CN220865527U - 用于爬壁机器人的行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于爬壁机器人的行走机构，包括：车架；全向行走组件，全向行走组件包括转动部、行走部和悬架部，悬架部和车架固定连接，悬架部可伸缩地设置，悬架部和转动部转动连接，转动部和行走部连接，行走部用于带动转动部移动，转动部可带动行走部转动，以调整行走部的移动方向；其中，全向行走组件为多个，多个全向行走组件间隔分布在车架上。采用该方案，通过转动部带动行走部转动，这样能够调整行走部的移动方向，从而达到预设的方向；将悬架部和转动部转动连接，且悬架部可伸缩地设置，这样能够对曲形壁面进行自适应。利用本方案的用于爬壁机器人的行走机构，有效解决现有技术中的爬壁机器人转向不灵活的问题。

Description

用于爬壁机器人的行走机构

技术领域

本实用新型涉及爬壁机器人技术领域，具体而言，涉及一种用于爬壁机器人的行走机构。

背景技术

爬壁机器人是一种能在特殊环境下完成工作的工业机器人，用于爬行在竖直壁面或者倾斜壁面上，代替人工在高空立面完成需要的工作，如较高设备的检查维护、轮船壁面除锈检测和风电塔筒的维护检测等。这些壁面检测大多要求爬壁机器人在爬行时具备曲面适应能力及灵活的转向能力，而目前的爬壁机器人普遍采用永磁轮式或永磁履带式等一体化刚性体结构设计，存在转向不灵活和壁面适应能力差的缺点。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于爬壁机器人的行走机构，以解决现有技术中的爬壁机器人转向不灵活的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于爬壁机器人的行走机构，包括：车架；全向行走组件，全向行走组件包括转动部、行走部和悬架部，悬架部和车架固定连接，悬架部可伸缩地设置，悬架部和转动部转动连接，转动部和行走部连接，行走部用于带动转动部移动，转动部可带动行走部转动，以调整行走部的移动方向；其中，全向行走组件为多个，多个全向行走组件间隔分布在车架上。

进一步地，悬架部包括固定架和伸缩结构，固定架和车架固定连接，固定架的一端和伸缩结构的一端转动连接，固定架的另一端和转动部转动连接，伸缩结构的另一端和转动部转动连接，伸缩结构可伸缩地设置。

进一步地，伸缩结构包括第一弹性件和第二弹性件，固定架包括相互连接的第一板体和第二板体，第一板体和/或第二板体与车架连接，第一板体和转动部转动连接，第一弹性件的一端、第二弹性件的一端均和第二板体转动连接，第一弹性件的另一端、第二弹性件的另一端均和转动部转动连接。

进一步地，悬架部还包括第一销轴、第二销轴和第三销轴，第一弹性件为第一气弹簧，第二弹性件为第二气弹簧，第一气弹簧的一端、第二气弹簧的一端通过第一销轴和第二板体连接，第一气弹簧的另一端、第二气弹簧的另一端通过第二销轴和转动部连接，第一板体通过第三销轴和转动部连接。

进一步地，转动部包括第一连接板、第二连接板、第一驱动部和轴承，第一连接板和第一驱动部的一端连接，第二连接板和第一驱动部的另一端连接，轴承设置在第二连接板和行走部之间，第一驱动部和行走部驱动连接，第一驱动部带动行走部转动，伸缩结构和第一连接板转动连接，固定架和第二连接板转动连接。

进一步地，第一驱动部为第一关节电机，轴承为推力球轴承，第一连接板、第二连接板分别和第一关节电机壳体的两端固定连接，推力球轴承的内圈套设在第一关节电机的输出轴上，推力球轴承的两侧分别和第二连接板、行走部抵接，第一关节电机的输出轴和行走部连接。

进一步地，行走部包括轮架、第二驱动部和行走轮，转动部和轮架连接，行走轮和轮架转动连接，第二驱动部安装在轮架的一侧，且和行走轮驱动连接，转动部带动轮架转动，第二驱动部带动行走轮转动。

进一步地，轮架包括第一架体、第二架体和第三架体，第二架体、第三架体分别和第一架体的两端连接，第一架体和转动部连接，第二架体、第三架体分别和行走轮的两端转动连接，第二驱动部安装在第二架体或第三架体上。

进一步地，行走部还包括第一轮轴和第二轮轴，第二驱动部为第二关节电机，第二架体具有第一装配孔、第三架体具有第二装配孔，第一轮轴的一端穿过第一装配孔，且和第二关节电机的输出轴连接，第一轮轴的另一端和行走轮的一端连接，第二轮轴的一端和行走轮的另一端连接，第二轮轴的另一端穿过第二装配孔。

进一步地行走轮包括第一摩擦轮、第二摩擦轮和环形吸附磁铁，环形吸附磁铁的直径小于第一摩擦轮的直径、第二摩擦轮的直径，环形吸附磁铁位于第一摩擦轮、第二摩擦轮之间，第二驱动部和第一摩擦轮或第二摩擦轮驱动连接。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种用于爬壁机器人的行走机构，包括：车架；全向行走组件，全向行走组件包括转动部、行走部和悬架部，悬架部和车架固定连接，悬架部可伸缩地设置，悬架部和转动部转动连接，转动部和行走部连接，行走部用于带动转动部移动，转动部可带动行走部转动，以调整行走部的移动方向；其中，全向行走组件为多个，多个全向行走组件间隔分布在车架上。采用该方案，通过转动部带动行走部转动，这样能够调整行走部的移动方向，从而达到预设的方向；将悬架部和转动部转动连接，且悬架部可伸缩地设置，这样能够对曲形壁面进行自适应。其中，将多个全向行走组件间隔分布在车架上，这样能够提高用于爬壁机器人的行走机构工作时的稳定性。利用本方案的用于爬壁机器人的行走机构，有效解决现有技术中的爬壁机器人转向不灵活的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的实施例提供的用于爬壁机器人的行走机构的结构示意图；

图2示出了图1中转动部和行走部的结构示意图；

图3示出了图1中悬架部、转动部和轮架的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、车架；

20、全向行走组件；21、转动部；211、第一连接板；212、第二连接板；213、第一驱动部；214、轴承；22、行走部；221、轮架；2211、第一架体；2212、第二架体；2213、第三架体；222、第二驱动部；223、行走轮；2231、第一摩擦轮；2232、第二摩擦轮；2233、环形吸附磁铁；224、第二轮轴；23、悬架部；231、固定架；2311、第一板体；2312、第二板体；232、伸缩结构；2321、第一弹性件；2322、第二弹性件；233、第一销轴；234、第二销轴；235、第三销轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实用新型的实施例提供了一种用于爬壁机器人的行走机构，包括：车架10；全向行走组件20，全向行走组件20包括转动部21、行走部22和悬架部23，悬架部23和车架10固定连接，悬架部23可伸缩地设置，悬架部23和转动部21转动连接，转动部21和行走部22连接，行走部22用于带动转动部21移动，转动部21可带动行走部22转动，以调整行走部22的移动方向；其中，全向行走组件20为多个，多个行走组件间隔分布在车架10上。

采用该方案，通过转动部21带动行走部22转动，这样能够调整行走部22的移动方向，从而达到预设的方向；将悬架部23和转动部21转动连接，且悬架部23可伸缩地设置，这样能够对曲形壁面进行自适应。其中，将多个全向行走组件20间隔分布在车架10上，这样能够提高用于爬壁机器人的行走机构工作时的稳定性。利用本方案的用于爬壁机器人的行走机构，有效解决现有技术中的爬壁机器人转向不灵活的问题。

需要说明的是：转动部21带动行走部22转动，使得行走部22能够进行360°的转动，从而实现用于爬壁机器人的行走机构的全向移动。

其中，悬架部23包括固定架231和伸缩结构232，固定架231和车架10固定连接，固定架231的一端和伸缩结构232的一端转动连接，固定架231的另一端和转动部21转动连接，伸缩结构232的另一端和转动部21转动连接，伸缩结构232可伸缩地设置。

设置固定架231，能够和车架10固定连接，同时还可以和伸缩结构232、转动部21转动连接；通过设置伸缩结构232，且可伸缩地设置，这样当用于爬壁机器人的行走机构行走在曲形壁面上时，能够适应曲面的形状，保证爬壁机器人能够稳定的行走。

进一步地，伸缩结构232包括第一弹性件2321和第二弹性件2322，固定架231包括相互连接的第一板体2311和第二板体2312，第一板体2311和/或第二板体2312与车架10连接，第一板体2311和转动部21转动连接，第一弹性件2321的一端、第二弹性件2322的一端均和第二板体2312转动连接，第一弹性件2321的另一端、第二弹性件2322的另一端均和转动部21转动连接。

采用上述设置方式，利用第一弹性件2321和第二弹性件2322的弹性性能，能够实现悬架部23的伸缩功能。

在本实施例中，悬架部23还包括第一销轴233、第二销轴234和第三销轴235，第一弹性件2321为第一气弹簧，第二弹性件2322为第二气弹簧，第一气弹簧的一端、第二气弹簧的一端通过第一销轴233和第二板体2312连接，第一气弹簧的另一端、第二气弹簧的另一端通过第二销轴234和转动部21连接，第一板体2311通过第三销轴235和转动部21连接。

这样设置，通过第一销轴233能够将第一气弹簧的一端、第二气弹簧的一端和第二板体2312连接；设置第二销轴234能够将第一气弹簧的另一端、第二气弹簧的另一端和转动部21连接；设置第三销轴235能够将第一板体2311和转动部21连接。

具体地，转动部21包括第一连接板211、第二连接板212、第一驱动部213和轴承214，第一连接板211和第一驱动部213的一端连接，第二连接板212和第一驱动部213的另一端连接，轴承214设置在第二连接板212和行走部22之间，第一驱动部213和行走部22驱动连接，第一驱动部213带动行走部22转动，伸缩结构232和第一连接板211转动连接，固定架231和第二连接板212转动连接。

如此设置，第一连接板211、第二连接板212能够对第一驱动部213起到固定的作用，同时能够分别和伸缩结构232、固定架231转动连接；将轴承214设置在第二连接板212和行走部22之间，这样能够对第一驱动部213起到支撑的作用。

其中，第一驱动部213为第一关节电机，轴承214为推力球轴承214，第一连接板211、第二连接板212分别和第一关节电机壳体的两端固定连接，推力球轴承214的内圈套设在第一关节电机的输出轴上，推力球轴承214的两侧分别和第二连接板212、行走部22抵接，第一关节电机的输出轴和行走部22连接。

通过上述设置方式，将推力球轴承214的两侧分别和第二连接板212、行走部22抵接，这样推力球轴承214能够支撑第一关节电机；将第一驱动部213设置成第一关节电机，具有结构体积小、精度高、维护成本低的优点。

在本实施例中，行走部22包括轮架221、第二驱动部222和行走轮223，转动部21和轮架221连接，行走轮223和轮架221转动连接，第二驱动部222安装在轮架221的一侧，且和行走轮223驱动连接，转动部21带动轮架221转动，第二驱动部222带动行走轮223转动。

通过第二驱动部222驱动行走轮223转动，从而实现行走部22的行走目的；设置轮架221，便于安装第二驱动部222和行走轮223。

其中，轮架221包括第一架体2211、第二架体2212和第三架体2213，第二架体2212、第三架体2213分别和第一架体2211的两端连接，第一架体2211和转动部21连接，第二架体2212、第三架体2213分别和行走轮223的两端转动连接，第二驱动部222安装在第二架体2212或第三架体2213上。

这样设置，第二架体2212和第三架体2213能够和行走轮223的两端转动连接；设置第一架体2211，便于和转动部21连接。

进一步地，行走部22还包括第一轮轴和第二轮轴224，第二驱动部222为第二关节电机，第二架体2212具有第一装配孔、第三架体2213具有第二装配孔，第一轮轴的一端穿过第一装配孔，且和第二关节电机的输出轴连接，第一轮轴的另一端和行走轮223的一端连接，第二轮轴224的一端和行走轮223的另一端连接，第二轮轴224的另一端穿过第二装配孔。

如此设置，通过第二关节电机能够驱动第一轮轴转动，通过第一轮轴带动行走轮223转动，从而实现行走的目的；同理，将第二驱动部222设置成第二关节电机，具有结构体积小、精度高、维护成本低的优点。

如图2所示，在本方案中，行走轮223包括第一摩擦轮2231、第二摩擦轮2232和环形吸附磁铁2233，环形吸附磁铁2233的直径小于第一摩擦轮2231的直径、第二摩擦轮2232的直径，环形吸附磁铁2233位于第一摩擦轮2231、第二摩擦轮2232之间，第二驱动部222和第一摩擦轮2231或第二摩擦轮2232驱动连接。

通过设置环形吸附磁铁2233，能够使爬壁机器人紧紧吸附在曲形壁面上，设置第一摩擦轮2231、第二摩擦轮2232，能够实现行走轮223行走在曲形壁面上。

在本方案中，爬壁机器人共具备四组全向行走组件20，通过控制全向行走组件20中的第一关节电机，带动行走轮223旋转，调整行走轮223的朝向，实现对爬壁机器人运动方向的控制；通过控制全向行走组件20中的第二关节电机，带动行走轮223旋转，实现对爬壁机器人运动速度的控制；当爬壁机器人在不平整的壁面工作时，悬架部23中的第一气弹簧和第二气弹簧可以自适应完成伸缩功能，带动全向行走组件20做自适应壁面调整，使四组行走轮223始终紧贴工作壁面，实现稳定的运动功能。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于爬壁机器人的行走机构，其特征在于，包括：

车架(10)；

全向行走组件(20)，所述全向行走组件(20)包括转动部(21)、行走部(22)和悬架部(23)，所述悬架部(23)和所述车架(10)固定连接，所述悬架部(23)可伸缩地设置，所述悬架部(23)和所述转动部(21)转动连接，所述转动部(21)和所述行走部(22)连接，所述行走部(22)用于带动所述转动部(21)移动，所述转动部(21)可带动所述行走部(22)转动，以调整所述行走部(22)的移动方向；

其中，所述全向行走组件(20)为多个，多个所述全向行走组件(20)间隔分布在所述车架(10)上。

2.根据权利要求1所述的用于爬壁机器人的行走机构，其特征在于，所述悬架部(23)包括固定架(231)和伸缩结构(232)，所述固定架(231)和所述车架(10)固定连接，所述固定架(231)的一端和所述伸缩结构(232)的一端转动连接，所述固定架(231)的另一端和所述转动部(21)转动连接，所述伸缩结构(232)的另一端和所述转动部(21)转动连接，所述伸缩结构(232)可伸缩地设置。

3.根据权利要求2所述的用于爬壁机器人的行走机构，其特征在于，所述伸缩结构(232)包括第一弹性件(2321)和第二弹性件(2322)，所述固定架(231)包括相互连接的第一板体(2311)和第二板体(2312)，所述第一板体(2311)和/或所述第二板体(2312)与所述车架(10)连接，所述第一板体(2311)和所述转动部(21)转动连接，所述第一弹性件(2321)的一端、所述第二弹性件(2322)的一端均和所述第二板体(2312)转动连接，所述第一弹性件(2321)的另一端、所述第二弹性件(2322)的另一端均和所述转动部(21)转动连接。

4.根据权利要求3所述的用于爬壁机器人的行走机构，其特征在于，所述悬架部(23)还包括第一销轴(233)、第二销轴(234)和第三销轴(235)，所述第一弹性件(2321)为第一气弹簧，所述第二弹性件(2322)为第二气弹簧，所述第一气弹簧的一端、所述第二气弹簧的一端通过所述第一销轴(233)和所述第二板体(2312)连接，所述第一气弹簧的另一端、所述第二气弹簧的另一端通过所述第二销轴(234)和所述转动部(21)连接，所述第一板体(2311)通过所述第三销轴(235)和所述转动部(21)连接。

5.根据权利要求2所述的用于爬壁机器人的行走机构，其特征在于，所述转动部(21)包括第一连接板(211)、第二连接板(212)、第一驱动部(213)和轴承(214)，所述第一连接板(211)和所述第一驱动部(213)的一端连接，所述第二连接板(212)和所述第一驱动部(213)的另一端连接，所述轴承(214)设置在所述第二连接板(212)和所述行走部(22)之间，所述第一驱动部(213)和所述行走部(22)驱动连接，所述第一驱动部(213)带动所述行走部(22)转动，所述伸缩结构(232)和所述第一连接板(211)转动连接，所述固定架(231)和所述第二连接板(212)转动连接。

6.根据权利要求5所述的用于爬壁机器人的行走机构，其特征在于，所述第一驱动部(213)为第一关节电机，所述轴承(214)为推力球轴承(214)，所述第一连接板(211)、所述第二连接板(212)分别和所述第一关节电机壳体的两端固定连接，所述推力球轴承(214)的内圈套设在所述第一关节电机的输出轴上，所述推力球轴承(214)的两侧分别和所述第二连接板(212)、所述行走部(22)抵接，所述第一关节电机的输出轴和所述行走部(22)连接。

7.根据权利要求1所述的用于爬壁机器人的行走机构，其特征在于，所述行走部(22)包括轮架(221)、第二驱动部(222)和行走轮(223)，所述转动部(21)和所述轮架(221)连接，所述行走轮(223)和所述轮架(221)转动连接，所述第二驱动部(222)安装在所述轮架(221)的一侧，且和所述行走轮(223)驱动连接，所述转动部(21)带动所述轮架(221)转动，所述第二驱动部(222)带动所述行走轮(223)转动。

8.根据权利要求7所述的用于爬壁机器人的行走机构，其特征在于，所述轮架(221)包括第一架体(2211)、第二架体(2212)和第三架体(2213)，所述第二架体(2212)、所述第三架体(2213)分别和所述第一架体(2211)的两端连接，所述第一架体(2211)和所述转动部(21)连接，所述第二架体(2212)、所述第三架体(2213)分别和所述行走轮(223)的两端转动连接，所述第二驱动部(222)安装在所述第二架体(2212)或第三架体(2213)上。

9.根据权利要求8所述的用于爬壁机器人的行走机构，其特征在于，所述行走部(22)还包括第一轮轴和第二轮轴(224)，所述第二驱动部(222)为第二关节电机，所述第二架体(2212)具有第一装配孔、所述第三架体(2213)具有第二装配孔，所述第一轮轴的一端穿过所述第一装配孔，且和所述第二关节电机的输出轴连接，所述第一轮轴的另一端和所述行走轮(223)的一端连接，所述第二轮轴(224)的一端和所述行走轮(223)的另一端连接，所述第二轮轴(224)的另一端穿过所述第二装配孔。

10.根据权利要求7所述的用于爬壁机器人的行走机构，其特征在于，所述行走轮(223)包括第一摩擦轮(2231)、第二摩擦轮(2232)和环形吸附磁铁(2233)，所述环形吸附磁铁(2233)的直径小于所述第一摩擦轮(2231)的直径、第二摩擦轮(2232)的直径，所述环形吸附磁铁(2233)位于所述第一摩擦轮(2231)、第二摩擦轮(2232)之间，所述第二驱动部(222)和所述第一摩擦轮(2231)或所述第二摩擦轮(2232)驱动连接。