一種水下船體清掃機(jī)器人用磁輪吸附行走機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水下船體清掃機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，特別是水下船體清掃機(jī)器人的多履帶平行轉(zhuǎn)向、合作轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]輪船在海洋中行駛，海洋生物會(huì)附著在船體表面，大大增加了輪船的運(yùn)行阻力，增加燃油消耗。針對(duì)這一現(xiàn)象，使用水下清掃機(jī)構(gòu)進(jìn)行船體表面海洋生物的清掃工作，可是目前水下機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)復(fù)雜昂貴，尤其是履帶清掃機(jī)構(gòu)，附著力不足，不容易控制，而且容易打滑。
[0003]水下機(jī)器人常用的履帶清掃機(jī)構(gòu)中的履帶是通過差速完成轉(zhuǎn)向的，但是這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在輪船光滑表面的轉(zhuǎn)向效率不高，而且容易打滑，不容易控制，而且履帶的磁鐵數(shù)量少，摩擦力小，不利于整體機(jī)構(gòu)附著在船體表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種附著力更強(qiáng)，安全且利于轉(zhuǎn)控方向的水下船體清掃機(jī)器人用磁輪吸附行走機(jī)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明由一個(gè)機(jī)架和四個(gè)相同的移動(dòng)模塊組成，機(jī)架是中空的正方形的框架結(jié)構(gòu)，在機(jī)架的每個(gè)側(cè)面的外側(cè)裝有一個(gè)移動(dòng)模塊;每個(gè)移動(dòng)模塊均包含減震裝置、一個(gè)履帶，一個(gè)誘導(dǎo)輪、兩個(gè)拖帶輪和五個(gè)負(fù)載輪，履帶同時(shí)繞在主動(dòng)輪、誘導(dǎo)輪、拖帶輪和負(fù)載輪上，主動(dòng)輪、誘導(dǎo)輪、拖帶輪和負(fù)載輪的輪軸相互平行均垂直于機(jī)架的對(duì)應(yīng)側(cè)面;主動(dòng)輪和誘導(dǎo)輪分別位于履帶的兩端，兩個(gè)拖帶輪位于履帶的上方，五個(gè)負(fù)載輪位于履帶的下方且在履帶上等距布置;每個(gè)主動(dòng)輪均由一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn);履帶有多個(gè)履帶鏈接和多個(gè)插銷串接組成，每?jī)蓚€(gè)履帶鏈接之間連接一個(gè)插銷，插銷垂直于機(jī)架的側(cè)面;每個(gè)所述履帶鏈接都是由磁輪軸緊固件、磁輪軸、磁輪、磁輪緊固件和鏈接體組成，鏈接體是中空的長(zhǎng)方形體，在鏈接體內(nèi)部設(shè)置磁輪，磁輪同軸套在磁輪軸上，磁輪軸的軸心線與機(jī)架的側(cè)面平行且與負(fù)載輪的輪軸在空間相正交，磁輪軸一端通過一個(gè)磁輪緊固件連接于鏈接體，另一端通過磁輪軸緊固件連接于鏈接體;在鏈接體內(nèi)部的磁輪的兩側(cè)各裝有一個(gè)隔離板，在隔離板和鏈接體兩端之間各留有一個(gè)嚙合方槽，主動(dòng)輪和誘導(dǎo)輪與所述嚙合方槽相嚙合，拖帶輪和負(fù)載輪的輪面均與鏈接體的頂面相接觸，負(fù)載輪的輪軸通過減震裝置與機(jī)架連接在一起。
[0006]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有的有益效果是:1、本發(fā)明在行走機(jī)構(gòu)的履帶鏈接上做了優(yōu)化，在鏈接上設(shè)置了多個(gè)磁輪，通過對(duì)不同移動(dòng)模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)不同方向的運(yùn)動(dòng)，不用通過履帶的差速來完成轉(zhuǎn)向，只需要選擇不同的履帶進(jìn)行動(dòng)力輸出就可以實(shí)現(xiàn)不同方向的運(yùn)動(dòng)，所以轉(zhuǎn)向效率更高，也簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)的操作難度，可避免水下船體清掃機(jī)器人在差速轉(zhuǎn)向時(shí)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而導(dǎo)致的吸附力減弱。
[0007]2、本發(fā)明設(shè)置有四條履帶，相對(duì)于常見的兩履帶行走機(jī)構(gòu)，可以提供更大的吸附力，更利于附著在船體表面進(jìn)行可靠高效的清掃作業(yè)。
3、本發(fā)明則可以依據(jù)四條履帶中的磁性滑輪所產(chǎn)生的磁性更好地附著在船體表面，更加安全，也增大了摩擦力，使得機(jī)構(gòu)行走更加簡(jiǎn)易。
【附圖說明】
[0008]下圖將結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中一個(gè)移動(dòng)模塊與機(jī)架的分解示意圖；
圖3是圖1中機(jī)架和減震裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖1中局部減震裝置和負(fù)載輪的安裝結(jié)構(gòu)分解放大示意圖；
圖5是圖1中一個(gè)移動(dòng)模塊的裝配放大示意圖；
圖6是圖5中局部履帶的分解放大示意圖。
[0010]圖7是圖5中單個(gè)履帶鏈接的裝配放大示意圖；
圖8是圖7中鏈接體的結(jié)構(gòu)放大示意圖；
圖9是本發(fā)明在船體上行走的工作狀態(tài)示意圖。
[0011 ]圖中:1、2、3、4.移動(dòng)模塊;5.機(jī)架;6.減震板;7.減震板軸;8.減震拉簧;9.彈簧連接件;11.主動(dòng)輪;12.拖帶輪;13.誘導(dǎo)輪;14.負(fù)載輪;15.履帶;船體16;
61.減震上底板;62.減震板凸起件;63.減震下底板;64.減震板大軸孔;65.減震板小軸孔；
151.履帶鏈接;152.插銷；
1511.磁輪軸緊固件；1512.磁輪軸；1513.磁輪;1514.磁輪緊固件；1515.鏈接體；
15151.凸板；15152.隔離板；15153.限位裝置；15154.凹孔；15155.嚙合方方槽。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參見圖1，本發(fā)明由一個(gè)機(jī)架5和四個(gè)相同的移動(dòng)模塊1、2、3、4組成，機(jī)架5是中空的正方形的框架結(jié)構(gòu)，在機(jī)架5的每個(gè)側(cè)面的外側(cè)安裝一個(gè)移動(dòng)模塊。面對(duì)面的兩個(gè)移動(dòng)模塊1、3、移動(dòng)模塊2、4分別相對(duì)于機(jī)架5的中心對(duì)稱。
[0013]參見圖2、3、4、5，每個(gè)移動(dòng)模塊1、2、3、4均包含有減震裝置、一個(gè)主動(dòng)輪11、兩個(gè)拖帶輪12、一個(gè)誘導(dǎo)輪13、五個(gè)負(fù)載輪14和一個(gè)履帶15。主動(dòng)輪11、誘導(dǎo)輪13、拖帶輪12和負(fù)載輪14的輪軸相互平行，并且都垂直于機(jī)架5的對(duì)應(yīng)側(cè)面。以下以一個(gè)移動(dòng)模塊為例描述，其余移動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)相同。
[0014]如圖3和圖4所不，減震裝置包含有五個(gè)減震板6、五個(gè)減震板軸7、五個(gè)減震拉簧8。五個(gè)減震板6與五個(gè)減震板軸7等距離地分布在機(jī)架5—側(cè)外表面，減震板軸7垂直于機(jī)架5的側(cè)面，每個(gè)減震板軸7外端均有間隙地空套一個(gè)減震板6，整個(gè)減震板6與機(jī)架5側(cè)面相平行。
[0015]減震板6是一個(gè)由減震上底板61和減震下底板63平滑過渡連接組成的V型板，減震下底板63位于減震上底板61上方，并且與機(jī)架5的底面相垂直，使減震下底板63成豎直狀
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[0016]在減震下底板63上開有兩個(gè)通孔，一個(gè)是下方的減震板大軸孔64，另一個(gè)上方的減震板小軸孔65。減震上底板61固定設(shè)有一個(gè)減震板凸起件62，該減震板凸起件62與機(jī)架5的側(cè)面相垂直，并向機(jī)架5側(cè)面方向突出。負(fù)載輪14經(jīng)減震板大軸孔64通過軸孔連接方式固定連接于減震板6，負(fù)載輪14的中心軸與機(jī)架5側(cè)面相垂直。
[0017]減震板6通過減震板小軸孔65有間隙地套在減震板軸7的外端，減震板軸7的內(nèi)端通過螺紋連接方式固定連接于機(jī)架5側(cè)面，使減震板6與機(jī)架5連接在一起。
[0018]機(jī)架5的側(cè)面上固定一個(gè)彈簧連接件9，該彈簧連接件9位于減震板6的旁側(cè)，減震拉簧8—端固定在彈簧連接件9上，減震拉簧8另一端固定連接于減震板6的減震上底板61上。當(dāng)減震板6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，減震拉簧8為減震板6提供一定與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的拉力，以達(dá)到減震的效果。
[0019]在機(jī)架5的側(cè)面上設(shè)有弧形孔，減震板凸起件62內(nèi)端位于該弧形孔內(nèi)，弧形孔與減震板凸起件62相配合，可限制減震板6的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
[0020]負(fù)載輪14與減震板6相垂直并通過減震板6與機(jī)架5連接在一起，來負(fù)載整體行走機(jī)構(gòu)。當(dāng)行走機(jī)構(gòu)遇到比較大的凸起物時(shí)，負(fù)載輪14在力的作用下向上抬起時(shí)，負(fù)載輪14作用于減震板6，使減震板6繞減震板軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)減震拉簧8提供一定的拉力來減緩這種轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到減震的效果，這樣有利于整個(gè)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定。
[0021]參見圖2和圖5，一個(gè)履帶15同時(shí)繞在一個(gè)主動(dòng)輪11、兩個(gè)拖帶輪12、一個(gè)誘導(dǎo)輪13和五個(gè)負(fù)載輪14各個(gè)輪子上。主動(dòng)輪11和誘導(dǎo)輪13分別位于履帶15的兩端，兩個(gè)拖帶輪12位于履帶15的上方，五個(gè)負(fù)載輪14位于履帶15的下方，并且在履帶15上等距布置。主動(dòng)輪11的輪軸垂直于機(jī)架5側(cè)面，與機(jī)架5側(cè)面連接。拖帶輪12的輪軸垂直于機(jī)架5側(cè)面，與機(jī)架5側(cè)面連接。誘導(dǎo)輪13的輪軸垂直于機(jī)架5側(cè)面，與機(jī)架5側(cè)面連接。主動(dòng)輪11、拖帶輪12、誘導(dǎo)輪13的輪軸相平行。
[0022]參見圖6，履帶15有多個(gè)履帶鏈接151和多個(gè)插銷152組成，多個(gè)履帶鏈接151經(jīng)插銷152串接成一個(gè)履帶15，每?jī)蓚€(gè)履帶鏈接151之間連接一個(gè)插銷152，插銷152垂直于機(jī)架5的側(cè)面。
[0023]參見圖7，每個(gè)履帶鏈接151都是由磁輪軸緊固件1511、磁輪軸1512、磁輪1513、磁輪緊固件1514和鏈接體1515組成。鏈接體1515是中空的長(zhǎng)方形體，在鏈接體1515內(nèi)部設(shè)置磁輪1513，磁輪1513同軸套在磁輪軸1512上，磁輪軸1512的軸心線與機(jī)架5的側(cè)面平行且與負(fù)載輪14的輪軸在空間相正交。磁輪1513至少有一個(gè)以上，多個(gè)磁輪1513等距離平行布置。
[0024]磁輪軸1512的一端通過一個(gè)磁輪緊固件1514連接于鏈接體1515，另一端通過磁輪軸緊固件1511連接于鏈接體1515，磁輪緊固件1514是一個(gè)空心的且其軸線與機(jī)架5側(cè)面平行的圓柱狀，磁輪緊固件1514用于防止磁輪1513沿著磁輪軸1512的軸線方向滑動(dòng)。
[0025]磁輪1513外表面刻有一道道凹槽并在凹槽內(nèi)加入橡膠圈來增加摩擦力，橡膠圈外表面要與磁輪1513外表面平行，防止磁輪1513的磁性表面與船面距離增大導(dǎo)致磁力減少。
[0026]在鏈接體1515的頂面中間裝有一個(gè)突出的且與機(jī)架5側(cè)面平行的限位裝置15153，限位裝置15153垂直于整個(gè)鏈接體1515，限位裝置15153為一豎直的方塊形，限位裝置15153與拖帶輪12和負(fù)載輪14上設(shè)置的對(duì)應(yīng)的凹槽進(jìn)行活動(dòng)配合，使限位裝置15153可以沿著托帶輪12和負(fù)載輪14上的凹槽進(jìn)行滑動(dòng)，拖帶輪12和負(fù)載輪14通過限位裝置15153來防止履帶15沿著減震板軸7或負(fù)載輪14的軸線方向向內(nèi)或向外運(yùn)動(dòng)。
[0027]參見圖8，在鏈接體1515內(nèi)部，在磁輪151的兩側(cè)各裝有一個(gè)隔離板15152，該隔離板15152與機(jī)架5的側(cè)面平行，用于隔離磁輪1513，保護(hù)磁輪1513的正常轉(zhuǎn)動(dòng)并阻止磁輪1513與主動(dòng)輪11的輪齒的接觸。在隔離板15152和鏈接體1515兩端之間各留有一個(gè)嚙合方槽15155，主動(dòng)輪11和誘導(dǎo)輪13的軸向各設(shè)有兩個(gè)齒輪，兩個(gè)嚙合方槽15155的位置與主動(dòng)輪11和誘導(dǎo)輪13的兩個(gè)齒輪相配合，主動(dòng)輪11和誘