自适应变胞履带行驶机构制造技术

本发明专利技术公开一种自适应变胞履带行驶机构，包括履带，履带套设在驱动轮和张紧轮上；所述张紧轮连接有伸缩调节机构；驱动轮和张紧轮之间安装有自适机构；所述自适机构包括弹簧，弹簧一端连接车架，另一端连接上支撑板，支撑板通过转轴与车架轴接；支撑板通过舵机连接有下支撑板，下支撑板连接有承重轮。本发明专利技术能够使得承重轮和履带板紧贴在船舶壁面保证永磁铁的吸附效果，可以适应船舶上各种壁面。

Adaptive variable cell tracked driving mechanism

The invention discloses an adaptive variable cell track traveling mechanism, including track, track is sheathed on the driving wheel and the tension wheel; the tensioning wheel is connected with a telescopic regulating mechanism; self adaptation mechanism is arranged between the driving wheel and the tension wheel; the adaptive mechanism comprises a spring, one end of the spring is connected with a frame, on the other one end is connected to the upper support plate, the support plate through the rotating shaft and the shaft is connected with the frame; the support plate is connected with a lower support plate through the steering gear, a lower supporting plate is connected with a bearing wheel. The invention can make the bearing wheel and the track plate close to the wall surface of the ship, guarantee the adsorption effect of the permanent magnet, and can adapt to various wall surfaces on the ship.

【技术实现步骤摘要】
自适应变胞履带行驶机构
本专利技术属于机械领域，尤其涉及一种自适应变胞履带行驶机构。
技术介绍
传统的清洁机器方式都存在不同程度的问题。人工清洁耗时耗力，且清洁人员工作条件较差，不符合当今社会的自动化趋势；化学方法清洁容易导致较大的海洋生态环境污染，高压水射的方法清洁效果有限并且耗费较大的能量，而传统机器人单刷清洁在工作中随表面会产生振动，受表面条件所限。现代清洁船舶机器人清洁方式主要在国外有比较好的发展。美国航空航天局和加州理工学院喷气推进实验室(NASA-JPL)研制了用于搭载船舶除锈清洗器的爬壁机器人M系列，但是此类机器人采用的永磁吸附如果在工作过程中退磁或者遇到非铁磁质表面会出现无法吸附的状况，同时吸附力受磁状况影响较大。采用高压水枪喷射导致工作载荷较大，同时影响吸附效果。NASA-JPL联合卡耐基—梅隆大学机器人研究所研制了M3500类型机器人采用的钛合金和其他复合材料，以及关节状的适应机构，具有综合的优异的清洁效果，机械结构较为复杂同时材料成本较高。Flow公司研制了Hydro-Cat和Hydro-Crawler。Hydro-Cat机器人采用的真空吸附结构导致吸附难度大，并且依赖船体曲面形状，以避免真空条件招致破坏。履带行走而缺乏自适应机构会导致行走吸附不可靠。法国Cybernetix公司研制了Octopus机器人依旧采用的永磁吸附结构，同样有可能因退磁导致吸附不可靠。轮式行走方式越障性好，但是行走可靠性低。西班牙卡塔赫纳科技大学DSIE研究室Iborra教授等研制了一种轨道式悬臂搭载爬壁除锈机器人EFTCOR。EFTCOR由于需要搭接轨道，并且只能清洁侧面较大平面，具有一定的局限性。中国科学院沈阳自动化研究所王洪光等研制成功了多种爬壁机器人。研制了一种新式轮足复合式爬壁机器人，对行走研究较为深入，但是研究条件并非为水下状况，并且也不是用于清洁的机器人。大连海事大学衣正尧等研制了两代用于搭载船舶除锈清洗器的爬壁机器人缺少自适应结构，同时采用的单清洁刷结构，导致工作时不平稳，容易出现振动噪声等问题。现有的爬壁清洁机器人由于不能使得履带与船壁紧密贴合，在较大曲率船的体表面容易使得机器人脱离船体。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种自适应变胞履带行驶机构。本专利技术能够使得承重轮和履带板紧贴在船舶壁面保证永磁铁的吸附效果，保证履带机构的吸附可靠性和行驶安全性，可以适应船舶上各种壁面。为达到上述技术效果，本专利技术的技术方案是：一种自适应变胞履带行驶机构，包括履带，履带套设在驱动轮和张紧轮上；所述张紧轮连接有伸缩调节机构；驱动轮和张紧轮之间安装有自适机构；所述自适机构包括弹簧，弹簧一端连接车架，另一端连接上支撑板，支撑板通过转轴与车架轴接；支撑板通过舵机连接有下支撑板，下支撑板连接有承重轮；弹簧为上支撑板提供预紧力从而使得上支撑板绕转轴转动进而带动承重轮转动，使得承重轮贴合支撑履带；遇到凹陷时，伸缩调节机构带动张紧轮后移，同时，舵机带动下支撑板转动，从而实现与船体凹陷处的紧密贴合；遇到凸起时，舵机带动下支撑板反向转动，使得履带与保持与凸起处的紧密贴合；在船体的平整之处，伸缩调节机构带动张紧轮后移前移，同时舵机带动下支撑板回复原位。进一步的改进，所述伸缩调节机构为液压油缸。进一步的改进，所述车架上还安装有与履带配合的托链轮。进一步的改进，所述履带的履带链板通过永磁铁支撑架固定有永磁铁；所述下支撑板通过第一轴承连接承重轮，承重轮上固定有承重轮端盖；所述转轴外套设有第二轴承；驱动轮连接有驱动轮电机；清洁机构连接有清洁机构电机。进一步的改进，所述自适机构不少于两个。进一步的改进，所述自适应变胞履带行驶机构安装在船舶舰艇壁面爬壁清洁机器人的车架上。进一步的改进，所述车架上固定有与上支撑板配合的限位销；限位销用于防止上支撑板向下转动影响下支撑板转动的地形适应功能，保留了遇到障碍时弹簧的减震功能。进一步的改进，所述上支撑板上成形有与限位销配合的弧形槽。附图说明图1为船舶舰艇壁面爬壁清洁机器人的立体结构示意图；图2为船舶舰艇壁面爬壁清洁机器人的俯视结构示意图；图3为自适应变胞履带行驶机构的结构示意图；图4为自适机构的结构示意图；图5为清洁机构的结构示意图。具体实施方式以下通过具体实施方式并且结合附图对本专利技术的技术方案作具体说明。实施例1如图1-图2所示的一种船舶舰艇壁面爬壁清洁机器人，包括车架1，车架1上安装有自适应变胞履带行驶机构2、清洁机构3和推力吸附机构4。如图3和图4所示，自适应变胞履带行驶机构2包括履带5，履带5套设在驱动轮6和张紧轮7上；张紧轮7连接有伸缩调节机构8，伸缩调节机构8为液压油缸或其它伸缩装置，如气缸等。驱动轮6和张紧轮7之间安装有自适机构；自适机构包括弹簧9，弹簧9一端连接车架1，另一端连接上支撑板10，支撑板10通过转轴14与车架1轴接；支撑板10通过舵机11连接有下支撑板12，下支撑板12连接有承重轮13。弹簧9为上支撑板10提供预紧力从而使得上支撑板10绕转轴14转动进而带动承重轮13转动，使得承重轮13贴合支撑履带5；遇到凹陷时，伸缩调节机构8带动张紧轮7后移，同时，舵机11带动下支撑板12转动，从而实现与船体凹陷处的紧密贴合；遇到凸起时，舵机11带动下支撑板12反向转动，使得履带5与保持与凸起处的紧密贴合；在船体的平整之处，伸缩调节机构8带动张紧轮7后移前移，同时舵机11带动下支撑板12回复原位。机器人根据行驶需求通过舵机控制释放或约束支撑板自由度。控制双支撑板伸缩使得承重轮和履带板紧贴在船舶壁面保证永磁铁的吸附效果。该机构结合弹簧液压装置，保证履带机构的吸附可靠性和行驶安全性，可以适应船舶上各种壁面。车架1上还安装有与履带5配合的托链轮15。履带5的履带链板16通过永磁铁支撑架17固定有永磁铁18；下支撑板12通过第一轴承19连接承重轮13，承重轮13上固定有承重轮端盖21；转轴14外套设有第二轴承20；驱动轮6连接有驱动轮电机601；清洁机构3连接有清洁机构电机301。自适机构不少于两个，本实施例中选为三个，从而使得履带总体能适应多种地形。车架1上固定有与上支撑板10配合的限位销22；限位销22用于防止上支撑板10向下转动影响下支撑板12转动的地形适应功能，保留了遇到障碍时弹簧9的减震功能。上支撑板10上成形有与限位销22配合的弧形槽。如图1所示，推力吸附机构4为螺旋桨，螺旋桨连接有螺旋桨电机。螺旋桨为两个且分别位于车架1两侧。永磁铁吸附结合螺旋桨推力吸附机构的吸附方式。提高了机器人在不同环境下的可靠性和工作稳定性。机器人依靠磁力将机器人吸附于壁面。磁吸附方式的爬壁机器人要求壁面必须是导磁材料，但是结构简单，且对壁面的凹凸适应性强。当机器人行驶过程接触到消磁材料永磁吸附力会部分失效，为了保证机器人不会从壁面剥落，螺旋桨产生的负压吸附是一种依靠气流负压力将机器人压附于壁面的方式，产生负压力除了产生将机器人压附于壁面的法向作用力以外，同时它还依靠其壁面切向分量使机器人克服自身重力和壁面摩擦力而前进。克服了单一永磁吸附越障受限，材料限制等影响。采用双螺旋保证力平衡和运动平衡。如图5所示，清洁机构3包括太阳轮302和行星架303；太阳轮302和行星架303之间啮合有行星齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应变胞履带行驶机构，包括履带(5)，履带(5)套设在驱动轮(6)和张紧轮(7)上，其特征在于，所述张紧轮(7)连接有伸缩调节机构(8)；驱动轮(6)和张紧轮(7)之间安装有自适机构；所述自适机构包括弹簧(9)，弹簧(9)一端连接车架(1)，另一端连接上支撑板(10)，支撑板(10)通过转轴(14)与车架(1)轴接；支撑板(10)通过舵机(11)连接有下支撑板(12)，下支撑板(12)连接有承重轮(13)；弹簧(9)为上支撑板(10)提供预紧力从而使得上支撑板(10)绕转轴(14)转动进而带动承重轮(13)转动，使得承重轮(13)贴合支撑履带(5)；遇到凹陷时，伸缩调节机构(8)带动张紧轮(7)后移，同时，舵机(11)带动下支撑板(12)转动，从而实现与船体凹陷处的紧密贴合；遇到凸起时，舵机(11)带动下支撑板(12)反向转动，使得履带(5)与保持与凸起处的紧密贴合；在船体的平整之处，伸缩调节机构(8)带动张紧轮(7)后移前移，同时舵机(11)带动下支撑板(12)回复原位。

【技术特征摘要】
1.一种自适应变胞履带行驶机构，包括履带(5)，履带(5)套设在驱动轮(6)和张紧轮(7)上，其特征在于，所述张紧轮(7)连接有伸缩调节机构(8)；驱动轮(6)和张紧轮(7)之间安装有自适机构；所述自适机构包括弹簧(9)，弹簧(9)一端连接车架(1)，另一端连接上支撑板(10)，支撑板(10)通过转轴(14)与车架(1)轴接；支撑板(10)通过舵机(11)连接有下支撑板(12)，下支撑板(12)连接有承重轮(13)；弹簧(9)为上支撑板(10)提供预紧力从而使得上支撑板(10)绕转轴(14)转动进而带动承重轮(13)转动，使得承重轮(13)贴合支撑履带(5)；遇到凹陷时，伸缩调节机构(8)带动张紧轮(7)后移，同时，舵机(11)带动下支撑板(12)转动，从而实现与船体凹陷处的紧密贴合；遇到凸起时，舵机(11)带动下支撑板(12)反向转动，使得履带(5)与保持与凸起处的紧密贴合；在船体的平整之处，伸缩调节机构(8)带动张紧轮(7)后移前移，同时舵机(11)带动下支撑板(12)回复原位。2.如权利要求1所述的自适应变胞履带行驶机构，其特征在于，所述伸缩调节机构(8)为液压油缸。3.如权利要求1所述的自适应变胞...

【专利技术属性】
技术研发人员：金秋谈，张世娟，李松旭，黎凌峰，何艳飞，牛浩，代长远，杨春晖，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43