CN107717695A - 一种四自由度的钢梁除锈机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种四自由度的钢梁除锈机器人，包括移动车架、磁吸式移动轮、四自由度机械臂和除锈打磨盘，所述移动车架底部焊接有轮架，轮架上架设有磁吸式移动轮，所述磁吸式移动轮由橡胶轮胎、永磁铁、轮轴和轮毂组成；所述移动车架上安装有旋转电机，旋转电机上端连接四自由度机械臂，四自由度机械臂前端安装有除锈打磨盘；能够实现在钢梁上倾斜行走，方便进一步的对钢梁除锈作业，除锈打磨盘对移动车架外侧360°任意方向的钢梁打磨除锈作业；方便操作四自由度机械臂在各个关节处转动调节角度，操作方便快捷，灵活性好，除锈打磨盘旋转对钢梁表面铁锈打磨并去除。

Description

一种四自由度的钢梁除锈机器人
技术领域
本发明涉及打磨机械设备技术领域，具体是一种四自由度的钢梁除锈机器人。
背景技术
钢梁一般应用于大型机械设备上或厂房、港口、电力设施等领域中，起到很好的支撑作用，随着使用时间的增加和作业环境的影响，钢梁表面会出现锈蚀的问题，在进行修补时，需要将其表面的铁锈去除并打磨抛光，然后涂抹防锈剂加以保护。通常针对钢梁的打磨操作由人工进行，并且在高空等危险环境下作业，工作效率低，安全性无法保证，并且费时费力，不能灵活操作以实现对钢梁除锈。因此，需要一种四自由度的钢梁除锈机器人替代人工完成作业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种四自由度的钢梁除锈机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种四自由度的钢梁除锈机器人，包括移动车架、磁吸式移动轮、四自由度机械臂和除锈打磨盘，所述移动车架底部焊接有轮架，轮架上架设有磁吸式移动轮，所述磁吸式移动轮由橡胶轮胎、永磁铁、轮轴和轮毂组成；所述移动车架上安装有旋转电机，旋转电机上端连接四自由度机械臂，四自由度机械臂前端安装有除锈打磨盘。
作为本发明进一步的方案：所述轮毂安装在轮轴上，轮轴两端架设在轮架上且转动安装在轮架上，所述轮轴一端穿出轮架焊接有从动皮带轮，从动皮带轮通过传动皮带连接主动皮带轮，主动皮带轮焊接在电动机的转轴上，电动机安装在移动车架上。
作为本发明进一步的方案：所述轮毂外侧安装有橡胶轮胎，橡胶轮胎为橡胶实心胎且表面设有防滑纹路，所述橡胶轮胎内镶嵌有永磁铁，永磁铁呈环形结构安装在橡胶轮胎内。
作为本发明进一步的方案：所述四自由度机械臂上设有第一自由度转动关节、第二自由度转动关节、第三自由度转动关节和第四自由度转动关节。
作为本发明进一步的方案：所述第一自由度转动关节、第二自由度转动关节、第三自由度转动关节和第四自由度转动关节结构相同，均由用于伺服电机安装的一节机械臂、伺服电机、与伺服电机连接的传动轴以及与传动轴连接的另一节机械臂组成。
作为本发明进一步的方案：所述伺服电机为交流伺服电机，交流伺服电机均与谐波减速器连接。
作为本发明进一步的方案：所述除锈打磨盘安装在旋转轴上，旋转轴连接打磨电机，打磨电机固定在四自由度机械臂前端，除锈打磨盘外部设有防溅罩。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、所述的一种四自由度的钢梁除锈机器人, 当橡胶轮胎在钢梁上行走时，永磁铁对钢梁产生一定的吸力，从而使移动车架牢牢的吸附在钢梁上，配合电动机驱动磁吸式移动轮滚动，移动车架稳定的在钢梁上移动，能够实现在钢梁上倾斜行走，方便进一步的对钢梁除锈作业。
2、旋转电机驱动四自由度机械臂完成360°的旋转，方便四自由度机械臂前端的除锈打磨盘对移动车架外侧360°任意方向的钢梁打磨除锈作业。
3、方便操作四自由度机械臂在各个关节处转动调节角度，操作方便快捷，灵活性好，打磨电机通过旋转轴驱动除锈打磨盘旋转对钢梁表面铁锈打磨并去除。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中除锈打磨盘的结构示意图。
图3为本发明中磁吸式移动轮的结构示意图。
图中：1-移动车架、2-轮架、3-磁吸式移动轮、4-传动皮带、5-电动机、6-控制器、7-旋转电机、8-第一自由度转动关节、9-第二自由度转动关节、10-第三自由度转动关节、11-第四自由度转动关节、12-四自由度机械臂、13-除锈打磨盘、14-防溅罩、15-旋转轴、16-打磨电机、17-橡胶轮胎、18-永磁铁、19-轮轴、20-轮毂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种四自由度的钢梁除锈机器人，包括移动车架1、磁吸式移动轮3、四自由度机械臂12和除锈打磨盘13，所述移动车架1底部焊接有轮架2，轮架2上架设有磁吸式移动轮3，所述磁吸式移动轮3由橡胶轮胎17、永磁铁18、轮轴19和轮毂20组成，所述轮毂20安装在轮轴19上，轮轴19两端架设在轮架2上且转动安装在轮架2上，所述轮轴19一端穿出轮架2焊接有从动皮带轮，从动皮带轮通过传动皮带4连接主动皮带轮，主动皮带轮焊接在电动机5的转轴上，电动机5安装在移动车架1上；所述轮毂20外侧安装有橡胶轮胎17，橡胶轮胎17为橡胶实心胎且表面设有防滑纹路，耐磨性能好，抓地能力强，摩擦力大，不易打滑，所述橡胶轮胎17内镶嵌有永磁铁18，永磁铁18呈环形结构安装在橡胶轮胎17内，当橡胶轮胎17在钢梁上行走时，永磁铁18对钢梁产生一定的吸力，从而使移动车架1牢牢的吸附在钢梁上，配合电动机5驱动磁吸式移动轮3滚动，移动车架1稳定的在钢梁上移动，能够实现在钢梁上倾斜行走，方便进一步的对钢梁除锈作业。
所述移动车架1上安装有旋转电机7，旋转电机7上端连接四自由度机械臂12，四自由度机械臂12前端安装有除锈打磨盘13，旋转电机7驱动四自由度机械臂12完成360°的旋转，方便四自由度机械臂12前端的除锈打磨盘13对移动车架1外侧360°任意方向的钢梁打磨除锈作业。
具体的，所述四自由度机械臂12上设有第一自由度转动关节8、第二自由度转动关节9、第三自由度转动关节10和第四自由度转动关节11，所述第一自由度转动关节8、第二自由度转动关节9、第三自由度转动关节10和第四自由度转动关节11结构相同，均由用于伺服电机安装的一节机械臂、伺服电机、与伺服电机连接的传动轴以及与传动轴连接的另一节机械臂组成，所述伺服电机选用交流伺服电机，交流伺服电机均与谐波减速器连接，方便操作四自由度机械臂12在各个关节处转动调节角度，操作方便快捷，灵活性好。
具体的，所述除锈打磨盘13安装在旋转轴15上，旋转轴15连接打磨电机16，打磨电机16固定在四自由度机械臂12前端，除锈打磨盘13外部设有防溅罩14，打磨电机16通过旋转轴15驱动除锈打磨盘13旋转对钢梁表面铁锈打磨并去除。
具体的，所述电动机5、旋转电机7、四自由度机械臂12上的伺服电机和打磨电机16分别电连接控制器6，控制器6安装在移动车架1上，本申请中控制器6及其控制电路的设计为本技术领域人员的公知常识，在此不再详细阐述，只要使得控制器6可以分别控制电动机5、旋转电机7、四自由度机械臂12上的伺服电机和打磨电机16工作即可。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (7)

1.一种四自由度的钢梁除锈机器人，包括移动车架(1)、磁吸式移动轮(3)、四自由度机械臂(12)和除锈打磨盘(13)，其特征在于，所述移动车架(1)底部焊接有轮架(2)，轮架(2)上架设有磁吸式移动轮(3)，所述磁吸式移动轮(3)由橡胶轮胎(17)、永磁铁(18)、轮轴(19)和轮毂(20)组成；所述移动车架(1)上安装有旋转电机(7)，旋转电机(7)上端连接四自由度机械臂(12)，四自由度机械臂(12)前端安装有除锈打磨盘(13)。
2.根据权利要求1所述的一种四自由度的钢梁除锈机器人，其特征在于，所述轮毂(20)安装在轮轴(19)上，轮轴(19)两端架设在轮架(2)上且转动安装在轮架(2)上，所述轮轴(19)一端穿出轮架(2)焊接有从动皮带轮，从动皮带轮通过传动皮带(4)连接主动皮带轮，主动皮带轮焊接在电动机(5)的转轴上，电动机(5)安装在移动车架(1)上。
3.根据权利要求2所述的一种四自由度的钢梁除锈机器人，其特征在于，所述轮毂(20)外侧安装有橡胶轮胎(17)，橡胶轮胎(17)为橡胶实心胎且表面设有防滑纹路，所述橡胶轮胎(17)内镶嵌有永磁铁(18)，永磁铁(18)呈环形结构安装在橡胶轮胎(17)内。
4.根据权利要求1所述的一种四自由度的钢梁除锈机器人，其特征在于，所述四自由度机械臂(12)上设有第一自由度转动关节(8)、第二自由度转动关节(9)、第三自由度转动关节(10)和第四自由度转动关节(11)。
5.根据权利要求4所述的一种四自由度的钢梁除锈机器人，其特征在于，所述第一自由度转动关节(8)、第二自由度转动关节(9)、第三自由度转动关节(10)和第四自由度转动关节(11)结构相同，均由用于伺服电机安装的一节机械臂、伺服电机、与伺服电机连接的传动轴以及与传动轴连接的另一节机械臂组成。
6.根据权利要求5所述的一种四自由度的钢梁除锈机器人，其特征在于，所述伺服电机为交流伺服电机，交流伺服电机均与谐波减速器连接。
7.根据权利要求1所述的一种四自由度的钢梁除锈机器人，其特征在于，所述除锈打磨盘(13)安装在旋转轴(15)上，旋转轴(15)连接打磨电机(16)，打磨电机(16)固定在四自由度机械臂(12)前端，除锈打磨盘(13)外部设有防溅罩(14)。
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