CN116873168A - 机器人驱动轮模块及水下作业机器人 - Google Patents

Abstract

本公开涉及测试设备技术领域，提供了一种机器人驱动轮模块及水下作业机器人，前者包括机架、磁吸件和抵顶机构；机架中设置有驱动电机以及与驱动电机传动连接的驱动滚轮；磁吸件设置于机架朝向行驶基面的一侧；抵顶机构设置于机架中，且能够朝向行驶基面伸长抵顶，以将机架远离行驶基面顶起；机架中还设置有用于调节磁吸件与行驶基面之间安装间距的调节件。后者包括前者。该机器人驱动轮模块及水下作业机器人具有磁性吸附力大小恒定、不会受洋流流速及行进速度影响、以及便于背起吊装置轻松起吊取出的有益效果。

Description

机器人驱动轮模块及水下作业机器人

技术领域

本公开涉及水下机器人技术领域，尤其涉及一种机器人驱动轮模块及水下作业机器人。

背景技术

以船舶水下清洗为例，现有技术中的水下机器人在对船舶执行清洗维护工作中时，需要与船舶的外壳表面进行稳定贴附，现有技术中的水下作业机器人一般都是在驱动轮模块中设置履带式驱动轮组并采用负压吸附或推进器推力吸附的方式，通过履带式驱动轮的正转或者反转来实现机器人沿船舶外壳表面的行进或后退，但是负压吸附或推进器推力吸附的方式受洋流影响显著，易出现吸附力较大或者较小的情况，而且履带式驱动轮组的体积相对大，移动灵活度低，容易对船舶壁外壳表面产生损伤。

有鉴于此，市面上亟需一种新式的水下机器人驱动轮模块，用于解决现有技术中水下机器人驱动轮存在的吸附力易受洋流影响、移动灵活度低的问题。

发明内容

本公开实施例提供了一种机器人驱动轮模块及水下作业机器人，为了解决现有技术中水下机器人驱动轮存在的吸附力易受洋流影响、移动灵活度低的问题。

本公开实施例提供的机器人驱动轮模块包括机架、磁吸件和抵顶机构；

所述机架中设置有驱动电机以及与所述驱动电机传动连接的驱动滚轮；

所述磁吸件设置于所述机架朝向行驶基面的一侧；

所述抵顶机构设置于所述机架中，且能够朝向行驶基面伸长抵顶，以将所述机架远离行驶基面顶起；

其中，所述机架中还设置有用于调节所述磁吸件与行驶基面之间安装间距的调节件。

在一可实施方式中，所述抵顶机构包括气动件、抵顶块和导向杆；

所述气动件朝向行驶基面的一端具有能够气动伸缩的伸缩头；

所述抵顶块连接所述伸缩头，并且朝向行驶基面的一侧形成抵顶面；

所述导向杆的一端与所述抵顶块连接，另一端活动插装于所述机架在的导向孔；

其中，所述气动件驱动所述抵顶块朝向或远离行驶基面移动时，所述导向杆对应在所述导向孔对应导向滑动。

在一可实施方式中，所述抵顶块包括抵顶芯和至少部分套设于所述抵顶芯外部的抵顶垫；

所述抵顶垫朝向行驶基面的一侧形成所述抵顶面；

所述抵顶面设置为与行驶基面形成夹角的倾斜面。

在一可实施方式中，所述磁吸件包括磁铁和套装于所述磁铁外部的固定套；

所述固定套通过所述调节件与所述机架可调节安装连接。

在一可实施方式中，所述机架包括板架体和设置于所述板架体朝向行驶基面的一侧的安装座；

所述安装座开设有用于安装所述磁吸件的安装孔位；

所述调节件设置于所述安装孔位的端面，用于调节所述磁吸件与所述安装座之间的装配间距。

在一可实施方式中，所述板架体中还穿装设置有驱动轴；

所述驱动滚轮分别设置于所述驱动轴的两端；

所述驱动轴中还设置有与所述驱动电机传动连接的传动轮。

在一可实施方式中，所述驱动电机固定设置于所述机架；

且所述驱动电机的输出轴设置有输出轮，所述输出轮通过传动带与所述传动轮传动连接。

在一可实施方式中，所述机器人驱动轮模块还包括防水密封罩；

所述防水密封罩分别密封套装于所述驱动电机和所述传动带的外部。

在一可实施方式中，所述机器人驱动轮模块还包括控制器；

所述控制器分别与所述驱动电机及所述抵顶机构电连接，能够根据操控指令分别调控所述驱动电机及所述抵顶机构的工作状态。

另外，本公开实施例还提供了一种水下作业机器人，其包括机器本体和山海述的机器人驱动轮模块；

所述机器人驱动轮模块与所述机器本体安装连接，用于驱动所述机器本体移动作业。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的机器人驱动轮模块，通过调整磁吸件与行驶基面之间安装间距，来确保磁吸件与船舶壳体之间能够产生大小适当的磁性吸附力，可通过驱动电机来带动驱动滚轮贴沿船舶外壳相对转动，实现稳定贴附船舶外壳灵活行进移动的功能，磁吸件与船舶外壳之间产生的磁性吸附力大小恒定，不会受洋流流速及行进速度的影响，而且该机器人驱动轮模块的机架中还设置有抵顶机构，当使用完成后即可通过抵顶机构朝向行驶基面伸长抵顶，以将机架远离行驶基面顶起，使起吊装置可以将该机器人驱动轮模块从船舶外壳表面轻松的取下，避免过大的起吊拉力造成该机器人驱动轮模块中机架意外损坏的问题。该机器人驱动轮模块具有磁性吸附力大小恒定、不会受洋流流速及行进速度影响的有益效果，而且还可以在使用完成后通过抵顶机构将机架远离行驶基面顶起、以便于该机器人驱动轮模块可以轻松的起吊取出。

另外，本公开实施例提供水下作业机器人，包括上述的机器人驱动轮模块，亦能够实现其同样的有益效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本公开实施例提供的机器人驱动轮模块的立体图；

图2示出了本公开实施例提供的机器人驱动轮模块的后视图；

图3示出了本公开实施例提供的机器人驱动轮模块中抵顶机构的示意图；

图4示出了本公开实施例提供的机器人驱动轮模块中磁吸件的示意图；

图5示出了本公开实施例提供的机器人驱动轮模块中机架的示意图。

图中标号说明：1、机架；11、驱动滚轮；12、调节件；13、板架体；131、驱动轴；132、传动轮；14、安装座；141、安装孔位；15、驱动电机；2、磁吸件；21、磁铁；22、固定套；3、抵顶机构；31、气动件；32、抵顶块；321、抵顶芯；322、抵顶垫；33、导向杆；4、防水密封罩。

具体实施方式

为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域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，都属于本公开保护的范围。

下面将结合附图详细地说明本公开的实施例。

结合图1和图2所示，本公开实施例提供了一种机器人驱动轮模块，其包括机架1、磁吸件2和抵顶机构3；机架1中设置有驱动电机15以及与驱动电机15传动连接的驱动滚轮11；磁吸件2设置于机架1朝向行驶基面的一侧；抵顶机构3设置于机架1中，且能够朝向行驶基面伸长抵顶，以将机架1远离行驶基面顶起；其中，机架1中还设置有用于调节磁吸件2与行驶基面之间安装间距的调节件12。

该机器人驱动轮模块具体可以应用于与船舶水下清洗机器人，以此为例进行示例性阐述说明。

该机器人驱动轮模块在具体使用时，首先将磁吸件2通过调节件12安装于机架1朝向行驶基面的一侧，并且根据实际的工况(例如，船舶水下清洗机器人的实际工作载重)来对应调整磁吸件2与行驶基面之间安装间距，以确保磁吸件2与船舶壳体之间能够产生大小适当的磁性吸附力，然后该机器人驱动轮模块便可通过驱动电机15来带动驱动滚轮11贴沿船舶外壳相对转动，实现稳定贴附船舶外壳行进移动的功能，磁吸件2与船舶外壳之间产生的磁性吸附力大小恒定，不会受洋流流速及行进速度的影响，而且甚至能够通过调节件12调整磁吸件2与行驶基面之间安装间距，使该机器人驱动轮模块可以贴沿船舶外壳的竖直侧壁爬行、船舶外壳的底壁倒置爬行等功能。

另外，由于该机器人驱动轮模块的机架1中还设置有抵顶机构3，当该机器人驱动轮模块使用完成后，即可通过抵顶机构3朝向行驶基面伸长抵顶，以将机架1远离行驶基面顶起，从而增大磁吸件2与行驶基面之间安装间距，大幅降低磁吸件2与船舶外壳之间的磁性吸附力，如此即可通过起吊装置将该机器人驱动轮模块从船舶外壳表面轻松的取下，避免过大的起吊拉力造成该机器人驱动轮模块中机架1意外损坏的问题。

综上所述，与现有技术在负压吸附或推进器推力吸附的水下机器人驱动装置相比，本公开实施例提供的机器人驱动轮模块，具有磁性吸附力大小恒定、不会受洋流流速及行进速度影响的有益效果，而且还可以在使用完成后通过抵顶机构3将机架1远离行驶基面顶起、以便于该机器人驱动轮模块可以轻松的起吊取出。

在一可实施方式中，抵顶机构3包括气动件31、抵顶块32和导向杆33；气动件31朝向行驶基面的一端具有能够气动伸缩的伸缩头；抵顶块32连接伸缩头，并且朝向行驶基面的一侧形成抵顶面；导向杆33的一端与抵顶块32连接，另一端活动插装于机架1在的导向孔；其中，气动件31驱动抵顶块32朝向或远离行驶基面移动时，导向杆33对应在导向孔对应导向滑动。

具体的，结合图2和图3进一步详细的说明，将抵顶机构3具体设置成气动件31、抵顶块32和导向杆33，而且上述的气动件31可以具体但不限于设置成驱动气缸，这样气动件31的一端具有能够气动伸缩的伸缩头便能够在工作时对应驱动抵顶块32朝向或远离行驶基面移动，并且由于抵顶块32的一端还固定设置有导向杆33，导向杆33能够对应在导向孔对应在机架1中的导向孔导向滑动，如此实现导向限位抵顶块32移动路径的功能，确保抵顶块32能够准确地朝向或远离行驶基面移动。

上述抵顶机构3的具体设置方式，具有结构简单、能够稳定确保抵顶块32朝向或远离行驶基面移动的有益效果。

当然的，上述的抵顶机构3也可以设置成其他的结构，例如液压气缸、伸缩杆柱等，可以实现朝向行驶基面抵顶机架1的功能即可。

在一可实施方式中，抵顶块32包括抵顶芯321和至少部分套设于抵顶芯321外部的抵顶垫322；抵顶垫322朝向行驶基面的一侧形成抵顶面；抵顶面设置为与行驶基面形成夹角的倾斜面。

具体的，结合图3进一步详细的说明，将抵顶块32具体设置成抵顶芯321和至少部分套设于抵顶芯321外部的抵顶垫322，这样抵顶垫322能够直接与行驶基面进行接触，增大抵顶块32与行驶基面的接触面积；另外，将抵顶垫322朝向行驶基面的一侧设置成与行驶基面形成夹角的倾斜抵顶面，这样抵顶垫322与行驶基面进行抵顶时，会与逐渐行驶基面接触、逐渐增大抵顶面积，使磁吸件2先一侧倾斜再逐渐远离行驶基面移动，从而使磁吸件2与船舶外壳之间的磁性吸附力会逐渐有序的减小，避免磁性吸附力突变减小导致该机器人驱动轮模块吸附失稳的情况。

上述抵顶块32的具体设置方式，具有结构简单、能够在抵顶时使磁性吸附力会逐渐有序减小的有益效果。

在一可实施方式中，磁吸件2包括磁铁21和套装于磁铁21外部的固定套22；固定套22通过调节件12与机架1可调节安装连接。

具体的，结合图4进一步详细的说明，上述的固定套22可以具体设置成两个夹套式的结构件夹装套设于磁吸件2的外部，这样一方面能够起到夹装固定磁铁21的作用，另一方面也可以避免磁铁21与船舶外壳直接接触，避免出现磁铁21吸附划伤船舶外壳的问题。

另外，固定套22通过调节件12与机架1可调节安装连接，固定套22可以具体但不限于采用螺钉连接的方式与机架1安装连接，并且调节件12可以具体设置成调节垫片，通过改变调节垫片的具体设置数量来调节磁铁21与船舶外壳的实际安装间距。

在一可实施方式中，机架1包括板架体13和设置于板架体13朝向行驶基面的一侧的安装座14；安装座14开设有用于安装磁吸件2的安装孔位141；调节件12设置于安装孔位141的端面，用于调节磁吸件2与安装座14之间的装配间距。

具体的，结合图5进一步详细的说明，将机架1具体设置成板架体13以及位于板架体13朝向行驶基面的一侧的安装座14，这样通过安装座14中的安装孔位141即可来安装磁吸件2。而且，调节件12可以具体但不限于设置成位于安装孔位141端面处的调节垫片。

在一可实施方式中，板架体13中还穿装设置有驱动轴131；驱动滚轮11分别设置于驱动轴131的两端；驱动轴131中还设置有与驱动电机15传动连接的传动轮132。

具体的，结合图1和图5进一步详细的说明，在板架体13中还穿装设置有驱动轴131，并且将驱动滚轮11分别设置于驱动轴131的两端，而且驱动轴131中还设置有与驱动电机15传动连接的传动轮132，这样当与驱动电机15带动传动轮132转动时，驱动轴131便可同时带动两个驱动滚轮11同步转动。

上述板架体13中驱动轴131的具体设置方式，具有结构简单、能够同时带动两个驱动滚轮11同步转动的有益效果。

在一可实施方式中，驱动电机15固定设置于机架1；且驱动电机15的输出轴设置有输出轮，输出轮通过传动带与传动轮132传动连接。

具体的，结合图1进一步详细的说明，将驱动电机15固定设置于机架1，并且通过传动带与传动轮132传动连接，传动带的传动方式具有传动比稳定、传动噪音低，能够使该机器人驱动轮模块在水下作业时的保持安静工况，避免对水下环境造成噪音污染。

在一可实施方式中，机器人驱动轮模块还包括防水密封罩4；防水密封罩4密封套装于驱动电机15及传动带的外部。

具体的，结合图1进一步详细的说明，通过防水密封罩4将驱动电机15及传动带进行防水密封，这样可以避免该机器人驱动轮模块在水下作业出现浸水导致驱动电机15短路损坏或者传动带锈蚀的问题，确保该机器人驱动轮模块能够安全可靠的执行水下作业驱动功能。

在一可实施方式中，机器人驱动轮模块还包括控制器；控制器分别与驱动电机15及抵顶机构3电连接，能够根据操控指令分别调控驱动电机15及抵顶机构3的工作状态。

具体的，上述的控制器具体但不限于可以设置成PLC，并且通过信息收发模块与外界操控模块进行通讯连接，这样控制器便可根据操作者的操控指令来对应调控驱动电机15启动或停止、正转或反转，以及抵顶机构3的抵顶伸长高度，进一步提高该机器人驱动轮模块的智能化、半自动化程度。

另外，本公开实施例还提供了一种水下作业机器人，其包括机器本体和上述的机器人驱动轮模块；机器人驱动轮模块与机器本体安装连接，用于驱动机器本体移动作业。

该水下作业机器人包括上述的机器人驱动轮模块，能够实现上述机器人驱动轮模块的所以有益效果，在此不再赘述。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机器人驱动轮模块，其特征在于，包括：

机架(1)，所述机架(1)中设置有驱动电机(15)以及与所述驱动电机(15)传动连接的驱动滚轮(11)；

磁吸件(2)，设置于所述机架(1)朝向行驶基面的一侧；

抵顶机构(3)，设置于所述机架(1)中，且能够朝向行驶基面伸长抵顶，以将所述机架(1)远离行驶基面顶起；

其中，所述机架(1)中还设置有用于调节所述磁吸件(2)与行驶基面之间安装间距的调节件(12)。

2.根据权利要求1所述的机器人驱动轮模块，其特征在于，所述抵顶机构(3)包括：

气动件(31)，朝向行驶基面的一端具有能够气动伸缩的伸缩头；

抵顶块(32)，连接所述伸缩头，并且朝向行驶基面的一侧形成抵顶面；

导向杆(33)，一端与所述抵顶块(32)连接，另一端活动插装于所述机架(1)在的导向孔；

其中，所述气动件(31)驱动所述抵顶块(32)朝向或远离行驶基面移动时，所述导向杆(33)对应在所述导向孔对应导向滑动。

3.根据权利要求2所述的机器人驱动轮模块，其特征在于，所述抵顶块(32)包括抵顶芯(321)和至少部分套设于所述抵顶芯(321)外部的抵顶垫(322)；

所述抵顶垫(322)朝向行驶基面的一侧形成所述抵顶面；

所述抵顶面设置为与行驶基面形成夹角的倾斜面。

4.根据权利要求1所述的机器人驱动轮模块，其特征在于，所述磁吸件(2)包括磁铁(21)和套装于所述磁铁(21)外部的固定套(22)；

所述固定套(22)通过所述调节件(12)与所述机架(1)可调节安装连接。

5.根据权利要求1所述的机器人驱动轮模块，其特征在于，所述机架(1)包括板架体(13)和设置于所述板架体(13)朝向行驶基面的一侧的安装座(14)；

所述安装座(14)开设有用于安装所述磁吸件(2)的安装孔位(141)；

所述调节件(12)设置于所述安装孔位(141)的端面，用于调节所述磁吸件(2)与所述安装座(14)之间的装配间距。

6.根据权利要求5所述的机器人驱动轮模块，其特征在于，所述板架体(13)中还穿装设置有驱动轴(131)；

所述驱动滚轮(11)分别设置于所述驱动轴(131)的两端；

所述驱动轴(131)中还设置有与所述驱动电机(15)传动连接的传动轮(132)。

7.根据权利要求6所述的机器人驱动轮模块，其特征在于，所述驱动电机(15)固定设置于所述机架(1)；

且所述驱动电机(15)的输出轴设置有输出轮，所述输出轮通过传动带与所述传动轮(132)传动连接。

8.根据权利要求7所述的机器人驱动轮模块，其特征在于，所述机器人驱动轮模块还包括防水密封罩(4)；

所述防水密封罩(4)密封套装于所述驱动电机(15)及所述传动带的外部。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的机器人驱动轮模块，其特征在于，所述机器人驱动轮模块还包括控制器；

所述控制器分别与所述驱动电机(15)及所述抵顶机构(3)电连接，能够根据操控指令分别调控所述驱动电机(15)及所述抵顶机构(3)的工作状态。

10.一种水下作业机器人，其特征在于，包括机器本体和权利要求1～9中任一项所述的机器人驱动轮模块；

所述机器人驱动轮模块与所述机器本体安装连接，用于驱动所述机器本体移动作业。