專利名稱：一種化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人，具體涉及在石油工業(yè)等領(lǐng)域的化工管網(wǎng)外部自由行動(dòng)并進(jìn)行實(shí)際維修維護(hù)工作的維修機(jī)器平臺(tái)，屬于機(jī)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，自然界的蛇的運(yùn)動(dòng)是一種“無肢運(yùn)動(dòng)”，它不需要輪子和腿。蛇由于在結(jié)構(gòu)上無肢，可以爬樹、游水、鉆洞、繞過障礙物、穿越沙漠，在平坦的地面爬行更是能達(dá)到行動(dòng)如飛。蛇的身體，雖然只不過像一條繩子，但具有多種運(yùn)動(dòng)變化方式，功能強(qiáng)大:在前行的時(shí)候可以當(dāng)“腿腳”，在攀爬的時(shí)候可以當(dāng)“手臂”，而在攫取東西的時(shí)候又可以當(dāng)“手指”。現(xiàn)在，祖國經(jīng)濟(jì)在迅速發(fā)展，每時(shí)每刻數(shù)以幾十萬計(jì)的石油化工廠都在運(yùn)轉(zhuǎn)，來生產(chǎn)國民經(jīng)濟(jì)中重要的工業(yè)和民用必需品。而在每個(gè)石油化工廠中，都分布著諸多的管網(wǎng)。一直以來，檢修和維護(hù)這些管網(wǎng)都是工廠所面臨的難題，因?yàn)閱慰繖z修工人去修理這些管網(wǎng)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，并且大型的檢修機(jī)器無法在有限的空間對(duì)這些紛繁的管網(wǎng)進(jìn)行檢修。所以，利用靈巧蛇形結(jié)構(gòu)的檢修平臺(tái)對(duì)石油化工廠的管網(wǎng)進(jìn)行檢修相信能夠彌補(bǔ)這一市場(chǎng)空缺。模擬自然界蛇的無肢結(jié)構(gòu)，具有多關(guān)節(jié)、多自由度，可以有多種運(yùn)動(dòng)模式，良好的地面適應(yīng)性和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性，是其他檢修設(shè)備無法比擬的。另外，它在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景:如在有輻射、有毒等危險(xiǎn)環(huán)境下的偵察和搜索；在地震、塌方及火災(zāi)后的廢墟中搜尋災(zāi)難幸存者；在狹小和危險(xiǎn)條件下探測(cè)和疏通管道；在航空航天 領(lǐng)域可用其作為行星表面探測(cè)器，軌道衛(wèi)星的柔性手臂。蛇形機(jī)器人具有穩(wěn)定性好、橫截面小、柔性等特點(diǎn)，能在各種粗糙、陡峭、崎嶇的復(fù)雜地形上行走，并可攀爬障礙物，這是以輪子或腿作為行走工具的機(jī)器人難以做到的。由于其環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，因此，在廢墟搜索救援工作中，具有廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的類蛇形機(jī)器人研究重點(diǎn)都放在模仿自然界中蛇的運(yùn)動(dòng)方式上，即自動(dòng)運(yùn)動(dòng)。然而，在實(shí)際運(yùn)用中，如爬桿機(jī)器人，衛(wèi)星柔性手臂，防爆機(jī)器人的多自由度手臂等，我們常常并不需要類蛇形機(jī)器人安照蛇的運(yùn)動(dòng)方式運(yùn)動(dòng)，而只需機(jī)器人能夠按照我們的需要運(yùn)動(dòng)到指定位置完成指定動(dòng)作即可。在之前的類蛇形機(jī)器人的研發(fā)過程中，針對(duì)于管網(wǎng)維護(hù)并同時(shí)滿足多方位、多運(yùn)動(dòng)形式的系統(tǒng)性的研發(fā)成果較少，正是基于這樣的條件背景，一個(gè)滿足多方位、多姿態(tài)的并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易的機(jī)器維修平臺(tái)亟待進(jìn)一步研發(fā)。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人，利用兩個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)夾持裝置，其余的伺服電機(jī)提供的5個(gè)自由度可以使機(jī)器人完成蠕動(dòng)、抬頭和扭頭等動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)在化工管網(wǎng)上的穩(wěn)定行走。一種化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人，包括兩個(gè)夾持機(jī)構(gòu)以及與之對(duì)應(yīng)的夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩個(gè)連接臂；其中，兩個(gè)夾持機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包括一個(gè)伺服電機(jī)、一個(gè)鈑金基體、一個(gè)齒輪箱、一套絲杠螺母機(jī)構(gòu)和一套夾持器；夾持器為兩塊結(jié)構(gòu)相同的弧形板，鈑金基體的一個(gè)內(nèi)側(cè)面固定連接一塊弧形板，另一塊弧形板通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)安裝在鈑金基體上并與固定連接的弧形板相對(duì)，絲杠螺母機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)及齒輪箱組合驅(qū)動(dòng)，通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與其連接的弧形板直線移動(dòng)，夾持器的活動(dòng)端和固定端的距離變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)的夾持功能；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體、伺服電機(jī)及齒輪系和花鍵，伺服電機(jī)及齒輪系和花鍵都安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體上，伺服電機(jī)及齒輪系驅(qū)動(dòng)花鍵轉(zhuǎn)動(dòng)；夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體、錐齒輪系伺服電機(jī)、圓柱齒輪系伺服電機(jī)、錐齒輪系和圓柱齒輪系、錐齒輪系伺服電機(jī)通過螺釘與夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體相連接并固定在其上，錐齒輪系中的大齒輪和小齒輪互相嚙合，小齒輪與錐齒輪系伺服電機(jī)的輸出軸相連；圓柱齒輪系伺服電機(jī)通過螺釘與夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體固定連接，圓柱齒輪系中的大齒輪與小齒輪互相嚙合，小齒輪與圓柱齒輪系伺服電機(jī)的輸出軸相連；錐齒輪系和圓柱齒輪系的旋轉(zhuǎn)軸線互相垂直；其整體連接關(guān)系為:兩個(gè)連接臂的一端分別連接運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體和花鍵，其中一個(gè)連接臂為弓字形，目的是使兩個(gè)連接臂的另一端能同時(shí)位于同一直線上，兩個(gè)連接臂的另一端分別連接一個(gè)夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中圓柱齒輪系中的大齒輪與連接臂的連接點(diǎn)固定連接，通過圓柱齒輪系伺服電機(jī)的傳動(dòng)和圓柱齒輪系的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與連接臂之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中錐齒輪系中的大齒輪與夾持機(jī)構(gòu)的鈑金基體固定連接，通過錐齒輪系伺服電機(jī)的傳動(dòng)和錐齒輪系的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)夾持機(jī)構(gòu)與夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；夾持機(jī)構(gòu)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，具有自鎖功能，可以使機(jī)械手夾持裝置穩(wěn)固的固定在桿上，夾持器的弧形板確保夾緊后與桿至少有4點(diǎn)接觸。夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與夾持機(jī)構(gòu)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)采用軸承作為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以保持上下旋轉(zhuǎn)平面位置的固定，采用減速齒輪副傳動(dòng)，放大電機(jī)扭力，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的扭頭(擺尾)，運(yùn)動(dòng)范圍理論上無限制，避免電線纏繞，故限制在-180° 180°之間；夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與連接臂相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)采用減速齒輪副傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)范圍考慮到自身的機(jī)械干涉，限制在-150° 150°之間；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與兩個(gè)連接臂相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)采用減速齒輪副傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)范圍考慮到自身的機(jī)械干涉，限制在-150° 150°之間；工作原理:本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)蠕動(dòng)式、直翻式、側(cè)翻式三種動(dòng)作；蠕動(dòng)式運(yùn)動(dòng)是利用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)兩個(gè)連接臂做收與縮的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)在管網(wǎng)上前進(jìn)；直翻式運(yùn)動(dòng)是利用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)一個(gè)連接臂繞運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸線向上翻動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在化工管網(wǎng)上的直線翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；側(cè)翻式運(yùn)動(dòng)是利用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與夾持機(jī)構(gòu)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的側(cè)面翻動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在化工管網(wǎng)的彎曲處的轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)彎原理方面，豎直方向爬桿時(shí)，遇到90度角可以選擇使用直翻式使得一個(gè)尾部機(jī)械手直翻抓住垂直桿，接著頭部機(jī)械手旋轉(zhuǎn)270度抓住垂直桿，轉(zhuǎn)彎動(dòng)作完畢；水平方向爬行時(shí)，遇到90度角可以選擇側(cè)翻式使得一個(gè)尾部機(jī)械手側(cè)翻抓住垂直桿，接著頭部機(jī)械手也側(cè)翻270 度抓住垂直桿，完成轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。[0020]有益效果:1、本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)蠕動(dòng)式、直翻式、側(cè)翻式三種動(dòng)作，從而滿足各個(gè)方向管網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)需求，此外，夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于各種形狀管網(wǎng)的緊固。2、本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)機(jī)理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用最優(yōu)化的原理，利用最小的占地體積空間以及最優(yōu)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)理。翻轉(zhuǎn)式跨越障礙、蠕動(dòng)式爬行、翻轉(zhuǎn)式豎直轉(zhuǎn)向以及側(cè)翻式水平轉(zhuǎn)向的多方位動(dòng)作形態(tài)為本實(shí)用新型最大的特色，夾持機(jī)構(gòu)的夾持裝置設(shè)計(jì)完全貼合現(xiàn)在化工管網(wǎng)形態(tài)各異、粗細(xì)不均、形狀多變等特點(diǎn)，從而滿足在各種條件下對(duì)化工管網(wǎng)的檢修需求。

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型夾持機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5 7為本實(shí)用新型蠕動(dòng)式運(yùn)動(dòng)原理圖；圖8 11為本實(shí)用新型直翻式運(yùn)動(dòng)原理圖；圖12 15為本實(shí)用新型直翻式轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)原理圖；圖16 20為本實(shí)用新型側(cè)翻式轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)原理圖。其中，1-夾持 機(jī)構(gòu)I，2-夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)1、3_連接臂1、4-運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、5-連接臂I1、6-夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I1、7_夾持機(jī)構(gòu)I1、8_鈑金基體、9-伺服電機(jī)、10-齒輪箱、11-絲杠螺母機(jī)構(gòu)、12-夾持器、13-夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體、14-錐齒輪系伺服電機(jī)、15-圓柱齒輪系伺服電機(jī)、16-錐齒輪系、17-圓柱齒輪系、18-運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體、19-伺服電機(jī)及齒輪系、20-花鍵。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。如附圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人，包括夾持機(jī)構(gòu)I 1、夾持機(jī)構(gòu)II 7、夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I 2、夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II 6、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4、連接臂I 3和連接臂II 5 ；如附圖2所示，其中，夾持機(jī)構(gòu)I I和夾持機(jī)構(gòu)II 7結(jié)構(gòu)相同，均包括一個(gè)伺服電機(jī)9、一個(gè)鈑金基體8、一個(gè)齒輪箱10、一套絲杠螺母機(jī)構(gòu)11和一套夾持器12 ;夾持器12為兩塊結(jié)構(gòu)相同的弧形板，鈑金基體8的一個(gè)內(nèi)側(cè)面固定連接一塊弧形板，另一塊弧形板通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)11安裝在鈑金基體8上并與固定連接的弧形板相對(duì)，絲杠螺母機(jī)構(gòu)11由伺服電機(jī)9及齒輪箱10組合驅(qū)動(dòng)，通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)11的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與其連接的弧形板直線移動(dòng)，夾持器12的活動(dòng)端和固定端的距離變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)的夾持功能；如附圖4所示，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體18、伺服電機(jī)及齒輪系19和花鍵20，伺服電機(jī)及齒輪系19和花鍵20都安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體18上，伺服電機(jī)及齒輪系19驅(qū)動(dòng)花鍵20轉(zhuǎn)動(dòng)；如附圖3所示，夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體13、錐齒輪系伺服電機(jī)14、圓柱齒輪系伺服電機(jī)15、錐齒輪系16和圓柱齒輪系17、錐齒輪系伺服電機(jī)14通過螺釘與夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體13相連接并固定在其上，錐齒輪系16中的大齒輪和小齒輪互相嚙合，小齒輪與錐齒輪系伺服電機(jī)14的輸出軸相連；圓柱齒輪系伺服電機(jī)15通過螺釘與夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體13固定連接，圓柱齒輪系17中的大齒輪與小齒輪互相嚙合，小齒輪與圓柱齒輪系伺服電機(jī)15的輸出軸相連；錐齒輪系16和圓柱齒輪系17的旋轉(zhuǎn)軸線互相垂直；其整體連接關(guān)系為:連接臂I 3和連接臂II 5 一端分別連接運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體18和花鍵20，連接臂II 5為弓字形，目的是使連接臂I 3和連接臂II 5的另一端能同時(shí)位于同一直線上，連接臂I 3和連接臂II 5的另一端分別連接夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I 2和夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II 6，夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I 2和夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II 6圓柱齒輪系17中的大齒輪與連接臂I 3和連接臂II 5的連接點(diǎn)固定連接，通過圓柱齒輪系伺服電機(jī)15的傳動(dòng)和圓柱齒輪系17的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與連接臂之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中維齒輪系16中的大齒輪與夾持機(jī)構(gòu)的飯金基體8固定連接，通過錐齒輪系伺服電機(jī)14的傳動(dòng)和錐齒輪系16的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)夾持機(jī)構(gòu)I I和夾持機(jī)構(gòu)II 7與夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I 2和夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II 6之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；夾持機(jī)構(gòu)I I和夾持機(jī)構(gòu)II 7采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，具有自鎖功能，可以使類似機(jī)械手的夾持機(jī)構(gòu)穩(wěn)固的固定在桿上，夾持器12的弧形板確保夾緊后與桿至少有4點(diǎn)接觸。夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與夾持機(jī)構(gòu)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)采用軸承作為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以保持上下旋轉(zhuǎn)平面位置的固定，采用減速齒輪副傳動(dòng)，放大電機(jī)扭力，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的扭頭(擺尾)，運(yùn)動(dòng)范圍理論上無限制，避免電線纏繞，故限制在-180° 180°之間；夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與連接臂相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)采用減速齒輪副傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)范圍考慮到自身的機(jī)械干涉，限制在-150° 150°之間；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)4與 兩個(gè)連接臂相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)采用減速齒輪副傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)范圍考慮到自身的機(jī)械干涉，限制在-150° 150°之間。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)蠕動(dòng)式、直翻式、側(cè)翻式三種動(dòng)作；如附圖5 7所示，蠕動(dòng)式運(yùn)動(dòng)是利用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)兩個(gè)連接臂做收與縮的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)在管網(wǎng)上前進(jìn)；如附圖8 10所示，直翻式運(yùn)動(dòng)是利用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)一個(gè)連接臂繞運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸線向上翻動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在化工管網(wǎng)上的直線翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；側(cè)翻式運(yùn)動(dòng)是利用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與夾持機(jī)構(gòu)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的側(cè)面翻動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在化工管網(wǎng)的彎曲處的轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)彎原理方面，如附圖12 15所示，在豎直方向爬桿時(shí)，遇到90度角可以選擇使用直翻式使得一個(gè)尾部機(jī)械手直翻抓住垂直桿，接著頭部機(jī)械手旋轉(zhuǎn)270度抓住垂直桿，轉(zhuǎn)彎動(dòng)作完畢；水平方向爬行時(shí)，遇到90度角可以選擇側(cè)翻式使得一個(gè)尾部機(jī)械手側(cè)翻抓住垂直桿，接著頭部機(jī)械手也側(cè)翻270度抓住垂直桿，完成轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。綜上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人，其特征在于，包括夾持機(jī)構(gòu)I (I)、夾持機(jī)構(gòu)II (7)、夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I (2)、夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II (6)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)、連接臂I (3)和連接臂II (5); 其中，夾持機(jī)構(gòu)I (I)和夾持機(jī)構(gòu)II (7)結(jié)構(gòu)相同，均包括一個(gè)伺服電機(jī)(9)、一個(gè)鈑金基體(8)、一個(gè)齒輪箱(10)、一套絲杠螺母機(jī)構(gòu)(11)和一套夾持器(12);夾持器(12)為兩塊結(jié)構(gòu)相同的弧形板，鈑金基體(8)的一個(gè)內(nèi)側(cè)面固定連接一塊弧形板，另一塊弧形板通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)(11)安裝在鈑金基體(8)上并與固定連接的弧形板相對(duì)，絲杠螺母機(jī)構(gòu)(11)由伺服電機(jī)(9)及齒輪箱(10)組合驅(qū)動(dòng)，通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)(11)的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與其連接的弧形板直線移動(dòng)；運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)包括運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體(18)、伺服電機(jī)及齒輪系(19)和花鍵(20)，伺服電機(jī)及齒輪系(19 )和花鍵(20 )都安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體(18 )上，伺服電機(jī)及齒輪系(19 )驅(qū)動(dòng)花鍵(20)轉(zhuǎn)動(dòng)； 夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體(13)、錐齒輪系伺服電機(jī)(14)、圓柱齒輪系伺服電機(jī)(15)、錐齒輪系(16)和圓柱齒輪系(17)、錐齒輪系伺服電機(jī)(14)通過螺釘與夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體(13)相連接并固定在其上，錐齒輪系(16)中的大齒輪和小齒輪互相嚙合，小齒輪與錐齒輪系伺服電機(jī)(14)的輸出軸相連；圓柱齒輪系伺服電機(jī)(15)通過螺釘與夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體(13)固定連接，圓柱齒輪系(17)中的大齒輪與小齒輪互相嚙合，小齒輪與圓柱齒輪系伺服電機(jī)(15)的輸出軸相連；錐齒輪系(16)和圓柱齒輪系(17)的旋轉(zhuǎn)軸線互相垂直； 其整體連接關(guān)系為:連接臂I (3)和連接臂II (5) —端分別連接運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)基體(18)和花鍵(20)，連接臂II (5)為弓字形，目的是使連接臂I (3)和連接臂II (5)的另一端能同時(shí)位于同一直線上，連接臂I (3)和連接臂II (5)的另一端分別連接夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I (2)和夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II (6)，夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I (2)和夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II (6)圓柱齒輪系(17)中的大齒輪與連 接臂I (3)和連接臂II (5)的連接點(diǎn)固定連接，通過圓柱齒輪系伺服電機(jī)(15)的傳動(dòng)和圓柱齒輪系(17)的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I (2)、夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II (6)與連接臂I (3)、連接臂II (5)之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中錐齒輪系(16)中的大齒輪與夾持機(jī)構(gòu)的鈑金基體(8 )固定連接，通過錐齒輪系伺服電機(jī)(14 )的傳動(dòng)和錐齒輪系(16 )的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)夾持機(jī)構(gòu)I (I)、夾持機(jī)構(gòu)II (7)與夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I (2)、夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II (6)之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人，其特征在于所述夾持機(jī)構(gòu)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，夾持器(12)的弧形板確保夾緊后與桿至少有4點(diǎn)接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人，其特征在于所述夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I(2)和夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II (6)與夾持機(jī)構(gòu)I (I)和夾持機(jī)構(gòu)II (7)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)采用軸承作為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)范圍限制在-180° 180°之間。
4.如權(quán)利要求1所述的化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人，其特征在于所述夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)I(2)和夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)II (6)與連接臂I (3)和連接臂II (5)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)采用減速齒輪副傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)范圍限制在-150° 150°之間。
5.如權(quán)利要求1所述的化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人，其特征在于所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)與連接臂I (3)和連接臂II (5)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)采用減速齒輪副傳動(dòng)，限制在-150° 150°之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種化工管網(wǎng)檢修機(jī)器人，屬于機(jī)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。包括兩個(gè)夾持機(jī)構(gòu)以及與之對(duì)應(yīng)的夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩個(gè)連接臂；本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)蠕動(dòng)式、直翻式、側(cè)翻式三種動(dòng)作；蠕動(dòng)式運(yùn)動(dòng)是利用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)兩個(gè)連接臂做收與縮的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)在管網(wǎng)上前進(jìn)；直翻式運(yùn)動(dòng)是利用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)一個(gè)連接臂繞運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸線向上翻動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在化工管網(wǎng)上的直線翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；側(cè)翻式運(yùn)動(dòng)是利用機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾持運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與夾持機(jī)構(gòu)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的側(cè)面翻動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在化工管網(wǎng)的彎曲處的轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)，以滿足在各種條件下對(duì)化工管網(wǎng)的檢修需求。
文檔編號(hào)B25J11/00GK203141494SQ201220681179
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者王子豪, 高星, 蘇澤宇, 柴長坤, 張翔, 羅慶生, 韓寶玲 申請(qǐng)人:王子豪