本發(fā)明涉及一種爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，本發(fā)明還涉及一種爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動單元，屬于機(jī)器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

爬壁機(jī)器人屬于機(jī)器人研究領(lǐng)域的重要分支，綜合運(yùn)用了機(jī)器人移動技術(shù)和吸附技術(shù)。它可以在豎直壁面、傾斜壁面甚至建筑物或容器的內(nèi)頂面靈活運(yùn)動，并能攜帶工具完成一定的任務(wù)。

爬壁機(jī)器人屬于特種機(jī)器人，已經(jīng)開始應(yīng)用于惡劣、危險(xiǎn)、極限等多種不適宜人類作業(yè)的惡劣環(huán)境中，其中磁吸附式爬壁機(jī)器人由于吸附穩(wěn)定性高的緣故在化工、建筑、造船、消防等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有的爬壁機(jī)器人多為整機(jī)結(jié)構(gòu)，功能載荷確定，適用工況單一，當(dāng)面臨作業(yè)任務(wù)或是工作場合發(fā)生改變時(shí)，需要爬壁機(jī)器人提供不同程度的驅(qū)動力和吸附力，甚至需要改變機(jī)器人的整機(jī)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有的爬壁機(jī)器人往往靈活性和適用性不足，無法滿足要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊及其通用驅(qū)動單元，以提高爬壁機(jī)器人的靈活度和適用性。

本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，其特征在于，包括：支撐架、驅(qū)動模塊、張緊輪模塊以及磁吸附模塊，驅(qū)動模塊和張緊輪模塊分別安裝在支撐架的兩端，其中，張緊輪模塊包括傳動帶，傳動帶包括位于兩側(cè)的同步帶部分和位于中間的平皮帶部分；驅(qū)動模塊包括兩個(gè)同步帶輪，兩個(gè)同步帶輪分別與同步帶部分相嚙合，磁吸附模塊設(shè)置在兩個(gè)同步帶輪之間，對應(yīng)平皮帶部分。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，還可以具有這樣的特征：其中，支撐架上設(shè)置有多個(gè)沿圓周分布的輔助支撐輪，輔助支撐輪支撐在平皮帶部分的內(nèi)部。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，還可以具有這樣的特征：其中，驅(qū)動模塊包括驅(qū)動電機(jī)、行星減速器、蝸輪蝸桿減速器、車輪轉(zhuǎn)軸，以及充氣輪，驅(qū)動電機(jī)與行星減速器連接，行星減速器安裝在蝸輪蝸桿減速器的輸入端法蘭上，蝸輪蝸桿減速器安裝在支撐架上，蝸輪蝸桿減速器的輸出軸與兩側(cè)的同步帶輪連接，同步帶輪通過車輪轉(zhuǎn)軸與設(shè)置在外側(cè)的充氣輪相連接。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，還可以具有這樣的特征：其中，張緊輪模塊包括兩個(gè)連接板、張緊輪以及張緊輪轉(zhuǎn)軸，連接板安裝在支撐架上；張緊輪安裝在兩個(gè)連接板的中間，張緊輪轉(zhuǎn)軸穿過張緊輪，兩端安裝在兩個(gè)連接板上。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，還可以具有這樣的特征：張緊輪模塊還包括：調(diào)節(jié)螺栓，張緊輪轉(zhuǎn)軸安裝在連接板的滑槽上。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，還可以具有這樣的特征：其中，磁吸附模塊包括扇形磁鐵和磁鐵安裝架。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，還可以具有這樣的特征，還具有：連接軸，穿過支撐架，連接軸的兩端設(shè)置連接法蘭。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，還可以具有這樣的特征：其中，蝸輪蝸桿減速器具有自鎖功能。

本發(fā)明還提供一種爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動單元，包括至少兩個(gè)上述爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，其特征在于：還包括安裝軸，連接在兩個(gè)通用驅(qū)動模塊相對的安裝法蘭之間。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動單元，還可以具有這樣的特征：其中，連接法蘭與安裝軸之間采用鉸接。

發(fā)明的有益效果

本發(fā)明是一種用于爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可利用連接軸將多個(gè)該模塊進(jìn)行自由組合，還可改變連接軸的形式滿足多種工況的功能需求，具有組裝方便、靈活度高、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，由于傳動帶的結(jié)構(gòu)是兩側(cè)為同步帶部分，中間是平皮帶部分，因此帶來兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是磁輪與工作面之間僅有一層平皮帶，這樣提高了吸附力，二是平皮帶遮擋了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，起到保護(hù)的作用。

附圖說明

圖1是通用驅(qū)動模塊的俯視圖；

圖2是通用驅(qū)動模塊的側(cè)視圖；

圖3是圖2視角下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是通用驅(qū)動模塊在圖3中的bb’剖面圖；

圖5是圖4中a區(qū)域的局部放大圖；

圖6是通用驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是通用驅(qū)動單元的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1，圖2，圖3，圖4和圖5所示，爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊包括：支撐架1，支撐架1上設(shè)有驅(qū)動模塊2、張緊輪模塊3和磁吸附模塊4。

如圖3所示，支撐架1上設(shè)有連接軸6，連接軸6貫穿支撐架，兩端均設(shè)有連接法蘭；可將多個(gè)該模塊進(jìn)行自由組合，還可改變連接軸6的形式滿足多種工況的功能需求。如圖6所示，利用安裝軸61對接將兩個(gè)通用驅(qū)動模塊進(jìn)行組合成爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動單元。兩個(gè)通用驅(qū)動模塊之間還設(shè)置有萬向輪支架7。如圖7所示，在其它的實(shí)施方式中將安裝軸61改為鉸鏈形式，形成鉸鏈安裝軸62之后，爬壁機(jī)器人可適應(yīng)曲面環(huán)境。

如圖2和圖3所示，驅(qū)動模塊2包括驅(qū)動電機(jī)21、行星減速器22、蝸輪蝸桿減速器23、同步帶輪24、車輪轉(zhuǎn)軸25和充氣輪26。驅(qū)動電機(jī)21與行星減速器22連接；行星減速器22安裝在蝸輪蝸桿減速器23的輸入端法蘭上；蝸輪蝸桿減速器23安裝在兩個(gè)支撐架1的中部；蝸輪蝸桿減速器23具有自鎖功能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)更加緊湊，性能更加穩(wěn)定。

如圖4所示，蝸輪蝸桿減速器23的輸出軸與兩側(cè)同步帶輪24連接；同步帶輪24與車輪轉(zhuǎn)軸25連接；車輪轉(zhuǎn)軸25與充氣輪26連接；充氣輪26的外徑大于同步帶輪24包裹傳動帶34后的外徑，防止傳動帶34與工作壁面接觸，產(chǎn)生磨損。

如圖3和圖4所示，張緊輪模塊3包括連接板31、張緊輪32、張緊輪轉(zhuǎn)軸33、傳動帶34和調(diào)節(jié)螺栓35。連接板31安裝在支撐架1上；張緊輪32安裝在兩個(gè)連接板31的中部；張緊輪轉(zhuǎn)軸33安裝在兩個(gè)連接板31的滑槽上；傳動帶34包括兩側(cè)與同步帶輪24嚙合的同步帶部分341，以及中間對應(yīng)磁吸附模塊4的平皮帶部分342，這樣的結(jié)構(gòu)使得磁吸附模塊與工作壁面的間隙減小，盡可能的提高了磁吸附力。傳動帶34不僅起到傳動作用，還能保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

調(diào)節(jié)螺栓35安裝在連接板31的凸臺上，通過調(diào)節(jié)螺栓35推動張緊輪轉(zhuǎn)軸33在連接板31的滑槽內(nèi)移動，從而控制傳動帶34的松緊，保證傳動的效率。

如圖3所示，磁吸附模塊4包括扇形磁鐵41和磁鐵安裝架42。扇形磁鐵41為永磁鐵，與傳動帶34之間設(shè)有間隙；扇形磁鐵41安裝在磁鐵安裝架42上；磁鐵安裝架42安裝在兩側(cè)支撐架1的中部。

如圖3和圖5所示，支撐架1上還設(shè)有輔助支撐輪5。如圖3所示輔助支撐輪5分多組對稱安裝在支撐架1上。如圖5所示，輔助支撐輪5支撐在平皮帶部分342上，對傳動帶34的張緊起到輔助作用。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，包括：支撐架、驅(qū)動模塊、張緊輪模塊以及磁吸附模塊，驅(qū)動模塊和張緊輪模塊分別安裝在支撐架的兩端，其中，張緊輪模塊包括傳動帶，傳動帶包括位于兩側(cè)的同步帶部分和位于中間的平皮帶部分；驅(qū)動模塊包括兩個(gè)同步帶輪，兩個(gè)同步帶輪分別與同步帶部分相嚙合，磁吸附模塊設(shè)置在兩個(gè)同步帶輪之間，對應(yīng)平皮帶部分。本發(fā)明的用于爬壁機(jī)器人的通用驅(qū)動模塊，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可利用連接軸將多個(gè)該模塊進(jìn)行自由組合，還可改變連接軸的形式滿足多種工況的功能需求，具有組裝方便、靈活度高、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊躒;鄒旭東;蘇文浩;李遠(yuǎn)順
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中科新松有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.25
技術(shù)公布日：2017.08.11