CN105666472B - 履带爬壁四自由度并联机器人 - Google Patents
履带爬壁四自由度并联机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105666472B CN105666472B CN201610187880.7A CN201610187880A CN105666472B CN 105666472 B CN105666472 B CN 105666472B CN 201610187880 A CN201610187880 A CN 201610187880A CN 105666472 B CN105666472 B CN 105666472B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chassis
- crawler belt
- parallel
- freedom
- robot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims abstract description 9
- 241000219098 Parthenocissus Species 0.000 claims abstract description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000007592 spray painting technique Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/003—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics
- B25J9/0054—Programme-controlled manipulators having parallel kinematics with kinematics chains having a spherical joint at the base
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
- B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
- B25J15/06—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means
- B25J15/0608—Gripping heads and other end effectors with vacuum or magnetic holding means with magnetic holding means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D55/00—Endless track vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
- B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
- B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
一种履带爬壁四自由度并联机器人,其包括履带车和四自由度并联机器人;所述履带车包括矩形底盘,四个套,两个永磁履带机构,套与底盘均布固连,永磁履带机构与底盘对称联接,带动底盘沿磁性壁爬行;并联机器人包括动台,四个结构相同的SPR型分支,两个连杆,四个磁盘。SPR型分支包括缸体和活塞杆,每个连杆分别穿过上述动台的平行通孔,其两端分别与两个分支的缸体上端转动副联接,活塞杆下端与磁盘球副联接,磁盘与套滑动配合。本发明吸附力强、运动灵活、结构与控制简单,动台携工具可修复大型装备和工件缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及机器人,特别涉及一种爬壁机器人。
背景技术
爬壁机器人是一种可以在垂直墙壁上攀爬完成超出人极限的自动化作业的机器人,近20年成为国内外机器人领域研究的热点和前沿。目前爬壁机器人已用于储油罐探伤检查、舰船喷漆、军事侦查、高楼消防、清洁和喷涂、核设备检查测厚等。
专利号为200710016408.8的中国专利公开了一种铁基罐体爬壁机器人;中国专利CN1739925公开了一种非接触磁吸附轮式爬壁机器人;公开号为CN1428226的中国专利公开了一种履带式多吸盘爬壁机器人的实现方法及所述方法的机器人;公开号为CN101181913的中国专利公开了一种串联式模块化爬壁机器人;公开号为CN101537619的中国专利公开了一种模块化可重构蠕虫式爬壁机器人;公开号为CN102343588A的中国专利公开了一种磁盘吸附式爬壁机器人;申请号为02158876的中国专利公开了一种五足爬壁机器人;公开号为CN101746429A的中国专利公开了一种六足仿生湿吸爬壁机器人。
虽然上述爬壁类机器人各具特色,但机器人携工具(铣刀,激光焊枪等)操作时自由度少,运动精度较低,操作力不强,不适用于极端条件下大型设备、装备及大工件缺陷现场修复和再制造。增加操作工具自由度,提高其运动精度和操作力一直是爬壁类机器人设计、研制和应用中面临的难题。
发明内容:
本发明提供一种履带爬壁四自由度并联机器人,在保证爬壁类机器人吸附稳定、吸附力强、结构简单、快速爬壁和转向等优势前提下,可以增加爬壁类机器人携工具的运动自由度,运动精度和操作力,用于极端条件下大型装备及大工件表面缺陷现场修复和再制造。
本发明包括履带车和四自由度并联机器人。所述履带车包括底盘,四个套,两个永磁履带机构;底盘呈矩形,四个套均布在底盘四个顶角处,套的外壁与底盘垂直固连,套内设有通孔,该通孔两端开口直径小于中部直径;永磁履带机构包括闭环履带,电机,驱动齿轮,导向齿轮;闭环履带包括若干个框架和永磁块;每个框架内设有空腔,空腔内装有永磁块,每个框架前后端分别设有凸台和凹槽,每两个相连的框架中的前框架凸台与后框架凹槽转动副联接,构成闭环履带;电机与底盘固连,电机轴与驱动齿轮同轴连接,驱动齿轮和导向齿轮设在底盘的两侧,与底盘平行并通过转动副与底盘联接,闭环履带套在驱动齿轮和导向齿轮外,闭环履带的每个框架靠驱动齿轮和导向齿轮的一侧均设有齿条,该齿条与驱动齿轮和导向齿轮相啮合;驱动齿轮与闭环履带的框架内侧齿条啮合传动,导向齿轮支撑闭环履带的框架内侧齿条,两个永磁履带机构与底盘对称联接,带动底盘沿磁性壁爬行。
所述四自由度并联机器人包括动台,四个结构相同的SPR型分支,两个连杆,四个磁盘,四个弹簧。所述动台为矩形板,靠近矩形板的两个短边设有两个平行通孔;所述两个连杆两端均设有两个相互平行,且垂直于连杆的通孔;所述SPR型分支包括电动缸体和活塞杆,活塞杆相对电动缸体直线伸缩运动;每个连杆分别穿过上述动台的平行通孔,每个连杆的两端分别与两个SPR型分支上的电动缸体上端转动副联接,活塞杆下端与磁盘上的球副联接,所述四个磁盘分别设在上述四个滑套的下端通孔内,并与套滑动配合;弹簧套在位于套通孔内的活塞杆上,该弹簧的两端抵在磁盘上面和套上端开口的内下表面;当所有活塞杆缩回时,磁盘脱离工件壁,电动缸缸体下端的凸台抵到套上端,磁盘被锁在套内,并联机器人随履带车爬行,活塞杆伸长时,磁盘吸附工件壁,并联机器人在工作范围内运动。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1、履带车能驱动并联机器人同时快速爬壁与换向,吸附性稳定,吸附力强,控制简单;
2、并联机器人吸附性稳定,吸附力强,运动灵活,其动台携带机器人手或铣刀、激光枪、磨头等工具可以完成极端条件下对太空站、核/水电站、采矿/冶金/装卸设备、采/输/储油气设备、大型舰船/飞机等大型装备及大工件表面缺陷现场修复和再制造,探伤检查、除锈、喷漆及军事侦查等任务。
附图说明
图1是本发明的主视剖视示意简图。
图2是本发明的侧视示意简图。
图3是图1的A-A视图。
图4是本发明履带结构的示意简图。
图中:1-底盘、2-电机、3-驱动齿轮、4-导向齿轮、5-闭环履带、5-1-框架、5-2-永磁块、6-套、7-磁盘、8-SPR型分支、9-弹簧、10-动台、11-连杆、12-刀具。
具体实施方式
在图1-3的履带爬壁四自由度并联机器人示意图中,底盘1呈矩形,四个套6均布在底盘四个顶角处,套的外壁与底盘垂直固连,套内设有通孔,该通孔两端开口直径小于中部直径;永磁履带机构中的闭环履带5包括若干个框架和永磁块;每个框架5-1内设有空腔,空腔内装有永磁块5-2,每个框架前后端分别设有凸台和凹槽,每两个相连的框架中的前框架凸台与后框架凹槽转动副联接,构成闭环履带;电机2与底盘固连,电机轴与驱动齿轮3同轴连接,驱动齿轮和导向齿轮4设在底盘的两侧,与底盘平行并通过转动副与底盘联接,闭环履带套在驱动齿轮和导向齿轮外,闭环履带的每个框架靠驱动齿轮和导向齿轮的一侧均设有齿条,该齿条与驱动齿轮和导向齿轮相啮合;四自由度并联机器人中的动台10为矩形板,靠近矩形板的两个短边设有两个平行通孔,两个连杆11两端均设有两个相互平行,且垂直于连杆的通孔,四个结构相同的SPR型分支8包括电动缸体8-1和活塞杆8-2,每个连杆分别穿过上述动台的平行通孔,每个连杆的两端分别与两个SPR型分支上的电动缸体上端转动副联接,活塞杆下端与磁盘7上的球副联接,所述四个磁盘分别设在上述四个滑套的下端通孔内,并与套滑动配合;弹簧9套在位于套通孔内的活塞杆上,该弹簧的两端抵在磁盘上面和套上端开口的内下表面;刀具12连接在动台上。
Claims (1)
1.一种履带爬壁四自由度并联机器人,它包括履带车和四自由度并联机器人;所述履带车包括底盘、两个永磁履带机构;所述底盘呈矩形,永磁履带机构包括闭环履带,电机,驱动齿轮,导向齿轮;闭环履带包括若干个框架和永磁块;每个框架内设有空腔,空腔内装有永磁块,每个框架前后端分别设有凸台和凹槽,每两个相连的框架中的前框架凸台与后框架凹槽转动副联接,构成闭环履带;电机与底盘固连,电机轴与驱动齿轮同轴连接,驱动齿轮和导向齿轮设在底盘的两侧,与底盘平行并通过转动副与底盘联接,闭环履带套在驱动齿轮和导向齿轮外,闭环履带的每个框架靠驱动齿轮和导向齿轮的一侧均设有齿条,该齿条与驱动齿轮和导向齿轮相啮合,其特征在于:所述履带车带有均布在底盘四个顶角处的四个套,套的外壁与底盘垂直固连,套内设有通孔,该通孔两端开口直径小于中部直径;所述四自由度并联机器人包括动台,四个结构相同的SPR型分支,两个连杆,四个磁盘,四个弹簧;所述动台为矩形板,靠近矩形板的两个短边设有两个平行通孔;所述两个连杆两端均设有两个相互平行,且垂直于连杆的通孔;所述SPR型分支包括电动缸体和活塞杆,活塞杆相对电动缸体直线伸缩运动;每个连杆分别穿过上述动台的平行通孔,每个连杆的两端分别与两个SPR型分支上的电动缸体上端转动副联接,活塞杆下端与磁盘上的球副联接,所述四个磁盘分别设在上述四个滑套的下端通孔内,并与套滑动配合;弹簧套在位于套通孔内的活塞杆上,该弹簧的两端抵在磁盘上面和套上端开口的内下表面。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610187880.7A CN105666472B (zh) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 履带爬壁四自由度并联机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610187880.7A CN105666472B (zh) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 履带爬壁四自由度并联机器人 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105666472A CN105666472A (zh) | 2016-06-15 |
CN105666472B true CN105666472B (zh) | 2017-08-11 |
Family
ID=56224519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610187880.7A Expired - Fee Related CN105666472B (zh) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 履带爬壁四自由度并联机器人 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105666472B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106043475B (zh) * | 2016-06-29 | 2018-05-18 | 洛阳圣瑞智能机器人有限公司 | 一种玻璃清洗机器人履带运动垂直换向装置及方法 |
CN106424503B (zh) * | 2016-10-17 | 2018-01-23 | 燕山大学 | 一种四自由度并联锻压机 |
CN108515437A (zh) * | 2018-02-10 | 2018-09-11 | 浙江工业大学 | 一种用于复杂表面爬行的自动化装备柔性末端执行器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4132279A (en) * | 1976-08-18 | 1979-01-02 | Lende Leendert J V D | Automotive tractor unit, more particularly for riding and working on vertical walls, ceilings and suchlike |
US4664212A (en) * | 1984-08-14 | 1987-05-12 | Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd. | Vacuum wall crawler |
CN2764694Y (zh) * | 2005-02-02 | 2006-03-15 | 胡广怀 | 自动除锈、喷漆工程车 |
CN203636167U (zh) * | 2013-10-14 | 2014-06-11 | 徐建宁 | 履带切割机 |
CN104369182A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-25 | 燕山大学 | 一种4spr+2r型四自由度并联机构 |
-
2016
- 2016-03-29 CN CN201610187880.7A patent/CN105666472B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4132279A (en) * | 1976-08-18 | 1979-01-02 | Lende Leendert J V D | Automotive tractor unit, more particularly for riding and working on vertical walls, ceilings and suchlike |
US4664212A (en) * | 1984-08-14 | 1987-05-12 | Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd. | Vacuum wall crawler |
CN2764694Y (zh) * | 2005-02-02 | 2006-03-15 | 胡广怀 | 自动除锈、喷漆工程车 |
CN203636167U (zh) * | 2013-10-14 | 2014-06-11 | 徐建宁 | 履带切割机 |
CN104369182A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-25 | 燕山大学 | 一种4spr+2r型四自由度并联机构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105666472A (zh) | 2016-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105666472B (zh) | 履带爬壁四自由度并联机器人 | |
CN103612684B (zh) | 一种三平面分支六自由度并联爬壁机器人 | |
CN103192365B (zh) | 一种变胞爬壁并联机器人 | |
CN105235763B (zh) | 一种含六个可变分支并联爬壁机器人 | |
CN204339774U (zh) | 一种生物气溶胶监测机器人 | |
CN107511843A (zh) | 并联多操作手机构 | |
KR20160054122A (ko) | 등반 로봇 | |
CN104670356A (zh) | 一种导柱式吸盘爬壁机器人 | |
CN110027673A (zh) | 一种用于巨型船体多功能加工的自适应牵引爬壁机器人 | |
CN104802868A (zh) | 一种多功能便携式移动平台 | |
Sonsalla et al. | Coyote iii: Development of a modular and highly mobile micro rover | |
CN108205012A (zh) | 一种爬壁检测机器人 | |
CN106914880A (zh) | 具有侦查及医疗救护功能的机器人 | |
DE112014000257T5 (de) | Roboter für Deckenhohlrauminspektion | |
CN106601070A (zh) | 一种飞行器侧杆模拟装置 | |
CN108202778A (zh) | 一种爬壁打磨机器人 | |
CN202795887U (zh) | 大位移运动模拟器 | |
Lee | Design of a humanoid robot for disaster response | |
CN206292207U (zh) | 爬壁检测机器人 | |
CN107289819A (zh) | 一种自主式智能探雷机械装置及探雷方法 | |
Chen et al. | Design and preliminary experiments of a robot for searching interior of rubble | |
Duleba | Modeling and control of mobile manipulators | |
EP1319918B1 (de) | ABC-Aufklärungsfahrzeug | |
RU102583U1 (ru) | Гусеничное транспортное средство с переменной базой | |
CN105905181A (zh) | 磁盘吊挂循环爬壁机器人 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170811 |