申请/专利权人：武汉力博物探有限公司

申请日：2018-09-26

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN109027517B

主分类号：F16L55/40

分类号：F16L55/40;F16L101/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.01.11#实质审查的生效;2018.12.18#公开

摘要：本发明提出了一种磁吸附爬行机器人履带机构，通过设置导向轮，并在履带单元上设置滚轮，在横向移动时，滚轮对导向轮起到支撑作用，将履带受力传导到机架上，并且二者滚动连接，可大幅度降低摩擦，防止履带受损，从而适应横向行走；设置聚氨酯材料的保护板，可以避免磁体与金属表面直接摩擦，起到保护磁铁、增大摩擦力的作用，与管道表面贴合更加紧密，方便组装；设置导向架，可适应底面的凹凸和起伏，降低快速行走时受到的冲击力。

主权项：1.一种磁吸附爬行机器人履带机构，其包括机架1、齿轮2和链条履带3，齿轮2与机架1可转动连接，其特征在于：还包括导向轮5，链条履带3包括若干个履带单元30，每个履带单元30包括一固定板31、若干磁体32、两传动链33、两转轴34和两滚轮35，两转轴34垂直设置于固定板31上表面且分别嵌套有滚轮35，若干磁体32设置于固定板31下表面并与之固定，两传动链33分别固定于固定板31上表面，相邻履带单元30的传动链33相互铰连接，齿轮2与传动链33相互啮合，导向轮5与机架1可转动连接、表面与固定板31上表面相互抵持、侧面与滚轮35抵持；所述履带单元30还包括一保护板36，所述保护板36表面设置有凹槽37，磁体32排布于凹槽37内，固定板31下表面盖设在保护板36上并与之固定；所述履带单元30还包括两螺栓38，两螺栓38分别螺纹连接于两转轴34端面，并分别对两滚轮35进行限位；还包括导向架4，导向架4包括两三角架41和一枢转轴42，三角架41呈等腰三角形，两三角架41相互平行设置且顶角位置由枢转轴42连接固定，枢转轴42与机架1可转动连接，四个导向轮5分别设置于三角架41底角位置；同一三角架41底角位置的两个导向轮5内侧面与同一履带单元30上的滚轮35相互抵持，两个导向轮5分别设置于两滚轮35与两传动链33之间；所述导向架4设置有四个，设置于首尾齿轮2之间且上下两两对称设置。

全文数据：磁吸附爬行机器人履带机构技术领域[0001]本发明涉及爬行机器人领域，尤其涉及一种磁吸附爬行机器人履带机构。背景技术[0002]管道机器人是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。[0003]目前市面上磁吸附爬行机器人，一般采用磁履带结构，滚轮与履带在径向相互啮合，受力强度较高，但是轴向方向受力较为薄弱，因此，在垂直设置的钢管内弧面或外弧面侧向移动时，滚轮与履带轴向方向摩擦力非常大，导致磁履带或磁轮容易受损，需要频繁的更换磁履带或磁轮。发明内容[0004]有鉴于此，本发明提出了一种大幅度降低滚轮与履带轴向方向摩擦的磁吸附爬行机器人履带机构。[0005]本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种磁吸附爬行机器人履带机构，其包括机架1、齿轮⑵和链条履带⑶，齿轮⑵与机架1可转动连接，还包括导向轮[5]，链条履带⑶包括若干个履带单元30，每个履带单元30包括一固定板31、若干磁体32、两传动链33、两转轴34和两滚轮35，两转轴34垂直设置于固定板31上表面且分别嵌套有滚轮35，若干磁体32设置于固定板31下表面并与之固定，两传动链33分别固定于固定板31上表面，相邻履带单元30的传动链33相互铰连接，齿轮2与传动链33相互啮合，导向轮⑸与机架（1可转动连接、表面与固定板31上表面相互抵持、侧面与滚轮35抵持。[0006]在以上技术方案的基础上，优选的，所述履带单元30还包括一保护板36，所述保护板36表面设置有凹槽37，磁体32排布于凹槽37内，固定板31下表面盖设在保护板36上并与之固定。进一步优选的，所述保护板36采用聚氨酯材料。[0007]在以上技术方案的基础上，优选的，所述履带单元30还包括两螺栓38，两螺栓38分别螺纹连接于两转轴34端面，并分别对两滚轮35进行限位。[0008]在以上技术方案的基础上，优选的，还包括导向架4，导向架4包括两三角架41和一枢转轴42，三角架41呈等腰三角形，两三角架41相互平行设置且顶角位置由枢转轴42连接固定，枢转轴42与机架（1可转动连接，四个导向轮5分别设置于三角架41底角位置。[0009]进一步优选的，同一三角架41底角位置的两个导向轮5内侧面与同一履带单元30上的滚轮35相互抵持，两个导向轮5分别设置于两滚轮35与两传动链33之间。[0010]进一步优选的，所述齿轮⑵设置有四个，分别两两设置于机架⑴首尾两侧。[0011]进一步优选的，所述导向架4设置有四个，设置于首尾齿轮2之间且上下两两对称设置。[0012]本发明的磁吸附爬行机器人履带机构相对于现有技术具有以下有益效果：[0013]1通过设置导向轮，并在履带单元上设置滚轮，在横向移动时，滚轮对导向轮起到支撑作用，将履带受力传导到机架上，并且二者滚动连接，可大幅度降低摩擦，防止履带受损，从而适应横向行走；[0014]2设置聚氨酯材料的保护板，可以保护磁体、增大摩擦力，与管道表面贴合更加紧密，方便组装；[0015]3设置导向架，可适应底面的凹凸和起伏，降低快速行走时受到的冲击力。附图说明[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。[0017]图1为本发明的磁吸附爬行机器人履带机构的立体图；[0018]图2为本发明的磁吸附爬行机器人履带机构的侧视图；[0019]图3为本发明的磁吸附爬行机器人履带机构的导向轮与链条履带连接部分的立体图；[0020]图4为本发明的磁吸附爬行机器人履带机构的履带单元的立体图；[0021]图5为本发明的磁吸附爬行机器人履带机构的履带单元的爆炸图。具体实施方式[0022]下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。[0023]如图1所示，结合图2和图3,本发明的磁吸附爬行机器人履带机构，包括机架1、齿轮2、链条履带3、导向架4和导向轮5。[0024]机架1，为受力部件，与爬行机器人车体相互连接。[0025]齿轮2，连接电机，与机架1可转动连接，起到动力输出的作用。具体的，所述齿轮2设置有四个，分别两两设置于机架1首尾两侧，其中两个齿轮2同轴设置，连接电机，作为驱动齿轮，另外两个同轴设置，作为从动齿轮。[0026]链条履带3,抓紧地面，起到动力输出的作用。其包括若干个履带单元30,如图4所示，结合图5，每个履带单元30包括一固定板31、若干磁体32、两传动链33、两转轴34和两滚轮35、一保护板36和两螺栓38。[0027]两转轴34垂直设置于固定板31上表面且分别嵌套有滚轮35,两螺栓38分别螺纹连接于两转轴34端面，并分别对两滚轮35进行限位。如此，限定滚轮35只能绕转轴34转动。[0028]若干磁体32设置于固定板31下表面并与之固定，具体的，所述保护板36表面设置有凹槽37,磁体32排布于凹槽37内，固定板31下表面盖设在保护板36上并与之固定。具体的，所述保护板3e采用聚氨酯材料，可以增大摩擦力，与管道表面贴合更加紧密，方便组装。具体的，所述磁体32排采用强磁铁。[0029]两传动链33分别固定于固定板31上表面，相邻履带单元30的传动链33相互较连接，位于固定板31同一侧的所有传动链33相互铰连接成环，同时，齿轮2与传动链33相互啮合，驱动链条履带3循环转动前进。[0030]导向轮5与机架1可转动连接，表面与固定板31上表面相互抵持。具体的，如图3所示，导向架4包括两三角架41和一枢转轴42,三角架41呈等腰三角形，两三角架41相互平行设置且顶角位置由枢转轴42连接固定，枢转轴42与机架1可转动连接，四个导向轮5分别设置于三角架41底角位置。如此，在碰到起伏不平的地面时，三角架41可绕枢转轴42转动，从而适应不平整的地面，降低行走时履带与地面的撞击力。具体的，所述导向架4设置有四个，设置于首尾齿轮2之间且上下两两对称设置。[0031]导向轮5侧面与滚轮35抵持，如此，在行走时，导向轮5侧面受到滚轮35的支撑作用，将机器人整体重量由履带传导到机架1上，此外，滚轮35可与导向轮5相对转动，降低摩擦力，防止履带受损，从而适应横向行走。具体的，同一三角架41底角位置的两个导向轮5内侧面与同一履带单元30上的滚轮35相互抵持，两个导向轮5分别设置于两滚轮35与两传动链33之间。[0032]本发明的磁吸附爬行机器人履带机构作用方式如下：[0033]在横向行走时，电机通过齿轮2驱动履带单元30循环与地面接触，向前运动，导向轮5受到滚轮35的支撑作用，将将机器人整体重量由履带传导到机架1上；同时，导向轮5在各个滚轮35之间行走时，与滚轮35之间相对滚动，降低摩擦。[0034]在遇到路面起伏不平时，三角架41可绕枢转轴42转动，从而适应不平整的地面，降低行走时履带与地面的撞击力。[0035]以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种磁吸附爬行机器人履带机构，其包括机架1、齿轮⑵和链条履带3，齿轮2与机架（1可转动连接，其特征在于:还包括导向轮5，链条履带3包括若干个履带单元30，每个履带单元30包括一固定板31、若干磁体32、两传动链33、两转轴34和两滚轮35，两转轴34垂直设置于固定板31上表面且分别嵌套有滚轮35，若干磁体32设置于固定板31下表面并与之固定，两传动链33分别固定于固定板31上表面，相邻履带单元30的传动链33相互铰连接，齿轮2与传动链C33相互啮合，导向轮5与机架1可转动连接、表面与固定板31上表面相互抵持、侧面与滚轮35抵持。2.如权利要求1所述的磁吸附爬行机器人履带机构，其特征在于:所述履带单元3〇还包括一保护板36，所述保护板36表面设置有凹槽37，磁体32排布于凹槽37内，固定板31下表面盖设在保护板36上并与之固定。3.如权利要求2所述的磁吸附爬行机器人履带机构，其特征在于:所述保护板36采用聚氨酯材料。4.如权利要求1所述的磁吸附爬行机器人履带机构，其特征在于:所述履带单兀3〇还包括两螺栓38，两螺栓38分别螺纹连接于两转轴34端面，并分别对两滚轮35进行限位。5.如权利要求1所述的磁吸附爬行机器人履带机构，其特征在于:还包括导向架4，导向架4包括两三角架41和一枢转轴42，三角架41呈等腰三角形，两三角架41相互平行设置且顶角位置由枢转轴42连接固定，枢转轴42与机架（1可转动连接，四个导向轮⑸分别设置于三角架41底角位置。6.如权利要求5所述的磁吸附爬行机器人履带机构，其特征在于：同一三角架41底角位置的两个导向轮⑸内侧面与同一履带单元3〇上的滚轮35相互抵持，两个导向轮5分别设置于两滚轮35与两传动链33之间。7.如权利要求5所述的磁吸附爬行机器人履带机构，其特征在于:所述齿轮2设置有四个，分别两两设置于机架1首尾两侧。8.如权利要求5所述的磁吸附爬行机器人履带机构，其特征在于:所述导向架4设置有四个，设置于首尾齿轮2之间且上下两两对称设置。

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