專利名稱:一種履帶式磁驅動爬壁裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種履帶式磁驅動爬壁裝置,屬于爬壁機器人領域;由車體機構、張緊機構、履帶機構、供電機構和驅動機構構成;所述履帶機構安裝于車體機構兩側的驅動輪、調速輪、鏈輪的四周,所述驅動機構安裝于車體機構前后,其作用是提供原動力和爬行過程中的驅動力;其特征是將提供吸附力的機構和提供驅動力的機構合二為一,解決了現有爬壁裝置穩定性差、吸附力差、體積大的問題。
【專利說明】
一種履帶式磁驅動爬壁裝置
技術領域
[0001]本實用新型提供一種履帶式磁驅動爬壁裝置,屬于爬壁機器人領域。
【背景技術】
[0002]大型的金屬設備,比如大型罐體、栗體等,均為核工業、石化工業、造船業等領域的常見裝置,它們的維護與檢測也成為了此類企業日常作業的重要組成部分。隨著重工業的發展,此類大型金屬設備的數量日益增多,因而所需要的勞動強度也逐漸增大。由于此類作業環境惡劣,危險系數高,人工作業時對工作人員身體傷害較大,且工作效率低,因而急需一些適用此類工作的設備代替人工作業。而現在市面上已有的此類設備類型單一,且提供吸附力的機構和提供驅動力的機構均獨自工作,所以為解決此類問題設計了將提供吸附力的機構和提供驅動力的機構合二為一的一種履帶式磁驅動爬壁裝置,實現了體積小型化,且吸附力強,穩定性高,速度易于控制。
【實用新型內容】
[0003]針對現有技術存在的不足,本實用新型目的是提供一種履帶式磁驅動爬壁裝置,通過車體機構、張緊機構、履帶機構、供電機構和驅動機構來解決上述【背景技術】中提出的問題,本實用新型吸附力強,穩定性高,速度易于控制,體積小型化,且有效地將提供吸附力的機構和提供驅動力的機構合二為一。
[0004]為了實現上述目的,本實用新型是通過如下的技術方案來實現:一種履帶式磁驅動爬壁裝置,包括車體機構、張緊機構、履帶機構、供電機構和驅動機構。
[0005]所述車體機構由車座、驅動輪、張緊輪、鏈輪、主軸、轉軸1、轉軸Π和軸承組成;
[0006]所述張緊機構由張緊調節絲桿、張緊調節螺母、螺栓和螺母組成;
[0007]所述履帶機構由壓力開關、滾珠、履帶板、電磁鐵、正極觸電頭和負極觸電頭組成;
[0008]所述供電機構由供壓板、正極通電線、負極通電線和電源線組成;
[0009 ]所述驅動機構由推拉電磁鐵、鉸鏈、連桿、驅動板和控制線組成。
[0010]所述車座的兩側分別設有兩個軸承座,所述主軸有兩個,均通過所述軸承安裝于軸承座上;
[0011]所述驅動輪有四個,分別通過鍵連接于所述主軸的兩端;
[0012]所述鏈輪有四個,均通過所述轉軸Π對稱安裝于所述車座的底部,且位于所述驅動輪的外周,安裝后所述鏈輪的最低點和所述驅動輪的最低點共面。
[0013]所述張緊機構有四組,且對稱安裝于車座頂部的四周,所述張緊調節螺母的支撐桿通過所述螺栓和螺母固定在所述車座上,所述張緊輪有四個,均通過所述轉軸I垂直連接于所述張緊調節絲桿上,安裝后所述張緊輪的頂點和所述驅動輪的頂點共面。
[0014]所述履帶機構安裝于車體機構兩側的驅動輪、張緊輪、鏈輪的四周;
[0015]所述履帶板靠近接觸面的一側安裝所述電磁鐵,另一側安裝所述壓力開關,所述壓力開關的頂部安裝有所述滾珠,其目的是工作時減小所述壓力開關的磨損;所述正極觸電頭和負極觸電頭安裝于所述履帶板靠近所述車座的一側。
[0016]所述正極通電線和負極通電線均有兩根,在所述車座底部靠近履帶的兩側均安裝有一根正極通電線和一根負極通電線,安裝距離為正極觸電頭與正極通電線恰好接觸、負極觸電頭與負極通電線恰好接觸,所述正極通電線和負極通電線的長度均略大于所述驅動板和供壓板的長度總和。
[0017]所述電源線一端與電源的正負極相連,另一端的正極與所述車座兩側的正極通電線相連、負極與所述車座兩側的負極通電線相連。
[0018]所述供壓板有兩個,安裝于所述車座底部靠近履帶的兩側,并位于壓力開關的正上方,安裝高度略低于所述履帶的總厚度,即可使壓力開關處于正常的接通狀態,供壓板的總長度較同側鏈輪的中心距短六個履帶板的寬度。
[0019]所述驅動板有四個,形狀相同且均呈“J”型,驅動板通過平面連桿機構對稱連接于所述供壓板兩端,驅動態時,驅動板的平直區與供壓板共線,又由于平面連桿機構中有死點的存在,所以可使所述驅動板的平直區與所述供壓板緊密結合且共線,從而使所述驅動板下端的壓力開關處于正常的接通狀態。
[0020]在所述供壓板的兩端分別設有兩個鉸鏈,所述推拉電磁鐵有四個,均對稱安裝于供壓板上,且位于所述鉸鏈的內周,所述推拉電磁鐵、鉸鏈和所述連桿形成平面連桿機構,其目的是通過推拉電磁鐵的推拉桿作為原動件來控制所述驅動板的起落,驅動態時,所述推拉電磁鐵未通電,推拉桿處于壓縮狀態。
[0021]所述控制線一端連有電路控制器,一端與推拉電磁鐵的電路相連,并使車座前后的推拉電磁鐵并聯,并且可通過電路控制器發出不同的電信號控制車座前后的推拉電磁鐵的通斷路。
[0022]本實用新型的有益效果:本實用新型的磁動力爬壁機提供了一種履帶式驅動力方式,有效地將提供吸附力的機構和提供驅動力的機構合二為一,并且工作平穩,體積小型化。
【附圖說明】
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細的說明:
[0024]圖1所示為本實用新型實施結構主視圖;
[0025]圖2所示為本實用新型實施結構俯視圖;
[0026]圖3所示為本實用新型單節履帶的主視圖和俯視圖;
[0027]圖4所示為本實用新型的壓力開關進入驅動板的局部放大圖;
[0028]圖5所示為本實用新型的壓力開關離開供壓板的局部放大圖;
[0029]圖6所示為本實用新型的平面連桿機構工作原理示意圖;
[0030]圖7所不為本實用新型的供電不意圖;
[0031 ]圖8所示為本實用新型作業時的受力分析圖。
[0032]圖1-8中,1-車座;2-履帶;3-驅動輪;4_張緊輪;5_鏈輪;6_主軸;7_轉軸I; 8_轉軸Π ; 9-供壓板;10-軸承;11-壓力開關;12-滾珠;13-履帶板;14-電磁鐵;15-驅動板I; 16-驅動板Π ; 17-張緊調節絲桿;18-張緊調節螺母;19-螺栓;20-螺母;21-推拉電磁鐵I; 22-推拉電磁鐵Π ;23-鉸鏈;24-連桿;25-正極觸電頭;26-負極觸電頭;27-正極通電線;28-負極通電線;29-電源線;30-控制線。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合附圖及實施例對本實用新型的技術方案進行更詳細的說明。
[0034]需要說明的是,如果不沖突,本實用新型實施例中的各個特征可以相互結合,均在本實用新型的保護范圍之內。
[0035]圖1、圖2所示,本實用新型提供一種技術方案:一種履帶式磁驅動爬壁裝置,包括車體機構、張緊機構、履帶機構、供電機構和驅動機構。
[0036]所述車體機構由車座1、驅動輪3、張緊輪4、鏈輪5、主軸6、轉軸17、轉軸Π 8和軸承1組成;
[0037]所述張緊機構由張緊調節絲桿17、張緊調節螺母18、螺栓19和螺母20組成;
[0038]所述履帶機構由壓力開關11、滾珠12、履帶板13、電磁鐵14、正極觸電頭25和負極觸電頭26組成;
[0039]所述供電機構由供壓板9、正極通電線27、負極通電線28和電源線29組成;
[0040]所述驅動機構由推拉電磁鐵121、推拉電磁鐵Π 22、鉸鏈23、連桿24、驅動板115、驅動板Π 16和控制線30組成。
[0041]所述車座I的兩側分別設有兩個軸承座,所述主軸6有兩個,均通過所述軸承10安裝于軸承座上;
[0042]所述驅動輪3有四個,分別通過鍵連接于所述主軸6的兩端;
[0043]所述鏈輪5有四個,均通過所述轉軸Π8對稱安裝于所述車座I的底部,且位于所述驅動輪3的外周,安裝后所述鏈輪5的最低點和所述驅動輪3的最低點共面;
[0044]所述張緊機構有四組,且對稱安裝于車座I頂部的四周,所述張緊調節螺母18的支撐桿通過所述螺栓19和螺母20固定在所述車座I上,所述張緊輪4有四個,分別通過所述轉軸17垂直連接于所述張緊調節絲桿17上,安裝后所述張緊輪4的頂點和所述驅動輪3的頂點共面;
[0045]所述履帶機構安裝于車體機構兩側的驅動輪3、張緊輪4、鏈輪5的四周。
[0046]如圖3所示,所述履帶板13靠近接觸面的一側安裝所述電磁鐵14,另一側安裝所述壓力開關11,所述壓力開關11的頂部安裝有所述滾珠12,其目的是工作時減小壓力開關11的磨損;所述正極觸電頭25和負極觸電頭26安裝于所述履帶板13靠近所述車座I的一側。
[0047]如圖7所示,所述正極通電線27和負極通電線28均有兩根,在所述車座I底部靠近履帶2的兩側均安裝有一根正極通電線27和一根負極通電線28,安裝距離為正極觸電頭25與正極通電線27恰好接觸、負極觸電頭26與負極通電線28恰好接觸,正極通電線27和負極通電線28的長度均略大于所述驅動板115、驅動板Π 16和供壓板9的長度總和。
[0048]所述電源線29—端與電源的正負極相連,另一端的正極與所述車座I兩側的正極通電線27相連、負極與所述車座I兩側的負極通電線28相連。
[0049]所述供壓板9有兩個,安裝于所述車座I底部靠近履帶2的兩側,并位于壓力開關11的正上方,安裝高度略低于所述履帶2的總厚度,即可使壓力開關11處于正常的接通狀態,供壓板9的總長度較同側鏈輪5的中心距短六個所述履帶板13的寬度。
[0050]如圖6所示,所述驅動板115和驅動板Π16各有兩個,形狀相同且均呈“J”型,驅動板115和驅動板Π 16均通過平面連桿機構對稱連接于所述供壓板9前后,推拉電磁鐵121和推拉電磁鐵Π 22未通電時,驅動板115和驅動板Π 16的平直區與供壓板9共線,又由于平面連桿機構中有死點的存在,所以可使所述驅動板115和驅動板Π 16與所述供壓板9緊密結合,使所述驅動板115和驅動板Π 16下端的壓力開關處于正常的接通狀態。
[0051]在所述供壓板9的兩端分別設有兩個鉸鏈23,所述推拉電磁鐵121和推拉電磁鐵Π22各有兩個,且對稱安裝于供壓板9的前后,且位于所述鉸鏈23的內周,所述推拉電磁鐵I21、推拉電磁鐵Π22均和鉸鏈23、連桿24形成平面連桿機構,其目的是通過推拉電磁鐵的推拉桿作為原動件來控制所述驅動板的起落,推拉電磁鐵未通電時,所述推拉電磁鐵的推拉桿處于壓縮狀態。
[0052]所述控制線30—端連電路控制器,一端與推拉電磁鐵的電路相連,并采取車座I前后的推拉電磁鐵121和推拉電磁鐵Π 22并聯的方式,因而可通過電路控制器發出不同的電信號分別控制推拉電磁鐵121和推拉電磁鐵Π22的通斷路。
[0053]工作前,可通過調節張緊調節絲桿17來調節履帶2的松緊;工作時,需先接通電源線29,當未扳動控制線30所連電路控制器的前進或后退開關時,車座I前后的推拉電磁鐵I21和推拉電磁鐵Π 22均處于斷電狀態,此時供壓板9、驅動板115和驅動板Π 16底部的電磁鐵均處于通電狀態,整體裝置受力平衡,并靜止于接觸表面上;當扳動電路控制器的前進開關時,車座I后端的推拉電磁鐵Π 22通電,致使其推拉桿外伸,并通過平面連桿機構抬起驅動板Π 16,因而使其底部的電磁鐵14斷電并失去磁力,從而使整體裝置受到向前的合力,如圖8所示,可將該合力分解為平行于履帶2方向的分力Fd和垂直于履帶2方向的分力Fn1,此時完全接觸接觸面的電磁鐵14與接觸面之間的磁力Fn2僅提供吸附力,由于抬起驅動板Π 16后,其平直區底部的電磁鐵14斷電消磁,因而履帶2會在Fd和Fn1的作用下帶動履帶2轉動,隨著履帶2的轉動會帶動驅動輪3的轉動,從而致使驅動輪3的轉動帶動車座I的移動。
[0054]如圖4、圖5所示,隨著履帶2的轉動,當有一個電磁鐵14離開供壓板9底部斷電消磁時,就會有一個電磁鐵14進入驅動板115的底部通電生磁,以此循環就可實現裝置的爬行。
[0055]當電路控制器發出后退的電信號時,先使所述車座I前端的推拉電磁鐵121通電,此時整體裝置所受的磁力僅有FN2,然后再使所述車座I后端的推拉電磁鐵Π22斷電,以實現裝置所受合力方向的改變,從而改變運動方向,運動過程的工作原理與前進時相同。工作過程中可通過改變電流的強弱改變磁力的大小,從而改變爬行速度;轉彎時可通過調節車座I兩側的電流差已改變所述車座I兩側履帶2的速度差從而實現轉彎。
[0056]當然,本實用新型還可有其他多種實施例,在不背離本實用新型精神及其實質的情況下,熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形,但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種履帶式磁驅動爬壁裝置,其特征在于:由車體機構、張緊機構、履帶機構、供電機構和驅動機構組成;所述履帶機構由壓力開關、滾珠、履帶板、電磁鐵、正極觸電頭和負極觸電頭組成,且安裝于車體機構兩側的驅動輪、調速輪、鏈輪的四周;所述驅動機構由推拉電磁鐵、鉸鏈、連桿、驅動板和控制線組成,且安裝于車體機構前后。2.根據權利要求1所述的履帶式磁驅動爬壁裝置,其特征在于通過不同的電信號控制所述車體機構前后推拉電磁鐵的通斷電,進而通過控制其推拉桿的升降控制驅動板的升降,從而控制驅動板底部的電磁鐵的通斷電,以改變裝置所受合外力方向,達到控制爬行方向的目的。3.根據權利要求1所述的履帶式磁驅動爬壁裝置,其特征在于爬壁時的吸附力和驅動力均由所述電磁鐵和接觸面之間的磁力提供。4.根據權利要求3所述的履帶式磁驅動爬壁裝置,其特征在于通過履帶與接觸面之間的磁力帶動履帶轉動,隨著履帶的轉動會帶動驅動輪的轉動,從而致使驅動輪的轉動帶動車體機構的移動。
【文檔編號】B62D55/065GK205706930SQ201620272946
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月5日
【發明人】張沖沖, 閆德峰, 劉超冉, 霍平
【申請人】華北理工大學