爬壁机器人自贴附式活动支臂的制作方法

本发明涉及一种机器人的组成部件，具体地说是一种爬壁机器人自贴附式活动支臂。

背景技术：

爬壁机器人的支臂是用于连接机器人机体和车轮组件的构件，需要具有较大的自身强度，以满足承担机器人荷载的需要。在用于清洗风机塔筒等高大圆形立柱外表面的爬壁机器人中，机器人活动支臂除具有连接车轮组件的作用外，还要能够具有随立柱直径的变化而有张开角随之进行调节变化的能力，以使滚轮的轮面始终能够贴附到圆形立柱的外表面，完成爬壁机器人的上下爬行动作。

但现有爬壁机器人的支臂张开角度调整机构十分复杂，既增加了机器人的制作成本，又加大了机器人的故障率，而且，一旦出现故障，在位于几十米的高处时，就会出现支臂调整不便或者使与该支臂相连的滚轮出现悬空态，从而影响了爬壁机器人的正常作业和维修。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种爬壁机器人自贴附式活动支臂，以解决支臂张开角度调整机构存在的结构复杂和调节不便的问题。

本发明是这样实现的：一种爬壁机器人自贴附式活动支臂，包括支臂组件和车轮组件，所述支臂组件的一端插入机架的横套管内，并与所述横套管通过销轴相接，所述支臂组件的另一端与所述车轮组件相接，在所述支臂组件上设置有由强磁铁排布组成且吸合作用面朝向机器人作业面的支臂吸盘，在所述横套管上设置有用于对支臂组件最大张开角度进行限位和调节的调整螺栓。

所述支臂组件包括支臂本体和连接法兰；所述支臂本体包括槽形支臂梁以及焊接在槽形支臂梁槽口上的封口板。将支臂本体分解为槽形支臂梁和封口板两部分，这样就可以先将槽型支臂梁与连接法兰相焊接，然后再将封口板的一端插接到连接法兰的方框形凸沿内侧，并与槽型支臂梁和方框形凸沿相焊接，由此构成一个自身强度高且连接牢固的活动支臂。

所述槽型支臂梁为方槽长条形结构，其与连接法兰的连接端为门型平端口，其与所述机架的连接端是由槽型支臂梁的两个侧壁前端向前下方伸出的伸出端，在两个所述伸出端上分别开有圆孔，两个圆孔的大小相同、圆心相对，用于通过销轴与所述横套管相铰接。

所述连接法兰是在法兰本体的一个端面上设置有用于与支臂本体端部配合连接的方框形凸沿，所述方框形凸沿包围在法兰本体上用于穿接驱动轴的轴孔的周边，所述方框形凸沿的一组相邻边角为开口角，用以使构成所述槽形支臂梁的端部通过所述开口角进入所述方框形凸沿内。所述方框形凸沿的相对两个开口角的侧棱沿贴近所述轴孔的边沿。

连接法兰通过在法兰本体上加设方框形凸沿，构成用于与支臂相互焊接的法兰连接体，同时，通过在方框形凸沿的一组相邻边角设计成开口角的形式，就可以将支臂本体中的槽形支臂梁的端口通过开口角压入方框形凸沿的内口，这样就可以适当加大槽形支臂梁的尺寸，实现槽形支臂梁端口与方框形凸沿内口的紧配合。此举有利于提高槽形支臂梁与方框形凸沿在焊接后的连接强度，从而有效地解决现有连接法兰与支臂本体连接强度不高和牢固程度较低的问题。

本发明是利用磁间隙作用原理，使铰接在爬壁机器人机架横套管中的支臂组件能够在爬壁机器人的运行过程中始终贴合在风机塔筒的表面，实现了支臂组件随风机塔筒的粗细变化自行调节张开角度的目的，由此不仅省去了活动支臂张开角度调整机构的设置，而且可实现机器人车轮的轮面与风机塔筒作业面的稳定与良好接触，确保了爬壁机器人在风机塔筒上的正常行走作业。

附图说明

图1是安装本发明活动支臂后的爬壁机器人的结构示意图。

图2是活动支臂的结构示意图。

图3是支臂本体的结构示意图。

图4是槽形支臂梁的结构示意图。

图5是封口板的结构示意图。

图6是连接法兰的结构示意图。

图中：100、连接法兰，101、法兰本体，102、方框形凸沿，103、轴孔，104、开口角，110、支臂本体，111、槽型支臂梁，112,、封口板，113、伸出端，114、圆孔，115、轴套，116、销轴，121、电机，130、支臂吸盘，131、固定架，140、车轮组件，141、轮架，142、轮套，143、谐波减速机，144、密封盖，151、弧形双臂导轨，152、滑动机构，158、调整螺栓，159、横套管，160、机架。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括支臂组件和车轮组件140，所述支臂组件包括支臂本体110和连接法兰100两个组成部分。支臂本体110的一端插入机架160的横套管159内，并通过销轴铰接在机架的横套管159内，支臂本体110的另一端通过连接法兰100与车轮组件140相接。在支臂本体110上套接有固定架131，在固定架131的下方固定连接有支臂吸盘130，支臂吸盘130的吸合作用面朝向爬壁机器人的作业面，以将活动支臂吸合到塔筒作业面上。支臂吸盘130是由强磁铁排布组成且吸合作用面朝向下方（即机器人作业面），支臂吸盘130的设置位置是在活动支臂处于最大张开角时，支臂吸盘130的吸合作用面也不会触及作业面的表面，即不会因为支臂吸盘与风机塔筒表面的吸合而造成支臂组件被固定的情况。在横套管159上设置有调整螺栓158（图1），调整螺栓158的螺纹端插入并固定在横套管159内，用于对活动支臂在工作时的最大张开角度进行限位和调节。

如图3所示，支臂本体110包括槽形支臂梁111以及焊接在槽形支臂梁槽口上的封口板112。如图4所示，槽型支臂梁111为方槽长条形结构，其与连接法兰100的连接端为门型平端口，其与爬壁机器人的机架的连接端是由槽型支臂梁的两个侧壁前端向前下方伸出的伸出端113，在两个伸出端113上分别开有圆孔114，两个圆孔114的大小相同、圆心相对，在两圆孔之间可设置轴套115，销轴穿过圆孔114和轴套115，再穿接机架，即可实现活动支臂与机架的铰接式连接。封口板112与槽形支臂梁111的槽口形状相合，其一端为平直端，以与槽型支臂梁111的门型平端口相平齐；其另一端弯制成圆弧面，以兜住轴套115，对轴套115起到保护作用。

如图5所示，连接法兰100的主体为法兰本体101，法兰本体101为圆盘形，在法兰本体101的中心位置开有穿接驱动轴用的轴孔103，法兰本体101的背面制成是可与滚轮及内装机构相配合的形状，在法兰本体101的前端面上的中部区域上一体地制作有方框形凸沿102，方框形凸沿102垂直于法兰本体101的前端面，并且包围在轴孔103的周边，方框形凸沿102的一组相邻的边角加工成为开口角104。设计这两个开口角104，可以使支臂本体110中的槽形支臂梁111的门型端口通过开口角104被压入方框形凸沿102的内口，由此可将槽形支臂梁端口加工成是与方框形凸沿102的内壁之间为紧配合的模式，而这种紧配合模式可以很好地消除槽形支臂梁端口与方框形凸沿内壁之间的活动旷量，由此保证了二者间的焊接强度和焊接质量，并且提高了支臂本体110与连接法兰100的连接强度，确保了活动支臂的整体牢固程度。

在将槽型支臂梁111与连接法兰100相焊接之后，再将封口板112的平直端插接到连接法兰100的方框形凸沿102内侧，并分别与槽型支臂梁111和方框形凸沿102相焊接，由此构成一个完整的支臂本体。

图4中，方框形凸沿102的相对两个开口角的侧棱沿贴近法兰本体101上的轴孔103的边沿，使方框形凸沿102成为偏心设置模式。这种偏心的法兰连接模式，可使活动支臂的车轮连接端下移，从而可在不降低车轮轮径的条件下，使活动支臂和安装其上的支臂吸盘的吸合作用面尽量平置于风机塔筒的表面，有利于支臂吸盘磁吸能力的正常发挥。

在支臂吸盘130的盘面上设置有滚珠支撑组件（未图示），所述滚珠支撑组件中的滚珠有外凸球面，该外凸球面的最高点突出于支臂吸盘的吸合作用面，用以避免支臂吸盘130与风机塔筒表面的相吸贴合的情况发生。