[发明专利]管道形锅炉管壁焊接用爬壁机器人行走机构

说明书

技术领域

本发明属于智能化控制技术领域，具体讲就是涉及一种管道形锅炉管壁焊接用爬壁机器人行走机构。

背景技术

如附图1所示，有一种管道形锅炉管壁是通过将数根小口径管道并排焊接连接而成，在焊接作业时，要么利用人工往返于管道两端，沿小口径管道轴向完成一次焊接后，沿锅炉管壁圆周方向移动进行第二次焊接作业，循环进行，进而完成整个管道形锅炉管壁的焊接工作，但是利用人工焊接，劳动强度过高，焊接精确度无法得到保证，影响了产品的质量。另一种是采用焊接机器人进行焊接作业，用焊接机器人进行焊接作业时，需要焊接机器人具有沿管道形锅炉管壁圆周切线方向和管道轴线方向双向移动的功能，即当焊接机器人进行焊接并排小口径管道时，首先需要完成沿管道轴线方向直线运动，然后沿管道形锅炉管壁圆周切线方向移动一段距离完成另一根小口径管道的焊接工作，循环进行，从而完成整个管道形锅炉管壁的焊接工作；同时又要求这种焊接机器人在进行焊接作业时，能够稳定的吸附在管道壁上，但是目前焊接机器人同时具有在管道轴向和周向移动的功能与在管道壁上吸附功能之间没有能达到完美结合，焊接机器人的管道壁上吸附功能越好，焊接机器人移动时遇到的阻力就会越大，焊接机器人的移动性能就越差。

中国专利申请号为200510086383.X的专利公开了一种非接触磁吸附轮式爬壁机器人，包括轮式移动机构和永磁吸附装置，轮式移动机构包括底盘，安装在底盘上的驱动机构、有驱动机构驱动的驱动轮。所述驱动轮对称布置，采用差动驱动方式，依靠驱动轮的差速实现在导磁壁面上的转向；永磁吸附装置安装在所述底盘上，所述永磁吸附装置安装和导磁壁面间是非接触的，磁能利用率高，吸附能力强，这种非接触磁吸附轮式爬壁机器人负载能力强，运动灵活性特别是转向灵活性好，但是无法实现管道形锅炉管壁焊接工作中要求的具有沿管道形锅炉管壁圆周切线方向和管道轴线方向双向移动的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于管道形锅炉管壁焊接的爬壁机器人行走机构，它能实现管道形锅炉管壁焊接过程中要求的能够在管道形锅炉管壁圆周切线方向和管道轴线方向双向移动的功能的同时又具有较高的吸附力，此种吸附力不会对爬壁机器人行走产生过大的阻力。

技术方案

为了实现上述技术目的本发明设计一种管道形锅炉管壁焊接用爬壁机器人行走机构，包括轴向行走机构、周向行走机构和磁吸附机构，其特征在于：所述轴向行走机构装在底盘上，周向行走机构装在底盘两侧，磁吸附机构3装在底盘4下方。

轴向行走机构包括驱动电机，驱动电机装在底盘上，驱动电机输出轴右侧上通过第一万向联轴器装有第一轴向行走轮，左侧输出轴上依次装有十字连轴器、带轴承座轴承、第二万向联轴器和第二轴向行走轮，所述带轴承座轴承固定在底盘上，所述轴向行走机构与提起机构连接，提起机构包括提杆,提杆两端头分别装在靠近第一轴向行走轮和第二轴向行走轮的轴杆内侧位置，提杆上装有丝杠螺母机构，在丝杠螺母机构下方底盘上装有伺服电机，伺服电机和丝杠螺母机构连接。

周向行走机构包括履带式链条，履带式链条装在第一传动齿轮、第二传动齿轮和第三传动齿轮组成的周向传动组件上，第一传动齿轮装在固定于底盘侧壁上的周向驱动电机上，第二传动齿轮和第三传动齿轮分别装在底盘下方两侧的固定杆上，所述履带式链条内装有周向压紧轮，周向压紧轮与装在底盘下方的固定连接杆连接在一起。

所述磁吸附机构包括把手、把手装在底盘上与模块转轴连接在一起，模块转轴穿过同步带轮，同步带轮装在同步带内，模块转轴上装有磁吸附模块，同步带上安装有磁吸附压紧轮。

轴向行走机构中第一轴向行走轮和第二轴向行走轮转动方向和周向行走机构中履带式链条运动方向垂直。

进一步，所述提杆受伺服电机控制可绕自身轴线转动0～45°。

进一步，所述履带式链条中的链条块包括切向行走轮、切向行走轮20101a装在走轮轴上，走轮轴两端依次装有轴套、推力轴承、滚针轴承和端部档块。

所述切向行走轮两端和端部档块间间隙在0.3～0.6mm；

所述切向行走轮下方左右两侧分别装有下挡板，下挡板上固定有侧链片，侧链片间通过销轴和销轴套连接,滚子套装在销轴套上位于侧链片之间。

进一步，所述第一轴向行走轮和第二轴向行走轮采用橡胶或塑性海绵体材料制作。

进一步，所述磁吸附模块采用永磁体，永磁体为直径10mm，高10mm的圆柱体，其N、S极沿圆柱体直径方向分布。