[发明专利]一种含摆动牵引腿三自由度爬壁并联机器人有效

专利信息
申请号: 201410764635.9 申请日: 2014-12-12
公开(公告)号: CN104648512B 公开(公告)日: 2017-02-22
发明(设计)人: 路懿;叶妮佳;路扬;刘洋 申请(专利权)人: 燕山大学
主分类号: B62D57/024 分类号: B62D57/024
代理公司: 秦皇岛一诚知识产权事务所(普通合伙)13116 代理人: 续京沙
地址: 066004 河北省*** 国省代码: 河北;13
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摘要: 一种含摆动牵引腿三自由度爬壁并联机器人,主要包括动平台,3个驱动腿,3个牵引腿,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。驱动腿可伸缩运动,驱动腿上端和牵引腿中部与动平台分别通过转动副和球副联接,其下端通过球副与永磁吸盘联接。爬壁时,至少3个吸盘吸附工件,复位机构迫使驱动腿复位,牵引腿摆动机构迫使牵引腿摆动,实现该机器人在工件壁爬行。定位加工时,6个吸盘吸附工件,复位机构和牵引腿摆动机构失效,牵引腿对动平台施加无运动约束的弹性牵引力,变成三自由度并联机器人。本发明结构简单、吸附力大、驱动数少、容易控制,具有三自由度灵活操作和转向爬壁功能。
搜索关键词: 一种 摆动 牵引 自由度 并联 机器人
【主权项】:
一种含摆动牵引腿三自由度爬壁并联机器人,它包括动平台、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,其特征在于:所述动平台包括上三角板、下三角板和6个导向杆圆柱,6个圆柱在上、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,另一圈凹槽用来缠绕牵引绳,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;所述复位机构主要包括电动机A,套,轴承,丝杠,丝母,压板组,其中,套下端与电动机A凸台同轴配合固连,套上端的外圆柱与上三角板的中心通孔同轴配合固连,轴承外环与套的内通孔同轴配合固连,轴承内环与丝杠下部的外圆柱同轴配合固连,电动机A的驱动轴与丝杠下端的内孔同轴配合键联接,丝母与丝杆上部螺纹配合联接;所述压板组包括上板,下板,3个压叉和3个圆锥罩,其中,上、下板中心设有通孔,上述丝母外圆柱与上、下板中心通孔同轴配合固连,上、下板圆周均布设有上下对称的6个通孔,与上述动平台的导向杆圆柱滑动配合;下板外缘设有3个螺纹通孔,分别用于固连3个压叉,其3个压叉的位置分别对应于上述驱动腿的上端圆台;上板外缘设有3个螺纹通孔,分别用于固连3个圆锥罩,其3个圆锥罩的位置分别对应于上述下三角板角上的通孔,压板组位于动平台之上,与动平台同轴;所述牵引腿摆动机构包括动平台的下三角板,电动机B,驱动轮,牵引绳,3个转盘和2个导向轮;其中,电动机B固定在下三角板上,驱动轮设在下三角板下面,与电动机B驱动轴同轴固连,导向轮设在下三角板下面、上述三个转盘之间,并与下三角板转动联接,驱动轮、转盘和导向轮的轴线相互平行;牵引绳无滑动缠绕在驱动轮和上述转盘的凹槽,并绕过导向轮,实现3个转盘随电动机B同步转动。
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