一種壁面打磨爬壁機器人的制作方法
【技術領域】
[0001] 本專利涉及一種爬壁機器人，特別涉及一種壁面打磨爬壁機器人。
【背景技術】
[0002] 在一些大型寬闊的磁基壁面，如大型壓力容器、船體等，在對壁面進行磁粉無損檢 測前，需要對表面進行除銹，去漆除雜質，拋光等作業，上面不得含有油漬、鐵銹、氧化皮或 其他粘附磁粉的物質，這就需要進行打磨修理至表面露出金屬光澤。
[0003] 而目前磁基的壁面的打磨作業均為人工作業，采用搭建腳手架，存在效率低下、勞 動強度大、施工周期長，同時對施工人員造成人身安全隱患。
【發明內容】
[0004] 為解決現有技術手動打磨效率低下的問題，提供一種壁面打磨爬壁機器人的打磨 裝置，這種打磨裝置設計合理、自動化程度高、效率高。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：
[0006] -種壁面打磨爬壁機器人，在機架上安裝有行動裝置、打磨裝置，打磨裝置安裝在 兩自由度移動裝置上；
[0007] 兩自由度移動裝置包括步進電機、同步帶、滑軌、滑板與工作滑塊，機架的兩側設 有Y向滑軌，在滑板下端對應兩條Y向滑軌處設有滑槽，滑板與滑軌通過滑塊滑槽結構配合 連接；兩只同步電機分別安裝在兩支Y向滑軌的同側端，兩只換向輪分別安裝在兩支Y向滑 軌的另一側，在滑板上固定有四只傳動軸套；在滑板上設有兩條X向滑軌，工作滑塊上設有 與這兩條X向滑軌相配合的滑槽，工作滑塊與X向滑軌通過滑塊、滑槽結構配合連接；
[0008] -條同步帶兩端分別與工作滑塊的兩側連接，這條同步帶連接于工作滑塊的左 偵L依次繞過第一傳動軸套、第一換向同步帶輪、第一步進電機輸出端的同步帶輪、第二傳 動軸套、第三傳動軸套、第二步進電機輸出端的同步帶輪、第二換向同步帶輪、第四換向軸 套，最后同步帶末端與工作滑塊的右側連接；
[0009] 在滑板上開設通孔，在工作滑塊上安裝有打磨裝置，打磨頭下端穿過滑板上的通 孔；
[0010] 打磨裝置包括打磨頭，打磨電機與工作滑塊連接，在打磨電機上方固定有升降電 機，升降電機與螺桿通過同步帶連接，螺桿穿過機架且下端通過螺紋與滑塊連接，滑塊與打 磨升降板固定連接；打磨升降板開設通孔，打磨電機的輸出軸穿過該通孔；打磨電機的輸 出端設有內花鍵，一外花鍵與該內花鍵通過鍵槽結構配合，在外花鍵外側與軸承固定連接， 軸承座安裝在打磨減震板上，外花鍵的下輸出端與打磨頭固定連接；打磨升降板上設有通 孔，導棒穿過打磨升降板上的通孔，導棒一端固定在打磨減震板上，另一端設有擋片，導棒 位于打磨升降板與打磨減震板的外側套裝有減震彈簧。
[0011] 上述的一種壁面打磨爬壁機器人，打磨電機上方與橫梁板固定連接，橫梁板上方 固定U型板，U型板與升降電機固定連接，橫梁板上平行于螺桿固定有導向棒；打磨電機通 過打磨電機座與工作滑塊固定連接，打磨電機座上設有通孔，螺桿與導向棒分別與軸承固 定連接，軸承座固定于打磨電機座上；在打磨升降板上設有通孔，導向棒的末端穿過該通 孔。
[0012] 上述的一種壁面打磨爬壁機器人，在機架上還安裝有增力裝置，增力裝置包括驅 動電機，在驅動電機的輸出軸安裝有絲桿，在絲桿的下方設有與絲桿螺紋連接的絲桿螺母， 絲桿螺母通過連接板與電磁鐵固定連接，連接板上開設導向通孔，在機架上設有導柱，導柱 穿過連接板上的導向通孔，電磁鐵固定在連接板的下方。
[0013] 上述的一種壁面打磨爬壁機器人，在機架上安裝有攝錄裝置，攝錄裝置包括安裝 在機架上的照明燈，以及可對照射區域進行攝錄的攝像頭。
[0014] 本實用新型打磨頭的兩自由度平面移動裝置結構簡單，僅通過由同步帶輪、軸承 和同步帶，組成一個簡潔的移動單元。通過兩個步進電機輸出不同方向、不同速度的扭矩， 可以實現工作滑塊，即安裝其上的打磨頭在平面上任意位置的行走。這種平面兩自由度移 動裝置結構簡潔，可以有效降低機器人的自重，使得控制更為靈活。
[0015] 打磨頭由打磨電機通過花鍵配合進行旋轉驅動，打磨頭的升降由升降電機通過螺 桿、滑塊帶動，同時打磨頭沿花鍵的方向進行上、下升降，打磨頭在打磨壁面時，由于壁面可 能不平整，當打磨頭接觸到突起部位時，打磨頭通過減震彈簧沿花鍵的方向進行小幅度的 上下伸縮實現避震的目的。
[0016] 當打磨頭工作時，通過增力機構，將電磁鐵由絲桿帶動向下吸附于鐵磁性壁面，增 強爬壁機器人與壁面的吸附力，使得爬壁機器人工作時更加穩定。
[0017] 通過這種自動化的打磨裝置，取代了傳統的手動打磨，提高了打磨效率，消除了人 工打磨時的人身傷害的風險。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型整體結構示意圖。
[0019] 圖2為本實用新型打磨電機與機架的安裝結構示意圖。
[0020] 圖3為本實用新型打磨裝置的結構示意圖。
[0021] 圖4為本實用新型的打磨電機與打磨頭的花鍵連接結構示意圖。
[0022] 圖5為本實用新型打磨頭減震結構示意圖。
[0023] 圖6為本實用新型增力裝置結構示意圖。
[0024] 圖7為本實用新型增力裝置的電磁鐵下壓時的結構示意圖。
[0025] 圖8為本實用新型平面兩自由度裝置的結構示意圖。
[0026] 圖9為本實用新型平面兩自由度裝置的局部剖視圖。
[0027] 圖10為本實用新型兩只電機同向逆時針轉動時的滑板滑塊工作狀態示意圖。
[0028] 圖11為本實用新型兩只電機相對向內轉動時的滑板滑塊工作狀態示意圖。
[0029] 圖12為本實用新型兩只電機相對向外轉動時的滑板滑塊工作狀態示意圖。
[0030] 圖13為本實用新型兩只電機同向順時針轉動時滑板滑塊工作狀態示意圖。
[0031] 圖中標記為：41爬壁機器人的機架，42橫梁板，43升降電機，44打磨頭，45升降 板，46打磨電機，47打磨電機座，48螺桿，49導向棒，50同步帶，51螺桿安裝在打磨電機座 上的軸承，52與螺桿通過螺紋配合的滑塊，53打磨電機輸出端，54減震彈簧，55導棒，56減 震板，57固定升降電機用的U型板，61與打磨電機配合的上聯軸器，62內設花鍵的下聯軸 器，63外花鍵，64軸承，65擋片，71照明LED燈，72攝像頭，73增力電機，74增力用的電磁 鐵，75絲桿螺母，76絲桿，77連接板，導柱78 ;
[0032] 1第一步進電機，2工作滑塊，21工作滑塊下方與X向導軌配合的滑槽塊，22打磨 頭，23工作滑塊的同步帶固定箍，3第二步進電機，31與第一同步電機輸出端連接的同步帶 輪，32與第二同步電機輸出端連接的同步帶輪，4第三傳動軸套，5第四傳動軸套，6滑板上 的X向導軌，7同步帶，8機架上的Y向導軌，81滑板下方與Y向導軌配合的滑槽塊，82滑板 上開設的通孔，9第二換向同步帶輪，10第一換向同步帶輪，12滑板，13第一傳動軸套，14第 二傳動軸套。
【具體實施方式】
[0033] 參照附圖，一種壁面打磨爬壁機器人，在機架41上安裝有行動裝置、打磨裝置，打 磨裝置安裝在兩自由度移動裝置上；
[0034] 兩自由度移動裝置包括步進電機、同步帶、滑軌、滑板與工作滑塊，在機架兩側設 有Y向滑軌8,在滑板12下端對應兩條Y滑軌處設有滑槽81，滑板與滑軌通過滑塊滑槽結 構配合連接；兩只同步電機1和3分別安裝在兩支Y向滑軌的同側端，兩只換向輪9和10 分別安裝在兩支Y向滑軌的另一側，在滑板上固定有四只傳動軸套4、5、13、14;一條同步帶 7兩端分別與工作滑塊2的兩側連接，這條同步帶連接于工作滑塊的左側，依次繞過第一傳 動軸套13、第