磁吸附行走装置及磁吸附爬壁机器人的制作方法

本发明涉及履带式磁吸附机器人的技术领域，尤其是涉及一种磁吸附行走装置及磁吸附爬壁机器人。

背景技术：

磁吸附爬壁机器人属于特种机器人，多用于恶劣、危险、极限工况下，在导磁壁面上进行如探测、检修、焊接、或打磨等特定作业。目前，磁吸附机器人已在核工业、石化工业、建筑工业、消防部门、造船业等以钢结构为主的生产施工中得到广泛的应用。磁吸附爬壁机器人在工程应用时需要解决吸附、驱动、转向、越障、适应小曲率曲面、工作部件负载乃至自动控制等一系列问题，目前，人们针对上述问题不断对爬壁机器人做优化。

现有技术中的一些磁吸附履带爬壁机器人采用轴套作为导向结构，在实际使用过程中，存在磨损快，精度差等缺陷，从而，不能够对吸附履带提供较为稳定的导向作用。

基于以上问题，提出一种磨损慢、导向稳定的磁吸附行走装置显得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种磁吸附行走装置及磁吸附爬壁机器人，以缓解由于导向结构磨损快、稳定性差等因素影响爬壁机器人正常作业的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术手段为：

本发明提供的一种磁吸附行走装置，包括：机体和设置在机体左右两侧的履带行走机构；

所述机体包括分别设置在两组所述履带行走机构内侧的导向板；

所述履带行走机构包括多组围绕所述导向板的边缘布置的导向组件，且所述导向组件与所述导向板的两侧面分别滚动连接；

所述履带行走机构相对于所述机体运动时，所述导向组件能够沿着所述导向板移动。

作为一种进一步的技术方案，所述履带行走机构包括吸附履带组件；

所述吸附履带组件包括驱动链和多块固定板，且多块所述固定板均匀设置在所述驱动链的外侧，所述驱动链用于传动连接所述吸附履带组件中的主动轮和从动轮；

所述导向组件与所述固定板对应连接，且所述导向组件的导向结构位于所述固定板的内侧。

作为一种进一步的技术方案，所述固定板的内侧面与所述导向板的外缘之间留有间隙。

作为一种进一步的技术方案，所述导向组件包括两组滚动体，两组所述滚动体间隔设置在所述固定板上；

所述导向板的边缘位于两组所述滚动体之间，且两组所述滚动体的表面与所述导向板的两侧面对应抵接。

作为一种进一步的技术方案，所述固定板的外侧设置有用于吸附钢结构的磁钢，且所述磁钢与所述固定板一一对应。

作为一种进一步的技术方案，所述固定板的外侧设置有至少一组减震垫，用于使所述吸附履带组件缓冲、减震。

作为一种进一步的技术方案，所述机体的左右两侧并位于所述履带行走机构内侧的位置分别设有托轮涨紧机构；

所述托轮涨紧机构与所述履带行走机构对应连接，用于涨紧所述履带行走机构中的吸附履带组件。

作为一种进一步的技术方案，所述托轮涨紧机构包括涨紧悬架、涨紧轮和涨紧调节组件；

所述涨紧悬架可摆动地设置在所述导向板上，所述涨紧轮可转动地设置在所述涨紧悬架上，且所述涨紧轮与所述吸附履带组件的内侧配合连接；

所述涨紧调节组件用于驱动所述涨紧悬架相对于所述导向板摆动，并由所述涨紧悬架带动所述涨紧轮涨紧所述吸附履带组件。

作为一种进一步的技术方案，所述涨紧调节组件包括调节螺杆、调节法兰和弹性元件；

所述调节螺杆的一端与所述机体固定连接，所述涨紧悬架的自由端套设于所述调节螺杆上，所述调节法兰与所述调节螺杆之间螺纹连接；

所述弹性元件套设于所述调节螺杆上，且所述弹性元件位于所述涨紧悬架的自由端与所述调节法兰之间。

本发明提供的一种磁吸附爬壁机器人，包括所述的磁吸附行走装置。

与现有技术相比，本发明提供的一种磁吸附行走装置及磁吸附爬壁机器人所具有的技术优势为：

本发明提供的一种磁吸附行走装置，包括机体和设置在机体左右两侧的履带行走机构；其中，机体包括分别左右两侧的导向板，且两块导向板对应设置在左右两侧的履带行走机构的内侧；履带行走机构包括多组导向组件，且多组导向组件沿着履带行走机构间隔设置，多组导向组件围绕导向板的边缘设置，且导向组件与导向板的两侧面分别滚动连接，由此，当磁吸附行走装置行走时，履带行走机构围绕着导向板相对于机体运动，此时，导向组件则沿着导向板的边缘滚动，以便于履带行走机构与机体之间的相对运动。

本发明中，磁吸附行走装置主要由机体和设置在机体左右两侧的单边履带行走机构组成，并且，两个单边的履带行走机构可以单独从机体上拆卸或安装到机体上，从而方便更换、维修及替换。

进一步的，通过导向组件与导向板之间滚动连接，能够为履带行走机构提供稳定的导向和限位作用，且导向板还能够支撑履带行走机构，相比于现有技术中采用轴套作为导向结构，该导向组件与导向板之间不易出现磨损，且导向组件与导向板的两侧面抵接，以缓解导向组件与导向板之间出现晃动、撞击而影响运动精度以及损伤零部件的问题，进一步提高了履带行走机构与机体之间相对运动的稳定性。

优选地，通过设置托轮涨紧机构能够对履带行走机构中的吸附履带组件进行涨紧，以缓解吸附履带组件松弛、脱带等问题，进一步提高了履带行走机构运行的稳定性。

本发明提供的一种磁吸附爬壁机器人，包括上述磁吸附行走装置，由此，该磁吸附爬壁机器人所达到的技术优势及效果包括上述磁吸附行走装置所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的磁吸附行走装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的去掉导向板的磁吸附行走装置的示意图；

图3为本发明实施例提供的吸附履带组件、导向组件及导向板的示意图；

图4为本发明实施例提供的涨紧机构与吸附履带组件的第一示意图；

图5为本发明实施例提供的涨紧机构与吸附履带组件的第二示意图。

图标：

100－机体；110－导向板；

200－履带行走机构；210－导向组件；211－滚动体；220－吸附履带组件；221－驱动链；222－固定板；223－主动轮；224－从动轮；225－磁钢；226－减震垫；

300－托轮涨紧机构；310－涨紧悬架；320－涨紧轮；330－涨紧调节组件；331－调节螺杆；332－调节法兰；333－弹性元件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

具体结构如图1－图5所示。

本实施例提供的一种磁吸附行走装置，包括：机体100和设置在机体100左右两侧的履带行走机构200；机体100包括分别设置在两组履带行走机构200内侧的导向板110(优选地，导向板110采用高强度钢板，以对导向组件210起到支撑、限位及导向作用，)；履带行走机构200包括多组围绕导向板110的边缘布置的导向组件210，且导向组件210与导向板110的两侧面分别滚动连接；履带行走机构200相对于机体100运动时，导向组件210能够沿着导向板110移动。

本实施例提供的磁吸附行走装置，左右两侧的履带行走机构200采用单边驱动设计，驱动机构和减速机传动连接，减速机与单边履带行走机构200传动连接，由此，由驱动机构(驱动电机)提供动力，由减速机传递动力，最终驱动作用两侧的履带行走机构200运作，以实现行走。具体的，左右两侧的履带行走机构200分别对应一组驱动机构和一组减速机，以实现单边驱动。

本实施例中，磁吸附行走装置主要由机体100和设置在机体100左右两侧的单边履带行走机构200组成，并且，两个单边的履带行走机构200可以单独从机体100上拆卸或安装到机体100上，从而方便更换、维修及替换。

进一步的，通过导向组件210与导向板110之间滚动连接，能够为履带行走机构200提供稳定的导向和限位作用，且导向板110还能够支撑履带行走机构200，相比于现有技术中采用轴套作为导向结构，该导向组件210与导向板110之间不易出现磨损，且导向组件210与导向板110的两侧面抵接，以缓解导向组件210与导向板110之间出现晃动、撞击而影响运动精度以及损伤零部件的问题，进一步提高了履带行走机构200与机体100之间相对运动的稳定性。

本实施例的可选技术方案中，履带行走机构200包括吸附履带组件220；吸附履带组件220包括驱动链221和多块固定板222，且多块固定板222均匀设置在驱动链221的外侧，驱动链221用于传动连接吸附履带组件220中的主动轮223和从动轮224；导向组件210与固定板222对应连接，且导向组件210的导向结构位于固定板222的内侧。

本实施例的可选技术方案中，固定板222的内侧面与导向板110的外缘之间留有间隙。

本实施例的可选技术方案中，导向组件210包括两组滚动体211，两组滚动体211间隔设置在固定板222上；导向板110的边缘位于两组滚动体211之间，且两组滚动体211的表面与导向板110的两侧面对应抵接。

具体的，左右两侧的履带行走机构200均包括吸附履带组件220、主动轮223和从动轮224，主动轮223和从动轮224沿机体100的前后方向设置在机体100的侧部，驱动链221套设在主动轮223和从动轮224上，主动轮223与减速机传动连接，由减速机将驱动机构的动力传递给主动轮223，并由主动轮223驱动吸附履带组件220运动；优选地，主动轮223和从动轮224均采用链轮，驱动链221采用链条，以传递大扭矩和适应恶劣环境；进一步的，为了实现吸附履带组件220与导向板110之间不至于出现摩擦、碰撞等现象，本实施例中优选的，在驱动链221上固定安装多组固定板222，这些固定板222排布在驱动链221的外侧，具体的，在驱动链221的外侧设置有安装座，安装座上设置有安装结构，而固定板222上设置有相对应的安装孔位，从而，通过安装结构与安装孔位的配合安装，实现了固定板222与驱动链221之间的固定安装；同时，安装座对固定板222还具有承托作用，由于固定板222环绕驱动链221设置，而导向板110的边缘形状与驱动链221的形状相似，由此，通过安装座能够将固定板222撑起，使固定板222与导向板110之间留有一定的间隙，以防止固定板222的内侧表面与导向板110的边缘接触，从而，有效缓解了固定板222与导向板110之间接触、摩擦、碰撞而造成固定板222、导向板110的损坏，进一步保证了磁吸附行走装置的正常使用。

进一步的，导向组件210与固定板222对应设置，优选地，导向组件210包括两组滚动体211，两组滚动体211间隔设置在固定板222的一端，且导向板110的边缘恰好能够置于两组滚动体211之间，而两组滚动体211则抵紧在导向板110边缘处的两侧面上，由此，当吸附履带组件220运动时，固定板222会带动导向组件210环绕导向板110的边缘运动，从而，滚动体211则能够在导向板110边缘的侧面上滚动，进而有效缓解了滚动体211与导向板110之间的摩擦作用，同时，防止滚动体211与导向板110之间相对晃动而出现碰撞的现象，进一步保证了吸附履带组件220运动的稳定性，提高了吸附履带组件220、导向板110的使用寿命。优选地，滚动体211为深沟球轴承。

本实施例的可选技术方案中，固定板222的外侧设置有用于吸附钢结构的磁钢225，且磁钢225与固定板222一一对应。

本实施例提供的磁吸附行走装置主要应用在爬壁钢结构领域，由此，在吸附履带组件220的外侧设置磁钢225，具体的，磁钢225及固定板222上均开设安装孔位，然后用紧固螺栓实现固定安装。

本实施例的可选技术方案中，固定板222的外侧设置有至少一组减震垫226，用于使吸附履带组件220缓冲、减震。

由于磁吸附行走装置在钢结构上进行爬壁容易产生较大的碰撞噪声和碰撞震动，基于此，本实施例中在固定板222上安装了减震垫226(具体材料可参考现有技术)，在爬壁过程中，减震垫226能够与钢结构发生碰撞，由此，大大降低了爬壁噪声和震动。具体的，减震垫226和固定板222上对应设置有安装孔位，然后通过紧固螺栓进行固定安装。优选地，在磁钢225的两侧分别设置减震垫226，进一步提高减震、降噪效果。

本实施例的可选技术方案中，机体100的左右两侧并位于履带行走机构200内侧的位置分别设有托轮涨紧机构300；托轮涨紧机构300与履带行走机构200对应连接，用于涨紧履带行走机构200中的吸附履带组件220。

本实施例的可选技术方案中，托轮涨紧机构300包括涨紧悬架310、涨紧轮320和涨紧调节组件330；涨紧悬架310可摆动地设置在导向板110上，涨紧轮320可转动地设置在涨紧悬架310上，且涨紧轮320与吸附履带组件220的内侧配合连接；涨紧调节组件330用于驱动涨紧悬架310相对于导向板110摆动，并由涨紧悬架310带动涨紧轮320涨紧吸附履带组件220。

本实施例的可选技术方案中，涨紧调节组件330包括调节螺杆331、调节法兰332和弹性元件333；调节螺杆331的一端与机体100固定连接，涨紧悬架310的自由端套设于调节螺杆331上，调节法兰332与调节螺杆331之间螺纹连接；弹性元件333套设于调节螺杆331上，且弹性元件333位于涨紧悬架310的自由端与调节法兰332之间。

磁吸附行走装置爬壁过程中，需要较大的吸附力，使得履带行走机构200中的吸附履带组件220需要承受较大的载荷，容易导致吸附履带组件220出现较大的变形，导致松带、脱带的现象，基于此，本实施例中增设了托轮涨紧机构300，以保证吸附履带组件220的涨紧作用。

具体的，托轮涨紧机构300包括涨紧悬架310、涨紧轮320和涨紧调节组件330，其中，涨紧悬架310的一端与导向板110通过转轴连接，使得涨紧悬架310能够进行摆动，另一端套设在调节螺杆331上，这样一来，通过旋拧调节法兰332能够挤压弹性元件333，通过弹性元件333挤压涨紧悬架310的另一端移动，此时，随着涨紧悬架310的摆动，使设置在涨紧悬架310中部的涨紧轮320能够挤压吸附履带组件220的内侧，从而起到涨紧吸附履带组件220的作用。优选地，涨紧悬架310的中部向一侧凸起，而涨紧轮320则设置在该凸起处，以便于涨紧轮320涨紧吸附履带组件220。弹性元件333优选为弹簧，通过弹簧能够起到一定的缓冲、减震作用。

本实施例提供的一种磁吸附爬壁机器人，包括上述磁吸附行走装置，由此，该磁吸附爬壁机器人所达到的技术优势及效果包括上述磁吸附行走装置所达到的技术优势及效果，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。