CN112984276A - 一种可以在矩形风管内行走的机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可以在矩形风管内行走的机构，包括底座板，所述底座板的左右两侧面均设有L型连接座，左右两侧所述L型连接座上分别安装有第一旋转电机和第二旋转电机，所述第一旋转电机和第二旋转电机的输出端分别连接有第一丝杠滑块副和第二丝杠滑块副，所述第一丝杠滑块副和第二丝杠滑块副的下端面均连接有旋转连接座，左右两侧所述旋转连接座的内部分别安装有第三旋转电机和第四旋转电机，所述第三旋转电机和第四旋转电机的输出端分别连接有第三丝杠滑块副和第四丝杠滑块副，所述第三丝杠滑块副和第四丝杠滑块副的侧面分别安装有第一固定装置和第二固定装置。本发明产品的底座板可以和多种制造设备、检测设备相联接，完成如焊接工作、焊缝检测、状态检查等工作。

Description

一种可以在矩形风管内行走的机构
技术领域
本发明涉及智能制造领域技术领域，具体领域为一种可以在矩形风管内行走的机构。
背景技术
目前生产线中风管的安装、检测、维修等工作基本都是人工完成。人员在安装、检测、维修过程中需要进入到风管内完成部分工作，但风管内空间狭小，加强筋布置复杂，人员在内部工作活动空间受限；部分风管运行一段时间后，内部存有大量有害物质，对人员健康存在危害；当风管较长时，人员进入前需要配有足够的通风，意外逃生风险大。针对以上等等问题，需要发明一种可以代替人员进入风管内部，完成风管内部的工作。因此发明一种可以矩形风管内行走的机构，配合多种生产制造、检测设备，实现生产线风管***的安装、检测、维修工作，完善智能生产线车间***。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以在矩形风管内行走的机构，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：一种可以在矩形风管内行走的机构，包括底座板，所述底座板的左右两侧面均设置有L型连接座，左右两侧所述L型连接座上分别安装有第一旋转电机和第二旋转电机，所述第一旋转电机和第二旋转电机的输出端均贯穿L型连接座且分别连接有第一丝杠滑块副和第二丝杠滑块副，所述第一丝杠滑块副和第二丝杠滑块副的下端面均连接有旋转连接座，左右两侧所述旋转连接座的内部分别安装有第三旋转电机和第四旋转电机，所述第三旋转电机和第四旋转电机的输出端均贯穿旋转连接座且分别连接有第三丝杠滑块副和第四丝杠滑块副，所述第三丝杠滑块副和第四丝杠滑块副的侧面分别安装有第一固定装置和第二固定装置。
优选的，所述第一丝杠滑块副、第二丝杠滑块副、第三丝杠滑块副和第四丝杠滑块副的结构相同，均包括步进电机、电机及轴承连接座、丝杠、滑块、导轨和轴承及轴承座，所述步进电机固定在电机及轴承连接座上，所述步进电机的输出端与丝杠相连，所述丝杠与轴承及轴承座的轴承连接，固定在所述轴承及轴承座的轴承座上，所述电机及轴承连接座固定在导轨的一端，所述轴承及轴承座固定在导轨的另一端，所述丝杠螺纹连接于滑块的内部。
优选的，所述第一固定装置和第二固定装置为电磁铁，所述电磁铁的数量为四个，四个所述电磁铁分别位于第三丝杠滑块副和第四丝杠滑块副的前后两侧。
优选的，所述第一固定装置和第二固定装置均为真空吸盘，所述真空吸盘的数量为四组，四组所述真空吸盘分别位于第三丝杠滑块副和第四丝杠滑块副的前后两侧。
优选的，所述第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机和第四旋转电机的输出端与滑块相连，所述第一固定装置和第二固定装置安装于导轨的外部侧面，两个所述旋转连接座均包括位于上下两侧的连接板和用于连接两侧所述连接板的支柱，上侧两个所述连接板与轴承及轴承座相连，下侧两个所述连接板用于安装第三旋转电机和第四旋转电机。
优选的，所述第一固定装置和第二固定装置与导轨之间、所述第一旋转电机和第二旋转电机与L型连接座之间，所述第三旋转电机和第四旋转电机与旋转连接座之间均通过螺栓连接固定。
优选的，两个所述L型连接座与底座板的连接处均设置有加强板。
优选的，所述旋转连接座包括三个支柱，三个所述支柱分部于两侧连接板的四周，所述三个支柱之间留有用于安装第三旋转电机或第四旋转电机的间隙。
优选的，所述底座板用于安装不同设备，所述底座板与所述设备配合工作实现不同功能。
优选的，还包括第五丝杠滑块副和第六电机，第五丝杠滑块副与第一丝杠滑块副的机构相同，所述第六电机上安装有L型连接板，所述第六电机的输出端贯穿L型连接板且与第五丝杠滑块副相连，所述第五丝杠滑块副与底座板之间、所述第六电机与L型连接板之间均通过螺栓连接固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明产品可以在X\Y\Z三向移动，同时具备旋转功能，保证本产品可以在风管的水平面、竖直面上、弯头曲面上移动，实现在风管内行走的功能。
2.本发明产品的固定方式选为电磁铁固定，当本发明产品机构用于非磁性物体表面行走时，可以改用真空吸盘来实现。
3.本发明产品的使用范围并不局限在矩形风管内部行走，同样可以在平板件、简单曲面物体上行走。只是行走在曲面上时，其运动速度相对较慢。
4.本发明产品可的底座板，可配备多种不同的生产制造设备、检测设备、运动机构等，实现多种功能。本发明产品做为机械硬件，配合智能控制***并入到生产车间的智能***中，实现智能***中的在线检测、维修等功能。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的X向运动示意图；
图3为本发明的Y向运动示意图；
图4为本发明的旋转运动示意图；
图5为本发明的主视结构示意图；
图6为本发明的侧视结构示意图；
图7为本发明的俯视结构示意图。
图中：1-底座板、2-L型连接座、3-第一旋转电机、4-第二旋转电机、5-第一丝杠滑块副、6-第二丝杠滑块副、7-旋转连接座、701-连接板、702-支柱、8-第三旋转电机、9-第四旋转电机、10-三丝杠滑块副、11-第四丝杠滑块副、12-第一固定装置、13-步进电机、14-电机及轴承连接座、15-丝杠、16-滑块、17-导轨、18-轴承及轴承座、19-第五丝杠滑块副、20-第六电机、21-L型连接板、22-第二固定装置。
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1-7，本发明提供一种技术方案：一种可以在矩形风管内行走的机构，包括底座板1，所述底座板1的左右两侧面均设置有L型连接座2，左右两侧所述L型连接座2上分别安装有第一旋转电机3和第二旋转电机4，所述第一旋转电机3和第二旋转电机4的输出端均贯穿L型连接座3且分别连接有第一丝杠滑块副5和第二丝杠滑块副6，所述第一丝杠滑块副5和第二丝杠滑块副6的下端面均连接有旋转连接座7，左右两侧所述旋转连接座7的内部分别安装有第三旋转电机8和第四旋转电机9，所述第三旋转电机8和第四旋转电机9的输出端均贯穿旋转连接座7且分别连接有第三丝杠滑块副10和第四丝杠滑块副11，所述第三丝杠滑块副10和第四丝杠滑块副11的侧面分别安装有第一固定装置12和第二固定装置22，使机构固定在风管表面，从而实现在风管内行走的功能。
具体而言，所述第一丝杠滑块副5、第二丝杠滑块副6、第三丝杠滑块副10和第四丝杠滑块副11用来实现机构的移动功能，且结构相同，均包括步进电机13、电机及轴承连接座14、丝杠15、滑块16、导轨17和轴承及轴承座18，所述步进电机13固定在电机及轴承连接座14上，所述步进电机13的输出端与丝杠15相连，所述丝杠15与轴承及轴承座18的轴承连接，固定在所述轴承及轴承座18的轴承座上，所述电机及轴承连接座14固定在导轨17的一端，所述轴承及轴承座18固定在导轨17的另一端，所述丝杠15螺纹连接于滑块16的内部。
具体而言，所述第一固定装置12和第二固定装置22为电磁铁，所述电磁铁的数量为四个，四个所述电磁铁分别位于第三丝杠滑块副10和第四丝杠滑块副11的前后两侧，用于磁性物体表面行走。
具体而言，所述第一固定装置12和第二固定装置22均为真空吸盘，所述真空吸盘的数量为四组，四组所述真空吸盘分别位于第三丝杠滑块副10和第四丝杠滑块副11的前后两侧，用于非磁性物体表面行走。
具体而言，所述第一旋转电机3、第二旋转电机4、第三旋转电机8和第四旋转电机9的输出端与滑块16相连，用来实现机构的旋转功能，所述第一固定装置12和第二固定装置22安装于导轨17的外部侧面，两个所述旋转连接座7均包括位于上下两侧的连接板701和用于连接两侧所述连接板701的支柱702，上侧两个所述连接板701与轴承及轴承座18相连，下侧两个所述连接板701用于安装第三旋转电机8和第四旋转电机9。
具体而言，所述第一固定装置12和第二固定装置22与导轨17之间、所述第一旋转电机3和第二旋转电机4与L型连接座2之间，所述第三旋转电机8和第四旋转电机9与旋转连接座7之间均通过螺栓连接固定。
具体而言，两个所述L型连接座2与底座板1的连接处均设置有加强板，用于增强连接处的稳定性。
具体而言，所述旋转连接座7包括三个支柱702，三个所述支柱702分部于两侧连接板701的四周，所述三个支柱702之间留有用于安装第三旋转电机8或第四旋转电机9的间隙，方便第三旋转电机8或第四旋转电机9的安装和拆卸。
具体而言，所述底座板2用于安装不同设备，所述底座板2与所述设备配合工作实现不同功能，所述底座板5可配备多种不同的生产制造设备、检测设备、运动机构等，实现多种功能。
具体而言，还包括第五丝杠滑块副19和第六电机20，第五丝杠滑块副19与第一丝杠滑块副5的机构相同，所述第六电机20上安装有L型连接板21，所述第六电机20的输出端贯穿L型连接板21且与第五丝杠滑块副19相连，所述第五丝杠滑块副19与底座板1之间、所述第六电机20与L型连接板21之间均通过螺栓连接固定，增加本发明产品在Z向的运动范围,当L型连接板9与焊枪固定联接，能够实现焊枪旋转功能。
工作原理：以第一固定装12和第二固定装置22选用电磁铁为例，实现本发明产品在X向运动的动作如下述：第一丝杠滑块副5和第二丝杠滑块副6上的滑块16处在相同高度上，第一固定装置12通电后固定在风管壁板上，第二丝杠滑块副6中的步进电机13工作使第二丝杠滑块副6与第二固定装置22与风管壁脱开，第三丝杠滑块副10中的步进电机13工作，带动整体沿X向运动，同时第四丝杠滑块副10中的步进电机13工作，使第四丝杠滑块副10的导轨17向X方向运动。
第三丝杠滑块副10中的步进电机13停止工作后，第二丝杠滑块副6中的步进电机13工作，使第四丝杠滑块副11、第二固定装置22与风管壁板接触(第三丝杠滑块副10与第一丝杠滑块副5的滑块16高度保证相同)，第二固定装置22通电后与风管壁板固定，第一固定装置12断电，不再固定在风管壁上。
第一丝杠滑块副5中的步进电机13旋转，带动第三丝杠滑块副10、第一固定装置12上升与风管壁板脱开，第四丝杠滑块副11的步进电机13旋转，带动整体沿X向运动，同时第三丝杠滑块副10中的步进电机13旋转，使第三丝杠滑块副10中的导轨向X方向运动。
依次重复以上动作，实现本发明产品在X向的运动功能。
实现本发明产品在Y向运动的动作如下述：第三丝杠滑块副10、第四丝杠滑块副11中的滑块16运动到靠近轴承及轴承座18附近后，第一固定装置12通电与风管壁板固定，第二丝杠滑块副6中的步进电机13旋转，使第四丝杠滑块副11、第二固定装置22上升与风管壁板脱开，第四旋转电机9旋转90度，第四丝杠滑块副11转至Y轴同向，第二丝杠滑块副6中的步进电机13旋转，使第四丝杠滑块副11、第二固定装置22下降与风管壁板接触，第二固定装置22通电与风管壁固定。
第一固定装置12断电，第一丝杠滑块副5中的步进电机13旋转，第三丝杠滑块副10、第一固定装置12上升与风管壁板脱开，第三旋转电机8旋转90度，使第三丝杠滑块副10转至与Y轴同向，第一丝杠滑块副5中的步进电机13旋转，使第三丝杠滑块副10、第一固定装置12下降与风管接触。而后在Y轴方向上的运动动作与X轴方向运动相同。
本发明产品通过第一旋转电机3和第二旋转电机4的旋转，可以使本发明产品由X、Y平面运动变为在X、Z平面内运动，从而实现本发明产品在水平、竖直方向的***。
当本发明产品在简单曲面上运动时，第一固定装置12通过与风管壁板固定，第二丝杠滑块副6中的步进电机13旋转，第四丝杠滑块副11、第二固定装置22上升，停止后第二旋转电机4旋转，第二旋转电机4旋转到位后，第二丝杠滑块副6中的步进电机13旋转，第四丝杠滑块副11、第二固定装置22下降与风管接触后停止，第二固定装置22通电与风管壁固定。第一固定装置12断电，第一丝杠滑块副5中的步进电机13旋转，第三丝杠滑块副10、第二固定装置22上升，停止后第三旋转电机8旋转，到位后第一丝杠滑块副5中的步进电机13旋转，第三丝杠滑块副10、第二固定装置22下降与风管壁接触，第一固定装置12通电与风管壁固定。依次重复动作实现本发明产品在简单曲面上。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可以在矩形风管内行走的机构，包括底座板(1)，其特征在于：所述底座板(1)的左右两侧面均设置有L型连接座(2)，左右两侧所述L型连接座(2)上分别安装有第一旋转电机(3)和第二旋转电机(4)，所述第一旋转电机(3)和第二旋转电机(4)的输出端均贯穿L型连接座(3)且分别连接有第一丝杠滑块副(5)和第二丝杠滑块副(6)，所述第一丝杠滑块副(5)和第二丝杠滑块副(6)的下端面均连接有旋转连接座(7)，左右两侧所述旋转连接座(7)的内部分别安装有第三旋转电机(8)和第四旋转电机(9)，所述第三旋转电机(8)和第四旋转电机(9)的输出端均贯穿旋转连接座(7)且分别连接有第三丝杠滑块副(10)和第四丝杠滑块副(11)，所述第三丝杠滑块副(10)和第四丝杠滑块副(11)的侧面分别安装有第一固定装置(12)和第二固定装置(22)。
2.根据权利要求1所述的一种可以在矩形风管内行走的机构，其特征在于：所述第一丝杠滑块副(5)、第二丝杠滑块副(6)、第三丝杠滑块副(10)和第四丝杠滑块副(11)的结构相同，均包括步进电机(13)、电机及轴承连接座(14)、丝杠(15)、滑块(16)、导轨(17)和轴承及轴承座(18)，所述步进电机(13)固定在电机及轴承连接座(14)上，所述步进电机(13)的输出端与丝杠(15)相连，所述丝杠(15)与轴承及轴承座(18)的轴承连接，固定在所述轴承及轴承座(18)的轴承座上，所述电机及轴承连接座(14)固定在导轨(17)的一端，所述轴承及轴承座(18)固定在导轨(17)的另一端，所述丝杠(15)螺纹连接于滑块(16)的内部。
3.根据权利要求1所述的一种可以在矩形风管内行走的机构，其特征在于：所述第一固定装置(12)和第二固定装置(22)为电磁铁，所述电磁铁的数量为四个，四个所述电磁铁分别位于第三丝杠滑块副(10)和第四丝杠滑块副(11)的前后两侧。
4.根据权利要求1所述的一种可以在矩形风管内行走的机构，其特征在于：所述第一固定装置(12)和第二固定装置(22)均为真空吸盘，所述真空吸盘的数量为四组，四组所述真空吸盘分别位于第三丝杠滑块副(10)和第四丝杠滑块副(11)的前后两侧。
5.根据权利要求2所述的一种可以在矩形风管内行走的机构，其特征在于：所述第一旋转电机(3)、第二旋转电机(4)、第三旋转电机(8)和第四旋转电机(9)的输出端与滑块(16)相连，所述第一固定装置(12)和第二固定装置(22)安装于导轨(17)的外部侧面，两个所述旋转连接座(7)均包括位于上下两侧的连接板(701)和用于连接两侧所述连接板(701)的支柱(702)，上侧两个所述连接板(701)与轴承及轴承座(18)相连，下侧两个所述连接板(701)用于安装第三旋转电机(8)和第四旋转电机(9)。
6.根据权利要求2所述的一种可以在矩形风管内行走的机构，其特征在于：所述第一固定装置(12)和第二固定装置(22)与导轨(17)之间、所述第一旋转电机(3)和第二旋转电机(4)与L型连接座(2)之间，所述第三旋转电机(8)和第四旋转电机(9)与旋转连接座(7)之间均通过螺栓连接固定。
7.根据权利要求1至6中任一所述的一种可以在矩形风管内行走的机构，其特征在于：两个所述L型连接座(2)与底座板(1)的连接处均设置有加强板。
8.根据权利要求1至6中任一所述的一种可以在矩形风管内行走的机构，其特征在于：所述旋转连接座(7)包括三个支柱(702)，三个所述支柱(702)分部于两侧连接板(701)的四周，所述三个支柱(702)之间留有用于安装第三旋转电机(8)或第四旋转电机(9)的间隙。
9.根据权利要求1至6中任一所述的一种可以在矩形风管内行走的机构，其特征在于：所述底座板(2)用于安装不同设备，所述底座板(2)与所述设备配合工作实现不同功能。
10.根据权利要求1至6中任一所述的一种可以在矩形风管内行走的机构，其特征在于：还包括第五丝杠滑块副(19)和第六电机(20)，第五丝杠滑块副(19)与第一丝杠滑块副(5)的机构相同，所述第六电机(20)上安装有L型连接板(21)，所述第六电机(20)的输出端贯穿L型连接板(21)且与第五丝杠滑块副(19)相连，所述第五丝杠滑块副(19)与底座板(1)之间、所述第六电机(20)与L型连接板(21)之间均通过螺栓连接固定。
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