一种基于磁轮驱动的提升机罐道蛇形巡检机器人机构的制作方法

本发明涉及一种机器人机构，尤其是一种适用于煤矿提升机罐道检测和维修的基于磁轮驱动的提升机罐道蛇形巡检机器人机构，属于煤矿提升机检测装置。

背景技术：

矿用提升机主要用于矿井下调度矿车及其它辅助牵引用，亦可用于煤矿、冶金矿山、建筑工地等场合作拖运、提升工作或其他辅助搬运工作，但不得作载人使用。

但是目前矿用提升机的检测和维护方式比较落后，一般采用卷扬机或其他升降设备安装载人平台人为检查，因此会增加人工危险。目前通过人工方式检测和维护煤矿提升机罐道健康状况效率较低、工作环境恶劣并存在一定的危险性，因此需要设计一款巡检机器人辅助工作人员进行巡检。针对罐道环境中轨道间隙较大、普通轮式机器人难以跨越、巡检中需要从多角度进行观察等需求，设计了一种用于提升机罐道多方位检测的磁轮驱动蛇形巡检机器人机构。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有试验模型存在的缺陷而提供的一种适用于煤矿提升机罐道检测和维修的基于磁轮驱动的提升机罐道蛇形巡检机器人机构

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于磁轮驱动的提升机管道蛇形巡检机器人机构，包括磁轮驱动部及俯仰偏航部，所述磁轮驱动部包括蜗轮蜗杆传动机构及磁轮驱动机构，所述俯仰偏航部包括俯仰偏航机构；

所述蜗轮蜗杆传动机构包括蜗杆一、蜗轮、同步带轮一、同步带轮二、梅花联轴器、舵机一及同步带，所述蜗杆一周围分布若干涡轮，所述舵机一、梅花式联轴器、蜗杆一、蜗轮、同步带轮一、同步带轮二、同步带依次相连，所述轴承一与蜗杆一插接；

所述磁轮驱动机构包括直齿轮、直齿轮、磁轮，所述直齿轮与直齿轮五及两个磁轮构成的组合体相连，所述轴承四与直齿轮五、磁轮插接，所述直齿轮五两侧设有磁轮；

所述俯仰偏航机构包括舵机二、直齿轮四、直齿轮三、直齿轮三、锥齿轮二、锥齿轮一及接头，所述舵机二、直齿轮四、直齿轮三、直齿轮三、锥齿轮二、锥齿轮一及接头依次相连。

进一步，所述蜗杆一、蜗轮、同步带轮一、同步带轮二、磁轮均固定在设于蜗轮蜗杆传动机构与磁轮驱动机构、磁轮驱动机构与俯仰偏航机构中间的两个底板上，所述舵机一固定于磁轮驱动机构上，所述舵机二固定于俯仰偏航机构上。

进一步，所述直齿轮四为上下两排设置。

本发明的有益效果：使用磁轮驱动的蛇形机器人，磁轮吸住提升机罐道，改善普通蛇形机器人效率较低与单纯轮式机器人难以跨越较大缝隙、到达一些隐蔽角落等问题，同时采用蜗轮蜗杆机构，周布3个甚至多个蜗轮及等数量的磁轮，可以使磁吸附的面积更大，工作更稳定、行动更灵敏。

附图说明

图1为本发明的局部结构示意图一；

图2为本发明的局部结构示意图二；

图3是本发明的整体结构示意图。

其中：1、轴承一；2、蜗杆一；3、涡轮；4、同步带轮一；5、轴承二；6、梅花联轴器；7、直齿轮一；8、同步带轮二；9、舵机一；10、舵机二；11、侧板；12、接头；13、锥齿轮一；14、十字轴；15、锥齿轮二；16、直齿轮二；17、直齿轮三；18、直齿轮四；19、轴承三；20、轴承四；21、直齿轮五；22、磁轮；23同步带；ⅰ、蜗轮蜗杆传动机构；ⅱ、磁轮驱动机构；ⅲ、俯仰偏航机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

以下说明本发明的具体实施方式，本领域科研人员可由本说明书所揭露的内容了解本发明的优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可立足于不同研究与应用，在没有背离本发明的精神下进行适当修饰或改变。

一种基于磁轮驱动的提升罐道蛇形巡检机器人机构，如图1及图2所示，包括磁轮驱动部及俯仰偏航部，所述磁轮驱动部包括蜗轮蜗杆传动机构ⅰ及磁轮驱动机构ⅱ，所述俯仰偏航部包括俯仰偏航机构ⅲ；所述蜗轮蜗杆传动机构包括蜗杆一2、蜗轮3、同步带轮一4、同步带轮二8、梅花联轴器6、舵机一9及同步带23，所述蜗杆一2周围分布若干涡轮3，所述舵机一9、梅花式联轴器6、蜗杆一2、蜗轮3、同步带轮一4、同步带轮二8、同步带23依次相连，所述轴承一1与蜗杆一1插接；所述磁轮驱动机构包括直齿轮7、直齿轮21、磁轮22，所述直齿轮7与直齿轮五21及两个磁轮22构成的组合体相连，所述轴承四20与直齿轮五21、磁轮22插接，所述直齿轮五21两侧设有磁轮22；

舵机一9产生的转矩经梅花式联轴器6传递给蜗杆一2，蜗杆一2再传递给蜗轮3，蜗轮3带动同步带轮一4，通过同步带轮一4、同步带轮二8及同步带23将力矩传递到了磁轮驱动机构ⅱ，再通过直齿轮一7、直齿轮五21传递给磁轮22。

所述俯仰偏航机构包括舵机二10、直齿轮四18、直齿轮三17、直齿轮三16、锥齿轮二15、锥齿轮一13及接头12，所述舵机二10、直齿轮四18、直齿轮三17、直齿轮三16、锥齿轮二15、锥齿轮一13及接头12依次相连。

由舵机二10输出的转矩通过上下两排直齿轮四18、直齿轮三17、直齿轮二16将力传递给了上下两个锥齿轮二15，当舵一9、舵机二10机转速相同时，力通过锥齿轮一13和接头12传递给下一节，如图3所示，实现蛇形机器人的俯仰运动；当舵机一9、舵机二10转速不同时，力通过锥齿轮13和接头12传递给下一节，实现蛇形机器人的偏航运动。磁轮22吸附在提升机罐道上，舵机输出的转矩克服零件间各种阻力驱动磁轮使蛇形机器人爬行。同时机器人的俯仰偏航机构ⅲ控制机器人的方向，实现蛇形机器人的各种姿态的爬行。

本发明的机器人机构由若干节巡检机构组成，蜗轮蜗杆传动机构ⅰ及磁轮驱动机构ⅱ负责驱动磁轮，俯仰偏航机构ⅲ部分负责实现机器人的俯仰偏航，因此，利用磁轮吸力将蛇形机器人吸附在提升机罐道壁上，通过舵机驱动磁轮克服各种阻力向前运动，而俯仰偏航机构ⅲ负责实现机器人的摆动，控制蛇形机器人的运动方向，通过舵机一9及舵机10实现所需的俯仰以及偏航运动。

上述内容可说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对本发明具体细节进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中在没有脱离本发明所揭示的思想下的一切等效改变或修饰，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于磁轮驱动的提升罐道蛇形巡检机器人机构，其特征在于，包括磁轮驱动部及俯仰偏航部，所述磁轮驱动部包括蜗轮蜗杆传动机构(Ⅰ)及磁轮驱动机构(Ⅱ)，所述俯仰偏航部包括俯仰偏航机构(Ⅲ)。蜗轮蜗杆传动机构(Ⅰ)及磁轮驱动机构(Ⅱ)负责驱动磁轮，俯仰偏航机构(Ⅲ)部分负责实现机器人的俯仰偏航。使用磁轮(22)驱动的蛇形机器人，磁轮(22)吸住提升机罐道，改善普通蛇形机器人效率较低与单纯轮式机器人难以跨越较大缝隙、到达一些隐蔽角落等问题，同时采用蜗轮蜗杆机构，周布3个甚至多个蜗轮(3)及等数量的磁轮(22)，可以使磁吸附的面积更大，工作更稳定、行动更灵敏。

技术研发人员：唐超权;周公博;胡而已;朱华;马璧;舒鑫;赵建;陈鑫;刘初升
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2017.05.24
技术公布日：2017.10.24