大型竖直管结构内壁爬行机器人伸缩腿机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种大型竖直管结构内壁爬行机器人伸缩腿机构，属于机械设计领域。该伸缩腿机构主要由固定机构、腿部机构和伸缩机构构成。机构可在一定范围适应内壁尺寸的变化以及不同壁面需求，扩大了机器人的适用范围，使机器人的爬行更可靠。
【专利说明】
大型竖直管结构内壁爬行机器人伸缩腿机构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种大型竖直管结构内壁爬行机器人伸缩腿机构，属于机械设计领域。
【背景技术】
[0002]竖直管壁是工程、工业中常见的一种结构形式，并在工业、工程安全中处于重要的地位。对于中小型管壁结构，其建造、检测等技术相对成熟，容易实施。而在工程、工业现场中，存在多种结构形式的大型竖直管壁结构，例如工矿中的竖直井结构，高层建筑中的电梯井结构，运载火箭壳体结构，大型烟囱结构，海上平台粧腿机构等等。这些管壁结构在建造或使用过程中，通常需要进行检测、喷涂、打磨、焊接、清灰、安防等作业。目前，这些作业通常需要人工实施，其实施难度较大，且具有一定的危险性。因此，开发一种可在管壁内巡回爬行的机器人，以搭载检测、喷涂等作业工具，代替人工作业，可以降低作业的难度，提高作业安全性。
[0003]现有爬壁机器人的腿部结构主要有履带式、真空吸盘式、磁力吸附式等。履带式结构翻越障碍能力较差，真空吸盘式要求壁面光滑，磁力吸附式仅适用于磁性壁面。本实用新型克服以上缺点，设计一种伸缩腿机构，腿部可在一定范围内适应壁内不同尺寸及壁面的需求，扩大了机器人的适用范围，使机器人的爬行更可靠。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是克服现有爬壁机器人爬行机构的缺点。提出了一种可外伸张紧、内收松脱的机器人腿部机构。
[0005]为实现上述目标，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]大型竖直管结构内壁爬行机器人伸缩腿机构主要由固定机构、腿部机构和伸缩机构组成。
[0007]固定机构包括底板(7)、滑道(6)、油缸支架(12)、限制板(4)组成。滑道(6)为槽式结构，四段滑道(6)分为两组，对称安放于底板(7)的两端，并通过沉头螺钉(19)与底板(7)固定。两个油缸支架(12)通过支架螺栓(11)对称固定于底板(7)的两端。两个限制板(4)分别通过限制板螺栓(13)对称固定于底板(7)的两端。
[0008]腿部机构由顶脚(1)、腿杆(3)、油缸顶杆支架(10)、腿杆支架(2)等部件组成。腿杆
(3)为细长板式结构，两个腿杆(3)对称安装，并通过腿杆螺栓(14)固定于腿杆支架(2)的两侦U。油缸顶杆支架(10)通过大螺栓(18)及大螺母(17)固定于腿杆支架(2)的内侧。两个顶脚
(I)分别通过顶脚螺栓(15 )固定于腿杆(3 )的末端。每个顶脚(I)夕卜固定具有一定厚度的耐磨橡胶套(16)。两套腿部机构分别反向安置于底板(7)上，其腿杆(3)分别置于对应滑道(6)的滑槽内，并可在滑槽内纵向滑动。
[0009]伸缩机构为两个相同的三级伸缩油缸(8)。伸缩油缸(8)的底部分别通过油缸销轴(5)与左右油缸支架(12)相连。伸缩油缸(3)的顶杆穿过腿杆支架(2)上的通孔(A)，并分别通过油缸顶杆销轴(9)与油缸顶杆支架(10)相连。
[0010]与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点:
[0011]1、通过两个腿部机构分别反向伸出并张紧的形式实现机器人依附于管壁内部。其张紧力可调，可适应不同截面尺寸的壁面，对壁面的材质、表面质量没有要求。
[0012]2、伸缩腿机构配合机器人本体的伸缩，可轻松地跨过多种障碍，实现在内部结构较为复杂的管壁内爬行。
[0013]3、张紧时，由腿杆机构承受径向力，伸缩油缸基本不承受径向力。另外，腿部伸缩油缸为两端铰接安装，可对径向力进行补偿，油缸使用寿命长。
【附图说明】
[0014]图1伸缩腿机构装配图
[0015]图2固定机构装配主视图
[0016]图3固定机构装配左视图
[0017]图4腿部机构装配图
[0018]图5滑道俯视图
[0019]图6滑道剖视图
[0020]图7腿杆支架剖视图
[0021]图中:1、顶脚，2、腿杆支架，3、腿杆，4、限制板，5、油缸销轴，6、滑道，7、底板，8、伸缩油缸，9、油缸顶杆销轴，10、油缸顶杆支架，11、支架螺栓，12、油缸支架，13、限制板螺栓，14、腿杆螺栓，15、顶脚螺栓，16、耐磨橡胶套，17、大螺母，18、大螺栓，A、通孔。
【具体实施方式】
[0022]大型竖直管结构内壁爬行机器人伸缩腿机构主要由固定机构、腿部机构和伸缩机构组成。
[0023]固定机构包括底板(7)、滑道(6)、油缸支架(12)、限制板(4)组成。滑道(6)为槽式结构，四段滑道(6)分为两组，对称安放于底板(7)的两端，并通过沉头螺钉(19)与底板(7)固定。两个油缸支架(12)通过支架螺栓(11)对称固定于底板(7)的两端。两个限制板(4)分别通过限制板螺栓(13)对称固定于底板(7)的两端。
[0024]腿部机构由顶脚(1)、腿杆(3)、油缸顶杆支架(10)、腿杆支架(2)等部件组成。腿杆
(3)为细长板式结构，两个腿杆(3)对称安装，并通过腿杆螺栓(14)固定于腿杆支架(2)的两侦U。油缸顶杆支架(10)通过大螺栓(18)及大螺母(17)固定于腿杆支架(2)的内侧。两个顶脚
(I)分别通过顶脚螺栓(15 )固定于腿杆(3 )的末端。每个顶脚(I)夕卜固定具有一定厚度的耐磨橡胶套(16)。两套腿部机构分别反向安置于底板(7)上，其腿杆(3)分别置于对应滑道(6)的滑槽内，并可在滑槽内纵向滑动。
[0025]伸缩机构为两个相同的三级伸缩油缸(8)。伸缩油缸(8)的底部分别通过油缸销轴
(5)与左右油缸支架(12)相连。伸缩油缸(3)的顶杆穿过腿杆支架(2)上的通孔(A)，并分别通过油缸顶杆销轴(9)与油缸顶杆支架(10)相连。
【主权项】
1.大型竖直管结构内壁爬行机器人伸缩腿机构，其特征在于:伸缩腿机构由固定机构、腿部机构和伸缩机构组成； 固定机构由底板(7)、滑道(6)、油缸支架(12)、限制板(4)组成;滑道(6)为槽式结构，四段滑道(6)分为两组，对称安放于底板(7)的两端，并通过沉头螺钉(19)与底板(7)固定;两个油缸支架(12)通过支架螺栓(11)对称固定于底板(7)的两端;两个限制板(4)分别通过限制板螺栓(13)对称固定于底板(7 )的两端； 腿部机构由顶脚(I)、腿杆(3)、油缸顶杆支架(10)、腿杆支架(2)组成;腿杆(3)为细长板式结构，两个腿杆(3)对称安装，并通过腿杆螺栓(14)固定于腿杆支架(2)的两侧;油缸顶杆支架(10)通过大螺栓(18)及大螺母(17)固定于腿杆支架(2)的内侧;两个顶脚(I)分别通过顶脚螺栓(15)固定于腿杆(3)的末端;每个顶脚(I)外固定具有一定厚度的耐磨橡胶套(16);两套腿部机构分别反向安置于底板(7)上，其腿杆(3)分别置于对应滑道(6)的滑槽内，并可在滑槽内纵向滑动； 伸缩机构为两个相同的三级伸缩油缸(8);伸缩油缸(8)的底部分别通过油缸销轴(5)与左右油缸支架(12)相连;伸缩油缸(3)的顶杆穿过腿杆支架(2)上的通孔(A)，并分别通过油缸顶杆销轴(9 )与油缸顶杆支架(1 )相连。
【文档编号】B62D57/024GK205668603SQ201620566483
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】张仕海
【申请人】天津职业技术师范大学