[发明专利]永磁方铁履带机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人技术，具体地说是用两个步进电机分别驱动两条带有永磁方铁的链条履带从而完成在铁基物体表面前进、后退、转向等动作的的铁基物体表面运动的机器人。

背景技术

无论是在石油提炼工业中的油罐容积测量中，还是在船体、油罐等大型物体焊接中，在铁基物体的运动是必不可少的。以前的铁基物体表面移动机器人吸附在铁基物体表面的原理要么采用将永磁铁直接安装在履带上，依靠磁铁的吸力将机器人固定在物体表面；要么采用多体渐变磁化履带，使安装在履带上的磁铁在控制系统的控制下吸附或脱离。但是前一种方案的机器人移动必须依靠自身的驱动力将已经吸附的磁铁脱离铁基物体，对机器人的动力要求较高，后一种方案又必须为机器人设计控制磁铁磁性渐变的控制系统从而使系统变得较为复杂。

发明内容

针对上述现有技术的的不足，本发明提供了一种在铁基物体表面运动的永磁方铁履带机器人，并能携带其他仪器如检测标尺、焊枪等，完成在铁基物体表面上的各种操作。

本发明是通过以下技术实现的：

一种永磁方铁履带机器人，该机器人由减速电机、链轮、链条履带、电机固定机构、联轴器、涨紧轮、涨紧轮轴、链轮支架、链轮涨紧小轴、球铰、轴套、永磁方铁开关导向板A、永磁方铁开关导向板B组成。链轮支架A、链轮支架B与链轮支架C焊接在一起构成履带轮架，减速电机经电机固定机构用沉头螺钉固定在链轮支架B上，其输出轴经联轴器、驱动轮轴驱动链轮，链轮经链轮轴、轴承、轴套安装在履带轮架上，两个链轮用链条连接，涨紧机架、履带轮架用涨紧小轴销接，涨紧轮板两端分别用销连接涨紧机架、刚性导杆，两涨紧轮板用弹簧连接，涨紧轮经涨紧轮轴安装在刚性导杆上，永磁方铁用链条销固定在链条的外链板间，永磁方铁开关导向板A焊接在链轮支架A上、永磁方铁开关导向板B焊接在链轮支架B上。两组履带经球铰与底盘相连。

永磁方铁履带机器人是靠两条履带吸附在铁基物体表面的，履带是由链条改装而成，两条链条组成一条履带，将永磁方铁固定于链条组成的履带上，靠永磁方铁开关导向板A打开永磁方铁，磁铁的吸附力将机器人固定在铁基物体表面，当永磁方铁将要脱离铁基物体表面使，永磁方铁开关导向板B关闭永磁方铁，磁铁的磁性消除，从而使该块磁铁脱离吸附。同时，具有履带张紧机构，能使机器人较好地吸附在铁基物体表面。机器人底盘与两侧履带之间通过球铰连接成平行四边形机构，可使机器人能在各种铁基物体表面行走。机器人可通过两个步进电机的不同旋转方向绕中心原地做0°～360°旋转。本发明具有结构简单、操作方便、测量精度高、误差小等优点。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明装置去掉部分履带后的左视图；

图3为链条的结构图。

其中，1、减速电机，2、电机固定机构，3、联轴器，4、链轮，5、轴承，6、沉头螺钉A，7、涨紧轮，8、涨紧轮轴，9、涨紧机构，10、链轮支架C，11、底盘，12、涨紧小轴，13、链轮支架A，14、沉头螺钉B，15、链轮支架B，16、球铰，17、轴套，18、链轮轴，19、永磁方铁开关导向板A，20、永磁方铁开关导向板B，21、链条，22、涨紧机架，23、弹簧，24、涨紧轮板，25、销，26、驱动轮轴，27、永磁方铁。

具体实施方式

实施例：如图1、图2和图3所示，包括减速电机1、链轮4、链条履带、电机固定机构2、联轴器3、涨紧轮7、涨紧轮轴8、链轮支架C10、涨紧小轴12、球铰16、轴套17组成。链轮支架A13、链轮支架B15与链轮支架C10用沉头螺钉B14连接在一起构成履带机架，减速电机1经电机固定机构2用沉头螺钉A6固定在链轮支架B15上，其输出轴经联轴器3、驱动轮轴26驱动链轮4，链轮4经链轮轴18、轴承5、轴套17安装在履带轮架上，两个链轮4用链条21连接。涨紧机构9是由涨紧机架22、涨紧小轴12、涨紧轮板24、销25、弹簧23、涨紧轮7、涨紧轮轴8组成，并经弹性机构连接在机架上。涨紧机架22、履带轮架用涨紧小轴12销接，涨紧轮板24两端分别用销25连接涨紧机架22，两涨紧轮板24用弹簧23连接，涨紧轮7经涨紧轮轴8安装在履带机架，永磁方铁27用链条销固定在链板间。永磁方铁开关导向板A19焊接在链轮支架A上、永磁方铁开关导向板B20焊接在链轮支架B上。两组履带经球铰16与底盘11相连。

带有永磁方铁27的链条履带将机器人吸附在铁基罐体表面上，当驱动履带的两个步进电机以相同的速度顺时针旋转时，履带前进方向上的永磁方铁27在开关导向板A19的作用下打开，进入吸附状态，同时在前进方向另一端的永磁方铁27在开关导向板B20的作用下关闭，脱离吸附，在步进电机的驱动力下，机器人向前直线运动；同理，当两个步进电机以相同的速度逆时针旋转时，机器人向后直线运动；当两个步进电机以不同的速度旋转，或者一个步进电机顺时针旋转，另一个步进电机逆时针旋转时，机器人就能够完成转向动作。当机器人行驶到高低不平的罐体上(例如焊缝、凸起附近)时，机器人的底盘11与两侧履带之间通过球铰16连接成平行四边形机构，就能保证机器人的履带较为完全地吸附在罐体表面上。