[发明专利]一种含摆动牵引腿三自由度爬壁并联机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人，特别涉及一种爬壁并联机器人。

背景技术

爬壁机器人是一种可以在垂直墙壁上攀爬完成超出人极限的自动化作业的机器人，近20年成为国内外机器人领域研究的热点和前沿。目前爬壁机器人已用于储油罐探伤检查、舰船喷漆、军事侦查、高楼消防、清洁和喷涂、核设备检查测厚等。

近年来，中国专利CN103171640A公开了一种基于永磁吸附结构的爬壁机器人；中国专利CN103332232A公开了一种钢板爬壁机器人，其行走装置由履带构成；中国专利CN102673673A公开了一种用于磁吸附爬壁机器人的新型万向滚动磁轮装置；中国专利200710016408.8公开了一种铁基罐体爬壁机器人；中国专利CN1739925公开了一种非接触磁吸附轮式爬壁机器人；中国专利CN1428226公开了一种履带式多吸盘爬壁机器人；中国专利CN102343588A公开了一种磁盘吸附式爬壁机器人；中国专利02158876公开了一种五足爬壁机器人；中国专利CN101746429A公开了一种六足仿生湿吸爬壁机器人。中国专利CN103191895A公开了一种能垂直拐弯的爬壁机器人对中央空调水平和竖直管道内的积尘进行清理。中国专利CN102476664A公开了一种轮足式爬壁机器人机构，采用负压吸附和真空吸附结构爬壁。美国专利US3690393公开了一种在薄壁金属面磁盘吸附式越障爬壁机器人。

虽然上述爬壁类机器人各具特色，但用于极端条件下大型设备、装备及大工件表面缺陷现场修复和再制造一直是爬壁类机器人设计、研制和应用中面临的难题。特别是爬壁机器人应能快速爬壁与快速转向，并满足动平台相对吸附工件的多自由度灵活加工与大载荷操作是尚待解决的关键问题。

发明内容：

本发明目的在于提供一种吸附能力强、驱动数少、结构简单、运动灵活、控制简单、自重轻，并且具有快速爬壁与大载荷三自由度灵活操作双重功能的含摆动牵引腿三自由度爬壁并联机器人。

本发明主要包括动平台、3个结构相同的驱动腿、3个结构相同的牵引腿、复位机构、牵引腿摆动机构和激光枪。3个驱动腿与3个牵引腿在动平台与吸附的工件之间呈圆周交替均布。

所述动平台包括上三角板、下三角板和6个圆柱，6个导向杆圆柱在上、下三角板之间圆周均布，并与上、下三角板垂直固连。

所述激光枪与下三角板底面中心同轴固连。

所述驱动腿是一种转动副-驱动移动副-球副型可伸缩直线支链，所述驱动移动副包括电动缸缸套、电动缸伸缩杆和直线电机，电动缸缸套的上端设有圆台，并通过转动副与设在上述上三角板角上的水平孔转动联接，该电动缸缸套的下端与电动缸伸缩杆的一端连接，该电动缸伸缩杆的另一端通过球副与永磁吸盘联接，吸盘吸附在磁性工件壁面上。

所述牵引腿包括压帽，压套，小弹簧，大弹簧，缓冲弹簧，拉杆，球套，转盘，套管，永磁吸盘；其中，压帽与压套的一端螺纹固连，该压套的腔内设有小弹簧，该压套的另一端设有通孔，拉杆的一端设有圆柱凸台，该圆柱凸台位于压套圆柱腔内小弹簧的下面，拉杆与压套通孔滑动配合，拉杆下端与套管上端螺纹联接，该套管下端通过球副与永磁吸盘联接；吸盘吸附在磁性工件壁面上；转盘上端面设有一个球凹面，在球凹面中间设有通孔，通孔轴线交于球心且与转盘轴线偏距平行，转盘的圆周端面上设有与其平行的两圈凹槽，上面的一圈凹槽与设在动平台下三角板角上的通孔转动配合，另一圈凹槽用来设缠绕的牵引绳，上述转盘上的球凹面内设有半球形的球套，该球套中间设有通孔，通孔轴线交于球心且垂直于平面；大弹簧套在压帽的圆锥凸台下端面与球套平面之间的压套和拉杆上，保证牵引腿对动平台施加弹性牵引力；在上述套管上面的拉杆上套有缓冲弹簧，避免永磁吸盘脱离工件时牵引腿冲击下三角板。