[发明专利]曲面作业爬壁机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种在曲面进行作业的爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人主要用于石化企业对圆柱形大罐进行探伤检查或喷漆处理，或进行建筑物的清洁和喷涂，或在核工业中用来检查测厚等，还可以用于消防和造船等行业。在当前爬壁机器人应用的主要场合中，垂直平面所占面积约40％，而曲面所占面积超过50％。特别是储罐和船体表面，超过70％的面积均为曲面，因此适用于曲面作业的爬壁机器人对于船舶业以及石油行业有着重大的意义。

爬壁机器人平面作业与曲面作业存在着巨大差异，主要体现在：平面作业范围广，要求作业工具能迅速、准确、优质地完成作业任务；曲面表面特征比较复杂，要求作业工具能准确适应曲面变化，保证作业效果均匀、稳定。

传统爬壁机器人考虑到了自身爬壁功能的曲面适应能力，并未考虑作业机构的曲面适应能力，因此主要适用于垂直平面喷涂以及清理作业。而当传统爬壁机器人在曲面作业时，就存在着作业效果不均匀，作业效果不佳等一系列问题。所以传统的爬壁机器人无法优质的完成曲面作业任务。

发明内容

本发明提供的一种曲面作业爬壁机器人，曲面适应能力强，作业效果好的曲面作业的爬壁机器人，以克服上述现有技术的缺陷。

本发明提供一种曲面作业爬壁机器人，包括浮动车架、固定车架、驱动机构、随动机构、作业装置和自适应调整装置；随动机构固定在固定车架上；驱动机构固定在浮动车架上；浮动车架与固定车架可相对垂直上下移动；自适应调整装置具有旋转件和连接轴；旋转件与浮动车架可旋转连接；连接轴一端可在旋转件内移动，另一端与安装在调整底座上，调整底座与固定车架旋转相连，固定车架可旋转连接；作业装置固定在自适应调整装置上。

进一步，本发明提供一种曲面作业爬壁机器人，还可以具有这样的特征：自适应调整装置还具有连接件、调整轴承、调整底座；连接件固定在浮动车架上，旋转件通过销钉与连接件连接；调整轴承固定在旋转件上；调整底座通过销钉与固定车架连接；连接轴一端穿过调整轴承，另一端固定在调整底座上。

进一步，本发明提供一种曲面作业爬壁机器人，还可以具有这样的特征：自适应调整装置还具有导轨和滑台；导轨固定在调整底座上，滑台一侧在导轨上滑动，另一侧与作业装置相连，带动作业装置做水平移动。

进一步，本发明提供一种曲面作业爬壁机器人，还可以具有这样的特征：固定车架具有至少一个车架轴承，浮动车架具有车架支撑轴；车架支撑轴在车架轴承内直线移动。

进一步，本发明提供一种曲面作业爬壁机器人，还可以具有这样的特征：驱动机构和随动结构具有磁铁单元，吸附在作业表面。

进一步，本发明提供一种曲面作业爬壁机器人，还可以具有这样的特征：驱动机构具有驱动轮、减速器和电机。

进一步，本发明提供一种曲面作业爬壁机器人，还可以具有这样的特征：随动机构具有万向轮组件和浮动连接装置。

进一步，本发明提供一种曲面作业爬壁机器人，还可以具有这样的特征：浮动组件还具有横梁和固定底座；车架支撑轴为两个且成对安装；两个车架支撑轴的一端固定在固定底座上，横梁连接车架支撑轴的另一端。

进一步，本发明提供一种曲面作业爬壁机器人，还可以具有这样的特征：浮动车架还具有两个缓冲器，保证浮动车架在安全范围内浮动。

发明的作用与效果

本发明提供的一种曲面作业爬壁机器人，由于车架底部的磁铁的作用始终吸附在曲面，电机驱动曲面作业爬壁机器人在曲面运动，通过两个驱动电机的差速运动配合万向轮从动完成转向。

自适应调整装置的运动原理是：由于磁铁吸附力的作用，驱动机构会随着曲面起伏，驱动机构通过车架轴承上下滑动，始终保证浮动车架随着曲面变化而上下滑动。浮动车架的上下滑动通过连接件和旋转件带动连接轴旋转，驱动固定在调整底座上的滑台旋转。最终驱动机构垂直于曲面做上下滑动运动，并通过连接轴转化成滑台组件绕固定车架的旋转运动，从而自动地调整滑台的末端作业装置与曲面之间的距离，保证作业效果均匀、稳定。

本发明提供的一种曲面作业爬壁机器人，采用模块化设计，滑台可以搭载各类作业装置：如喷涂所用喷枪；清理所用磨具；探伤所用各类传感器等，各类作业装置配合滑台使用不但提高了作业范围，同时扩大了适用范围，做到了一机多用；

本发明提供的一种曲面作业爬壁机器人，同时采用车体曲面适应装置和作业装置自适应曲面调整机构，保证车体在曲面运动过程中，可以根据曲面实时调整作业装置的状态，保证作业效果均匀、稳定。