一种用于移动机器人的拉毛打磨除锈装置

技术领域

本发明属于移动机器人技术领域，涉及移动机器人打磨除锈装置，尤其是一种用于移动机器人的拉毛打磨除锈装置。

背景技术

机器人能够进入人们视野主要有以下原因：一是劳动力的成本与效率的提高；二是人们想摆脱繁琐体力活动减轻负担；三是随着社会老龄化趋势的加重，服务型设备能更加智能地代替人们从事生产任务；四是存在劳动强度大，维护成本高、存在安全隐患等问题。

目前，国内外的智能机器人大都采用履带式结构或者轮式结构，不同结构的移动机器人具有不同的特点和应用场景。其中轮式结构依靠驱动轮与线路表面之间静摩擦力牵引机器人移动，其缺点是当线路表面情况复杂时(如覆冰)或机器人处于大坡度路段运行时静摩擦力往往不足以克服重力而导致打滑，打滑不仅降低了作业效率，增大了能耗，而且往往会导致行走轮的严重磨损。履带式机器人磨损较轻，行走平稳，能比较好地适应松软的地形，例如沙地、泥地，履带与地面接触面积大，较平稳，其缺点是对高地落差较大的地形适应性较难。

由于很多特殊环境不适合人工作业，因此越来越多的科研人员开展了研究特殊环境下代替人工作业的智能机器人。特殊环境下的作业机器人主要包括巡检机器人、监测机器人、喷漆焊接机器人等以及其它智能检测和维护设备等。近年来，特殊环境下作业机器人成为研究热点，采用机器人代替人工作业是发展的必然趋势。

目前，一些行业经常需要对船舶船板、大型储罐等金属板面进行打磨除锈维护，在这种高空、高危作业环境下，存在人工作业存在危险、效率低下、人力工作强度大等问题，如何通过移动机器人搭载专用的打磨除锈装置实现对高空金属板面进行安全、高效打磨除锈是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、工作效率高、劳动强度低且安全可靠的用于移动机器人的拉毛打磨除锈装置。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于移动机器人的拉毛打磨除锈装置，包括调节机构和打磨除锈机构；

所述调节机构包括连接底板、焊接底板、两个焊接钢板、两个焊接钢管和多个导杆，每个导杆下端固定在连接底板上并套装有弹簧，每个导杆上端通过螺栓方式固定在焊接底板上；两个焊接钢板对称且垂直固装在焊接底板上，两个焊接钢管水平安装在两个焊接钢板上，两个焊接钢管用于与移动机器人相连接；

进一步，所述打磨除锈机构包括多个气动马达、多个上盖板、多个磨盘、多个下盖板，每个气动马达固定在连接底板上，每个气动马达的输入端通过气管与空气压缩机相连接，每个气动马达末端输出轴与上盖板相连接，上盖板与下盖板将磨盘夹紧，并使其与气动马达末端固定在一起，所述磨盘在气动马达的驱动下对待打磨表面进行拉毛打磨除锈。

进一步，所述导杆与焊接底板的具体安装方式为：导杆上端穿过铜套及焊接底板并通过其表面制有的螺纹与固定螺母连接在一起，通过固定螺母调节焊接底板与连接底板之间间距。

进一步，所述两个焊接钢管与两个钢板的连接关系为：两个焊接钢管水平穿过两个焊接钢板上端的通孔并与焊接钢板焊接在一起。

进一步，所述导杆和弹簧的数量均为四个。

进一步，所述气动马达、上盖板、磨盘和下盖板的数量均为三个。

进一步，所述调节机构通过两个焊接钢管安装在移动机器人的前端位置。

进一步，所述移动机器人包括轮式结构移动机器人、履带式结构移动机器人和腿式结构移动机器人。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明作为末端执行机构可以安装在移动机器人上，并在移动机器人的驱动下移动到指定的位置对待打磨平面进行拉毛打磨除锈作业，实现了对高空金属板面进行安全、高效的打磨功能，降低了人工作业的危害。

2、本发明通过调节机构可以调节磨盘与接触面之间距离，从而使磨盘与接触面产生柔性接触，不易损伤表面。

3、本发明通过三个气动马达同时驱动三个磨盘进行打磨除锈作业，扩大其打磨除锈面积，能够极大提高人工作业效率。

4、本发明采用气压传动方式，空气来源方便，用后直接排出，无污染。其中空气黏度小，气体在传输中摩擦力较小,故可以集中供气和远距离输送。工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣环境可以有较强的适用性。

5、本发明结构紧凑、体积小，可快捷、简便地安装在多种类型的移动机器人上，任一移动机器人只需通过两个固定焊接钢管即可搭载该执行末端机构使其进行作业，扩大了其应用范围。

6、本发明可以与移动机器人控制系统相互配合，通过视觉系统反馈自动调节磨盘与接触面的力度，也能判断打磨除锈效果并决定是否需要反复打磨；通过远程控制系统可以人工干预机器人的工作指令，实现人机互助，完成更加复杂的工作或者更加出色的完成工作。

附图说明

图1是本发明的整体结构图；

图2是本发明的爆炸图；

图中，1-第一下盖板、2-第一磨盘、3-第一上盖板、4-第一气动马达、5-连接底板、6-第一弹簧、7-第一导杆、8-第二弹簧、9-第一铜套、10-第二铜套、11-第二导杆、12-第一固定螺母、13-第二固定螺母、14-焊接底板、15-第一焊接钢板、16-第一焊接钢管、17-第二焊接钢管、18-第二焊接钢板、19-第二气动马达、20-第三固定螺母、21-第二上盖板、22-第三铜套、23-第四固定螺母、24-第三导杆、25-第二磨盘、26-第二下盖板、27-第四铜套、28-第三弹簧、29-第四导杆、30-第四弹簧、31-第三气动马达、32-第三上盖板、33-第三磨盘、34-第三下盖板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

一种用于移动机器人的拉毛打磨除锈装置，如图1及图2所示，包括调节机构和打磨除锈机构，其中：

所述调节机构包括连接底板5、焊接底板14、第一导杆7、第二导杆11、第三导杆24、第四导杆29、第一弹簧6、第二弹簧8、第三弹簧28、第四弹簧30、第一固定螺母12、第二固定螺母13、第三固定螺母20、第四固定螺母23、第一铜套9、第二铜套10、第三铜套22、第四铜套27、第一焊接钢管16、第二焊接钢管17、第一焊接钢板15、第二焊接钢板18。该调节机构的具体安装关系为：所述第一导杆7、第二导杆11、第三导杆24、第四导杆29固定在连接底板5上，将第一弹簧6、第二弹簧8、第三弹簧28、第四弹簧30分别套进第一导杆7、第二导杆11、第三导杆24、第四导杆29上，第一导杆7、第二导杆11、第三导杆24、第四导杆29上端分别穿过第一铜套9、第二铜套10、第三铜套22、第四铜套27以及焊接底板14，并通过第一固定螺母12、第二固定螺母13、第三固定螺母20、第四固定螺母23与四个导杆末端处形成螺纹连接，从而连接底板5与焊接底板14固定在一起，通过固定螺母调节焊接底板14与连接底板5之间间距。所述第一焊接钢板15、第二焊接钢板18对称且垂直固装在焊接底板14上，所述第一焊接钢管16、第二焊接钢管17分别水平穿过第一焊接钢板15、第二焊接钢板18上端的通孔且并与第一焊接钢板15、第二焊接钢板18焊接成一体。第一焊接钢管16、第二焊接钢管17可用于与移动机器人安装在一起。

所述打磨除锈机构包括第一气动马达4、第二气动马达19、第三气动马达31、第一上盖板3、第一磨盘2、第一下盖板1、第二上盖板21、第二磨盘25、第二下盖板26、第三上盖板32、第三磨盘33和第三下盖板34。上述磨盘均为打磨除锈磨盘，并可以进行拉毛处理。其具体连接关系为：所述第一气动马达4、第二气动马达19、第三气动马达31分别通过螺钉固定在连接底板5上，气动马达的输入端通过气管与空气压缩机相连接，空气压缩机通常安装在地面或其他固定地方，并不随打磨除锈机构或移动机器人移动。第一气动马达4末端输出轴7与第一上盖板3相连接，第一上盖板3与第一下盖板1将第一磨盘2夹紧，使其与第一气动马达4末端相连接。第二气动马达19输出轴与第二上盖板21相连接，再由第二上盖板21与第二下盖板26将第二磨盘盘29夹紧，使其与第二气动马达19末端相连接。第三气动马达31输出轴与第三上盖板32相连接，再由第三上盖板32与第三下盖板34将第三磨盘33夹紧，使其与第三气动马达31末端相连接。该打磨除锈机构通过三个上下盖板可将三个磨盘固定在气动马达底部输出轴处，使三个磨盘与待打磨平面相互接触。当空气压缩机打开后，其产生压缩空气通过气管传送至气动马达使其输出轴高速旋转，再由高速旋转的输出轴带动磨盘高速旋转，从而可以对待打磨表面进行高效拉毛打磨除锈工作。当磨盘触碰表面时会受到一个作用力，通过固定弹簧施加一个反作用力抵消磨盘触碰表面受到的作用力，能够使其产生更好的打磨除锈效果。

本发明提供的拉毛打磨除锈装置作为机器人的末端执行机构，可以安装在轮式、履带式、腿式等多种结构的移动机器人上。其安装方法为：将调节机构上的第一焊接钢管16、第二焊接钢管17安装在机器人前端处。安装有本发明的移动机器人在平面以及壁面上运动至待打磨位置时，由拉毛打磨除锈装置进行表面拉毛打磨除锈处理。

移动机器人通常安装有监控摄像头，通过云台摄像头监测周围环境，并将监控摄像头采集的监控画面传给地面监视设备上，监测拉毛打磨除锈装置的工作效果。

本发明未述及之处适用于现有技术。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。