动的履带式永磁爬行机。
背景技术
现代工业生产中，对大型船体、罐体、管道等进行焊接、除锈、喷漆、检测作业时，单凭操作人员登高作业或进入内部操作，其劳动条件是相当恶劣的，也难以保证作业安全性，为此出现了可远程控制操作的爬行机，可携带工具利用磁性吸附在磁性构件上运动进行作业。现有的爬行机结构中，是在爬行机两侧的传动链条之间的空隙处，沿链条全长视负重不同均匀布置可控永磁铁装置，但这种结构的爬行机在对诸如船体合拢缝进行焊接爬行时，由于船体通常是由两块以上钢板焊接拼装而成，钢板之间焊接后留下的焊缝与钢板平面形成了一定的高度差，就会出现以下问题：1、由于目前的爬行机组成履带的永磁铁装置和链条之间采用铆接方式连接，爬行机垂直爬越焊缝时，因焊缝与钢板平面之间存在的高度落差，永磁铁装置在运动至焊缝处时，会对铆接部位形成较强的拉力，导致永磁铁装置与链条之间产生连接松动甚至脱落，影响了履带的使用寿命，同时铆接方式连接拆卸较为麻烦，也不利于维修保养；2、由于永磁铁装置是在两根链条的空隙处沿链条全长均匀设置的，每两个永磁铁装置之间存在空隙，当永磁铁装置运行至焊缝时，只有永磁铁装置完全覆盖焊缝，爬行机才能爬越过焊缝，而大多数情况是永磁铁装置只有一半或大半运行至焊缝，没有完全覆盖焊缝，则就难以爬越焊缝，从而影响作业的完成；3、现有的爬行机在做左右轮差速转弯时，会出现永磁铁装置与工件“咬合”现象，导致永磁铁装置与链条铆接部位产生松动，出现丢步，转弯不明显，直接影响焊接工作的正常进行和焊接质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种履带式永磁爬行机，解决现有爬行机存在的难以准确爬越焊缝、转向不灵活以及永磁铁装置容易从两链条之间脱落的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种履带式永磁爬行机，包括车体、呈封闭环状的履带、车体一端设有两个驱动装置、车体另一端设有可调节移动的连接轴，车体两侧设有主动链轮和从动链轮，主动链轮由驱动装置驱动而转动，从动链轮转动设在连接轴上，主动链轮和从动链轮通过履带传动连接，车体内侧板下端设置有可吸附在磁性工件上磁悬浮构件，所述的履带包括依次排列的永磁铁装置和连接片，永磁铁装置之间通过连接片相互咬合铰接而成封闭环状，在永磁铁装置内外两侧且位于永磁铁装置与连接片铰接处分别设有可转动的中间滚轮，中间滚轮在履带传动时可沿主动链轮和从动链轮的齿形轮廓面滚动。
具体说，所述的永磁铁装置包括具有内孔的磁盒和磁铁，磁铁贯穿设在磁盒的内孔中，磁盒内孔两端分别固定有可封盖住磁铁的封板和盖板，与内孔平行的磁盒两端分别具有突起连接部和带凹槽的凹形连接部，永磁铁装置在通过连接片相互咬合铰接时，突起连接部嵌入凹形连接部的凹槽内。
为防止履带传动时产生偏移，所述的车体上设有履带导向装置，所述的履带导向装置包括固定在磁盒上的导向块和固定在车体上的导向槽，导向块在履带传动运行时卡入导向槽内。
为调节车体两侧的主动链轮转速而实现差速转弯，所述的驱动装置包括固定在车体上带伺服电机的蜗轮减速机，主动链轮固定在蜗轮减速机的输出轴上。
为保证履带传动行走更加平稳，所述的主动链轮的外侧设有主动行走轮，从动链轮的外侧设有从动行走轮，主动行走轮固定在蜗轮减速机的输出轴上并由蜗轮减速机带动而转动，从动行走轮转动设在连接轴两端。
为方便调节履带的松紧度，所述的车体上设有调节装置，所述的调节装置包括与连接轴固定连接的调节块和转动设在车体上的调节螺杆，调节螺杆与调节块螺纹连接。
本发明的有益效果是：本发明所用履带由永磁铁装置通过连接片环环相扣咬合而成，中间不留有间隙，同时增大传动用的链轮节距，使得爬行机在爬越6mm以下高度的焊缝时，永磁铁装置可完全覆盖焊缝，不会被焊缝卡住而无法翻越，可有效防止履带脱落而损坏；永磁铁装置与工件的接触数量的增加，既加强了履带与磁性工件的吸附力，也解决了因履带打滑而产生的爬行机丢步的问题；各永磁铁装置之间采用销轴铰接方式连接，维修拆卸较为方便。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是本发明所述履带组成的结构示意图。
图4是本发明所述永磁铁装置的结构示意图。
图5是本发明所述履带与主动链轮装配后的状态示意图。
图中1.车体 2.履带 21.永磁铁装置 211.磁盒 211-1.突起连接部211-2.凹形连接部 211-3.铰接孔 212.磁铁 213.封板 214.盖板215.销轴 22.连接片 23.中间滚轮 3.驱动装置 31.蜗轮减速机 4.连接轴5.主动链轮 6.从动链轮 7.磁悬浮构件 8.履带导向装置 81.导向块82.导向槽 9.主动行走轮 10.从动行走轮 11.调节装置 111.调节块112.调节螺杆
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1～图5所示的一种履带式永磁爬行机，包括车体1(未显示底板和上盖板)，在车体1的一端设有两个驱动装置3，该驱动装置3包括带伺服电机的蜗轮减速机31，车体1另一端设有可调节移动的连接轴4，车体1两侧设有主动链轮5和从动链轮6，主动链轮5和从动链轮6的节距为38.1mm，主动链轮5固定在蜗轮减速机31的输出轴上由蜗轮减速机31驱动而转动，从动链轮6转动设在连接轴4上，主动链轮5和从动链轮6通过呈封闭环状的履带2传动连接，在主动链轮5的外侧设有主动行走轮9，从动链轮6的外侧设有从动行走轮10，主动行走轮9固定在蜗轮减速机31的输出轴上并由蜗轮减速机31带动而转动，从动行走轮10转动设在连接轴4两端，爬行机行走时，主动行走轮9和从动行走轮10可对履带2传动提供辅助支撑作用，使爬行机行走更加平稳可靠，在车体1内侧板下端设置有可吸附在磁性工件上的磁悬浮构件7。
所述的履带2包括依次排列的28个永磁铁装置21和连接片22，永磁铁装置21之间通过连接片22相互咬合铰接而成封闭环状，在永磁铁装置21内外两侧且位于永磁铁装置21与连接片22铰接处分别设有可转动的中间滚轮23，中间滚轮23在履带2传动时可沿主动链轮5和从动链轮6的齿形轮廓面滚动。
具体说来，如图3、图4所示，所述的永磁铁装置21包括具有内孔的磁盒211和可对磁性工件产生吸附效应的磁铁212，磁铁212贯穿设在磁盒211的内孔中，磁盒211内孔两端分别固定有可封盖住磁铁212的封板213和盖板214，与内孔平行的磁盒211两端分别具有突起连接部211-1和带凹槽的凹形连接部211-2，永磁铁装置21在通过连接片22相互咬合铰接时，磁盒211的突起连接部211-1嵌入凹形连接部211-2的凹槽内，突起连接部211-1和凹形连接部211-2上分别具有可供铰接的铰接孔211-3，通过销轴215作用，将连接片22、中间滚轮23、封板213、盖板214和磁盒211相连接，环环相扣而成封闭环状的履带2。
为防止履带2传动时产生偏移，车体1上设有履带导向装置8，所述的履带导向装置8包括固定在磁盒211上的导向块81和固定在车体1上的导向槽82，导向块81在履带2传动运行时可卡入导向槽82内起导向作用。
在车体1上还设有调节装置11，所述的调节装置11包括与连接轴4固定连接的调节块111和转动设在车体1上的调节螺杆112，调节螺杆112与调节块111螺纹连接，需要调节时，拧动调节螺杆112，通过调节块111带动连接轴4移动，即可将履带2的松紧度调整到合适的程度。
目前爬行机所用的传动链轮一般标准型链轮，节距为12.7mm，本发明所用主动链轮5和从动链轮6的节距加大为38.1mm，由于节距加大了，中间滚轮23在主动链轮5和从动链轮6的齿形轮廓面上滚动而啮合传动时，更加省力轻巧，可确保永磁铁装置21顺利爬越焊缝而不会被焊缝所卡住；28个永磁铁装置21在连接时是通过销轴215相互铰接咬合而不留有间隙的，不像现有技术采用的是间隔设置，因此在爬越焊缝时，永磁铁装置21可完全覆盖焊缝，始终是一个接一个地处于爬越过程中，不会被焊缝卡住而无法翻越，有利于爬行机行走时顺利转弯，防止履带传动时发生脱落现象，延长了履带2的使用寿命，维修拆卸也较为方便，同时导向装置8的设置可使爬行机运行更平稳，履带2上的永磁铁装置21与工件的接触数量的增加，既加强了履带2与磁性工件的吸附力，在工作时与磁悬浮构件7共同作用，使爬行机牢牢吸附在工件上，也解决了因履带2打滑而产生的爬行机丢步问题，两个主动链轮5分别由各自的蜗轮减速机31传动，通过不同转速的调节，可顺利实现爬行机的差速转弯。
本发明工作过程简介如下：
爬行机通过履带2中的磁铁212和磁悬浮构件7的共同作用，被吸附在磁性工件上，当带伺服电机的蜗轮减速机31通电运转后，即驱动主动链轮5转动而使履带2运动，爬行机在既定的路线上前行运动，按要求完成各种作业，当爬行机需作转弯运动时，则可分别控制两个伺服电机的转速，使车体两侧的履带2运行速度不等，就可实现转弯动作。
本发明所述的履带式永磁爬行机结构简单，行走平稳，转向灵活，装拆方便，在车体1的盖板上安装上相应的作业工具后，就可自动行走而完成诸如焊接、除锈、喷漆等多种工作。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种履带式永磁爬行机，包括车体(1)、呈封闭环状的履带(2)、车体(1)一端设有两个驱动装置(3)、车体(1)另一端设有可调节移动的连接轴(4)，车体(1)两侧设有主动链轮(5)和从动链轮(6)，主动链轮(5)由驱动装置(3)驱动而转动，从动链轮(6)转动设在连接轴(4)上，主动链轮(5)和从动链轮(6)通过履带(2)传动连接，车体(1)内侧板下端设置有可吸附在磁性工件上磁悬浮构件(7)，其特征是：所述的履带(2)包括依次排列的永磁铁装置(21)和连接片(22)，永磁铁装置(21)之间通过连接片(22)相互咬合铰接而成封闭环状，在永磁铁装置(21)内外两侧且位于永磁铁装置(21)与连接片(22)铰接处分别设有可转动的中间滚轮(23)，中间滚轮(23)在履带传动时可沿主动链轮(5)和从动链轮(6)的齿形轮廓面滚动。
2.根据权利要求1所述的履带式永磁爬行机，其特征是：所述的永磁铁装置(21)包括具有内孔的磁盒(211)和磁铁(212)，磁铁(212)贯穿设在磁盒(211)的内孔中，磁盒(211)内孔两端分别固定有可封盖住磁铁(212)的封板(213)和盖板(214)，与内孔平行的磁盒(211)两端分别具有突起连接部(211-1)和带凹槽的凹形连接部(211-2)，永磁铁装置(21)在通过连接片(22)相互咬合铰接时，突起连接部(211-1)嵌入凹形连接部(211-2)的凹槽内。
3.根据权利要求2所述的履带式永磁爬行机，其特征是：所述的车体(1)上设有履带导向装置(8)，所述的履带导向装置(8)包括固定在磁盒(211)上的导向块(81)和固定在车体(1)上的导向槽(82)，导向块(81)在履带(2)传动运行时卡入导向槽(82)内。
4.根据权利要求1所述的履带式永磁爬行机，其特征是：所述的驱动装置(3)包括固定在车体(1)上带伺服电机的蜗轮减速机(31)，主动链轮(5)固定在蜗轮减速机(31)的输出轴上。
5.根据权利要求4所述的履带式永磁爬行机，其特征是：所述的主动链轮(5)的外侧设有主动行走轮(9)，从动链轮(6)的外侧设有从动行走轮(10)，主动行走轮(9)固定在蜗轮减速机(31)的输出轴上并由蜗轮减速机(31)带动而转动，从动行走轮(10)转动设在连接轴(4)两端。
6.根据权利要求1所述的履带式永磁爬行机，其特征是：所述的车体(1)上设有可调节履带(2)松紧度的调节装置(11)，所述的调节装置(11)包括与连接轴(4)固定连接的调节块(111)和转动设在车体(1)上的调节螺杆(112)，调节螺杆(112)与调节块(111)螺纹连接。
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