[實用新型]一種用于大負載爬壁機器人的驅動輪裝置

有效

• 申請號: 201821336285.6
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN208880693U
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 周依霖;張華
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/00;B62D57/02
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種用于大負載爬壁機器人的驅動輪裝置，包括驅動輪機構、減速器機構、驅動電機及電機安裝座，驅動輪機構與減速器機構固定連接，驅動電機通過電機安裝座與減速器機構固定連接。本實用新型驅動輪機構采用嵌套設計，且與減速器機構和驅動電機之間采用L型連接，使驅動輪裝置結構緊湊，有效控制了驅動輪裝置的軸向尺寸；輪轂通過角接觸球軸承套裝于支承筒上，而蝸輪軸僅傳遞動力，無需承受驅動輪負載，有效提高驅動輪裝置的軸向和徑向承載能力，并可有效控制蝸輪軸徑向尺寸，減輕自重；減速器箱體采用板件連接而成，有效降低了加工難度和成本，減輕了自重；采用蝸輪蝸桿機構進行動力傳遞，實現了驅動輪裝置的自鎖，有效提高了機器人作業安全性。

技術領域

本實用新型屬于機器人技術領域。

背景技術

爬壁機器人是一種將地面移動機器人技術與壁面吸附技術有機結合的特種機器人，能夠攜帶作業工具在壁面上完成特定的功能，目前被廣泛應用于船舶制造業、核工業、建筑業等行業。

輪式行走方式由于具有運動靈活、平穩等特點，成為了用于焊接、打磨等作業的爬壁機器人的主要行走方式。

對于從事焊接、打磨等作業的爬壁機器人，其攜帶的作業設備重量大，驅動輪需要能夠提供很大的驅動力并具有足夠的承載能力。現有的驅動輪裝置多為零件沿軸向布置，軸向尺寸大，使得機器人整體結構不緊湊；動力輸出軸與驅動輪直接連接，需要同時承受扭矩和彎矩，造成輸出軸直徑大，增加了自重；裝置不具備自鎖功能，增加了機器人的作業風險。

中國專利申請號200910304692.8記載了一種“爬壁機器人緊湊型主動驅動輪裝置”，其采用驅動輪、電機、支架筒三者嵌套安裝方式，驅動電機通過螺栓安裝在支架筒的筒形腔內，支架筒安裝在驅動輪筒形腔內，并通過滾動軸承對驅動輪進行支承，在滿足結構剛性的同時，縮短了裝置的軸向尺寸。

該專利所述裝置雖然采用嵌套安裝的方法縮短了裝置的軸向尺寸，但是驅動輪、支架筒、電機三者之間仍然為軸向安裝，其軸向尺寸由電機長度決定，并沒有從真正意義上實現機器人結構的緊湊；裝置支架筒通過軸承對驅動輪進行支承，雖然增加了驅動輪徑向支承能力，但所采用的的深溝球軸承軸向承載能力有限，無法滿足大負載爬壁機器人對驅動輪軸向承載能力的要求；裝置不具備自鎖功能，當突發斷電情況時，僅依靠電機內部傳動部件之間的阻力，無法阻止大負載爬壁機器人的下滑，增加了機器人的作業風險。

中國專利申請號201710278688.3記載了一種“爬壁機器人的通用驅動模塊”，其特征在于利用支撐架、驅動模塊、張緊模塊以及磁吸附模塊對爬壁機器人的驅動系統模塊化。

該專利所述裝置零部件過多，結構復雜；采用同步帶傳動，造成驅動輪裝置尺寸大，結構不緊湊；車輪轉軸與驅動輪直接連接，為驅動輪提供驅動力矩，同時還需承受磁吸附力和驅動力造成的彎矩，因此其結構承載能力有限，不適于大負載爬壁機器人的驅動。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于大負載爬壁機器人的驅動輪裝置，以解決現有爬壁機器人驅動輪裝置軸向結構尺寸大，承載能力不足以及不具備自鎖的問題。

本實用新型是通過以下技術方案實現的。

本實用新型所述的一種用于大負載爬壁機器人的驅動輪裝置，包括：驅動輪機構、減速器機構、驅動電機以及電機安裝座，驅動輪機構與減速器機構固定連接，驅動電機通過電機安裝座與減速器機構固定連接。

所述驅動輪機構包括：輪轂、橡膠圈、輪轂端蓋、支承筒、軸承端蓋以及成對背靠背安裝的角接觸球軸承，其中：橡膠圈澆注在輪轂外表面，輪轂通過角接觸球軸承套裝于支承筒上，軸承端蓋固裝于支承筒端面，輪轂端蓋固裝于輪轂端面。