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原文传递一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人

专利名称：	一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人
摘要：	本实用新型公开了一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，包括前车段和后车段；前车段的宽度小于后车段的宽度，前车段的前车左后同步带轮位于后车段的后车左前同步带轮的内侧，前车段的前车右后同步带轮位于后车段的后车右前同步带轮的内侧；后车段的后车架上安装有由花键轴和电动机构成的动力输出机构；花键轴配设有偏转离合机构；偏转离合机构包括后车偏转离合机构以及前车偏转离合机构；前车段的前车左同步带和前车右同步带以及后车段的后车左同步带和后车右同步带上均安装有永磁铁；前车段的前车架与后车段的后车架之间连接有使前车段能相对后车段维持一定偏转角度的定位机构；后车架上安装有用于对钢铁进行探测的探头。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京林业大学
发明人：	陈勇;洪晓玮;孙烨;杨婕;郝淼
专利状态：	有效
申请日期：	2018-11-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201821817661.3
公开号：	CN208993799U
代理机构：	南京钟山专利代理有限公司
代理人：	戴朝荣
分类号：	B62D55/075(2006.01);B;B62;B62D;B62D55
申请人地址：	210037 江苏省南京市龙蟠路159号
主权项：	1.一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，包括均为履带式行走结构的前车段(1)和后车段(2)；所述的前车段(1)由前车架(11)、前车左前同步带轮(12)、前车右前同步带轮(13)、前车左后同步带轮(14)、前车右后同步带轮(15)、前车左同步带(16)和前车右同步带(17)组装构成；所述的后车段(2)由后车架(21)、后车左前同步带轮(22)、后车右前同步带轮(23)、后车左后同步带轮(24)、后车右后同步带轮(25)、后车左同步带(26)和后车右同步带(27)组装构成，其特征是：所述的前车段(1)的宽度小于后车段(2)的宽度，并且前车段(1)的前车左后同步带轮(14)位于后车段(2)的后车左前同步带轮(22)的内侧，前车段(1)的前车右后同步带轮(15)位于后车段(2)的后车右前同步带轮(23)的内侧；所述的后车架(21)上安装有由花键轴(31)和用于驱动花键轴(31)旋转的电动机(32)构成的动力输出机构；所述的花键轴(31)配设有偏转离合机构；所述的偏转离合机构包括利用离合实现后车段(2)直线行走和爬壁机器人转向功能的后车偏转离合机构以及利用离合实现前车段(1)直线行走和爬壁机器人壁面过渡功能的前车偏转离合机构；所述的前车左同步带(16)、前车右同步带(17)、后车左同步带(26)和后车右同步带(27)上均等间隔地安装有用于使爬壁机器人能吸附在钢铁壁面上的永磁铁(9)；所述前车架(11)与后车架(21)之间连接有用于使前车段(1)能相对后车段(2)维持一定偏转角度以完成爬壁机器人在不同夹角壁面上过渡行走的定位机构(6)；所述的定位机构(6)维持的偏转角度相对于水平面以设定的弧度角递增或递减，所述的后车架(21)上安装有用于对钢铁进行探测的探头(C)。 2.根据权利要求1所述的一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，其特征是：所述的前车架(11)上在相对靠近前端处横向转动地安装有前轮轴(18)，所述的前车左前同步带轮(12)通过前车平键(A)固定安装在前轮轴(18)的左端，所述的前车右前同步带轮(13)通过前车平键(A)固定安装在前轮轴(18)的右端，所述的前车左后同步带轮(14)和前车右后同步带轮(15)均转动地安装在花键轴(31)上，所述的前车左同步带(16)闭环式的与前车左前同步带轮(12)和前车左后同步带轮(14)相啮合；所述的前车右同步带(17)闭环式的与前车右前同步带轮(13)和前车右后同步带轮(15)相啮合。 3.根据权利要求2所述的一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，其特征是：所述的后车架(21)由水平横臂(211)和连接在该水平横臂(211)左端的左臂(212)以及连接在该水平横臂(211)右端的右臂(213)组成；所述的后车左前同步带轮(22)和后车右前同步带轮(23)均转动地安装在花键轴(31)上，所述的花键轴(31)上分别卡装有用于防止前车左后同步带轮(14)、前车右后同步带轮(15)、后车左前同步带轮(22)和后车右前同步带轮(23)发生轴向串动的限位卡簧；所述的后车左前同步带轮(22)转动地位于左臂(212)靠近前端的内侧，所述的后车右前同步带轮(23)转动地位于右臂(213)靠近前端的内侧，所述的后车左后同步带轮(24)通过一根短轴(28)转动地安装在左臂(212)相对靠近后端的内侧面上，所述的后车右后同步带轮(25)通过另一根短轴(28)转动地安装在右臂(213)相对靠近后端的内侧面上；所述的后车左同步带(26)闭环式的与后车左前同步带轮(22)和后车左后同步带轮(24)相啮合，所述的后车右同步带(27)闭环式的与后车右前同步带轮(23)和后车右后同步带轮(25)相啮合。 4.根据权利要求3所述的一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，其特征是：所述的定位机构(6)由呈U形结构的球头柱塞固定座(61)、环形圆盘结构的球头柱塞卡紧盘(62)和能弹性伸缩的球头柱塞(63)组成；所述的球头柱塞固定座(61)的U形封闭端通过螺栓固定安装在后车架(21)水平横臂(211)的中心；所述的球头柱塞(63)固定安装在球头柱塞固定座(61)的U形开口端的两侧臂(611)上，每一所述的侧臂(611)上均安装有若干个球头柱塞(63)，若干个球头柱塞(63)等弧度设置且位于同一圆周线上；所述的球头柱塞卡紧盘(62)为两个，两个所述的球头柱塞卡紧盘(62)通过螺栓左右对称地夹紧固定在前车架(11)的架尾(111)上，所述的架尾(111)伸入到球头柱塞固定座(61)的U形开口端中，每一所述的球头柱塞卡紧盘(62)上均加工有能使球头柱塞(63)弹性卡入以维持前车段(1)相对后车段(2)固定偏转角度的定位凹坑。 5.根据权利要求4所述的一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，其特征是：所述的球头柱塞(63)由圆柱形结构的柱塞外壳(631)、复位弹簧(632)和钢珠(633)组成；所述的柱塞外壳(631)轴向加工有弹簧安装腔(63a)，所述的复位弹簧(632)经钢珠(633)压装在柱塞外壳(631)的弹簧安装腔(63a)中，并且弹簧安装腔(63a)的腔口加工有直径小于钢珠(633)的直径用于防止钢珠(633)脱出的环形台，所述的钢珠(633)伸出弹簧安装腔(63a)腔口的部分与定位凹坑弹性卡入相配合。 6.根据权利要求5所述的一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，其特征是：所述的后车段(2)后车架(21)的左臂(212)后端以及后车架(21)的右臂(213)后端均安装有后车同步带张紧机构(7)；所述的短轴(28)通过后车同步带张紧机构(7)安装在后车架(21)上；所述的后车同步带张紧机构(7)由U形结构的抱箍(71)、套杯(72)、法兰盖(73)、深沟球轴承(74)和张紧螺栓(75)组成；所述的深沟球轴承(74)固定安装在套杯(72)内，所述的短轴(28)的一端紧配合穿设在深沟球轴承(74)的内孔中，短轴(28)通过深沟球轴承(74)转动地安装在套杯(72)上；U形结构的抱箍(71)的两臂与后车架(21)左臂(212)的后端或后车架(21)右臂(213)的后端夹持相配合，所述的套杯(72)定位穿装在抱箍(71)的两臂制有的套杯安装孔中，并且套杯(72)和抱箍(71)通过两根第一螺栓(76)穿设安装在后车架(21)的左臂(212)上或后安装在后车架(21)的右臂(213)上，所述的抱箍(71)的封闭端焊接有张紧螺母(77)，所述的张紧螺栓(75)与张紧螺母(77)螺旋相配合，张紧螺栓(75)的前端与后车架(21)左臂(212)的后端面或与后车架(21)右臂(213)的后端面顶接相配合；所述的短轴(28)上卡装有防止深沟球轴承(74)脱出的限位卡簧(78)，所述的法兰盖(73)通过螺钉固定在套杯(72)上并与深沟球轴承(74)的外圆相顶接；所述的后车左后同步带轮(24)和后车右后同步带轮(25)均通过后车平键(B)固定安装在短轴(28)远离深沟球轴承(74)的一端。 7.根据权利要求6所述的一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，其特征是：所述的前车架(11)上安装有一个用于张紧前车左同步带(16)的前车同步带张紧机构(8)和一个用于张紧前车右同步带(17)的前车同步带张紧机构(8)，两所述的前车同步带张紧机构(8)的结构均与后车同步带张紧机构(7)的结构相同，所述的前轮轴(18)通过两前车同步带张紧机构(8)的深沟球轴承转动地安装在前车同步带张紧机构上。 8.根据权利要求7所述的一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，其特征是：所述的电动机(32)安装在后车架(21)左臂(212)前端的外侧面上，所述的后车架(21)左臂(212)的前端和后车架(21)右臂(213)的前端均安装有用于与花键轴(31)转动支撑配合的深沟球轴承，所述的花键轴(31)的左端穿过左臂(212)上的深沟球轴承的内孔与电动机(32)的输出轴相连接，该花键轴(31)的右端依次穿过后车左前同步带轮(22)、前车左后同步带轮(14)、固定在架尾(111)左侧面的球头柱塞卡紧盘(62)、架尾(111)、固定在架尾(111)右侧面的球头柱塞卡紧盘(62)、前车右后同步带轮(15)和后车右前同步带轮(23)安装在右臂(213)上的深沟球轴承的内孔中。 9.根据权利要求8所述的一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，其特征是：所述的后车偏转离合机构由第一花键齿轮(411)、第一内齿轮(412)、第一离合电机(413)、第一螺杆(414)、第一拨叉(415)、第二花键齿轮(421)、第二内齿轮(422)、第二离合电机(423)、第二螺杆(424)和第二拨叉(425)组成；所述的第一离合电机(413)固定安装在后车架(21)的左端，所述的第一螺杆(414)与第一离合电机(413)的动力输出轴固定相连接，所述的第一拨叉(415)的尾端与第一螺杆(414)螺纹驱动相连接，所述的第一内齿轮(412)固定安装在后车左前同步带轮(22)中，所述的第一花键齿轮(411)能左右滑动地套装在花键轴(31)位于后车左前同步带轮(22)和前车左后同步带轮(14)间的轴段上，所述的第一拨叉(415)的前端卡装在第一花键齿轮(411)的拨叉槽(D)中；所述的第二离合电机(423)固定在后车架(21)的右端，所述的第二螺杆(424)与第二离合电机(423)的动力输出轴固定相连接，所述的第二拨叉(425)的尾端与第二螺杆(424)螺纹驱动相连接，所述的第二内齿轮(422)固定安装在后车右前同步带轮(23)中，所述的第二花键齿轮(421)能左右滑动地套装在花键轴(31)位于后车右前同步带轮(23)和前车右后同步带轮(15)间的轴段上，所述的第二拨叉(425)的前端卡装在第二花键齿轮(421)的拨叉槽(D)中。 10.根据权利要求9所述的一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人，其特征是：所述的前车偏转离合机构由第三花键齿轮(511)、第三内齿轮(512)、第三离合电机(513)、第三螺杆(514)、第三拨叉(515)、第四花键齿轮(521)、第四内齿轮(522)、第四离合电机(523)、第四螺杆(524)、第四拨叉(525)、第五内齿轮(531)和第六内齿轮(541)组成；所述的第三离合电机(513)固定在相对架尾(111)左侧的前车架(11)上，所述的第三螺杆(514)与第三离合电机(513)的动力输出轴固定相连接，所述的第三拨叉(515)的尾端与第三螺杆(514)螺纹驱动相连接，所述的第三内齿轮(512)固定安装在前车左后同步带轮(14)中，所述的第五内齿轮(531)固定安装在架尾(111)的左侧面上且位于左侧的球头柱塞卡紧盘(62)中，所述的第三花键齿轮(511)能左右滑动地套装在花键轴(31)位于前车左后同步带轮(14)和架尾(111)左侧面球头柱塞卡紧盘(62)间的轴段上，所述的第三拨叉(515)的前端卡装在第三花键齿轮(511)的拨叉槽(D)中；所述的第四离合电机(523)固定在相对架尾(111)右侧的前车架(11)上，所述的第四螺杆(524)与第四离合电机(523)的动力输出轴固定相连接，所述的第四拨叉(525)的尾端与第四螺杆(524)螺纹驱动相连接，所述的第四内齿轮(522)固定安装在前车右后同步带轮(15)中，所述的第六内齿轮(541)固定安装在架尾(111)的右侧面上且位于右侧的球头柱塞卡紧盘(62)中，所述的第四花键齿轮(521)能左右滑动地套装在花键轴(31)位于前车右后同步带轮(15)和架尾(111)右侧面球头柱塞卡紧盘(62)间的轴段上，所述的第四拨叉(525)的前端卡装在第四花键齿轮(521)的拨叉槽(D)中。
所属类别：	实用新型