一种含摆动牵引腿三自由度爬壁并联机器人

摘要

一种含摆动牵引腿三自由度爬壁并联机器人，主要包括动平台，3个驱动腿，3个牵引腿，复位机构，牵引腿摆动机构和激光枪，3个驱动腿与3个牵引腿在动平台与吸附的工件之间呈圆周交替均布。驱动腿可伸缩运动，驱动腿上端和牵引腿中部与动平台分别通过转动副和球副联接，其下端通过球副与永磁吸盘联接。爬壁时，至少3个吸盘吸附工件，复位机构迫使驱动腿复位，牵引腿摆动机构迫使牵引腿摆动，实现该机器人在工件壁爬行。定位加工时，6个吸盘吸附工件，复位机构和牵引腿摆动机构失效，牵引腿对动平台施加无运动约束的弹性牵引力，变成三自由度并联机器人。本发明结构简单、吸附力大、驱动数少、容易控制，具有三自由度灵活操作和转向爬壁功能。

主权项

一种含摆动牵引腿三自由度爬壁并联机器人，它包括动平台、3个结构相同的驱动腿、3个结构相同的牵引腿、复位机构、牵引腿摆动机构和激光枪，3个驱动腿与3个牵引腿在动平台与吸附的工件之间呈圆周交替均布，其特征在于：所述动平台包括上三角板、下三角板和6个导向杆圆柱，6个圆柱在上、下三角板之间圆周均布，并与上、下三角板垂直固连；所述激光枪与下三角板底面中心同轴固连；所述驱动腿是一种转动副‑驱动移动副‑球副型可伸缩直线支链，所述驱动移动副包括电动缸缸套、电动缸伸缩杆和直线电机，电动缸缸套的上端设有圆台，并通过转动副与设在上述上三角板角上的水平孔转动联接，该电动缸缸套的下端与电动缸伸缩杆的一端连接，该电动缸伸缩杆的另一端通过球副与永磁吸盘联接，吸盘吸附在磁性工件壁面上；所述牵引腿包括压帽，压套，小弹簧，大弹簧，缓冲弹簧，拉杆，球套，转盘，套管，永磁吸盘；其中，压帽与压套的一端螺纹固连，该压套的腔内设有小弹簧，该压套的另一端设有通孔，拉杆的一端设有圆柱凸台，该圆柱凸台位于压套圆柱腔内小弹簧的下面，拉杆与压套通孔滑动配合，拉杆下端与套管上端螺纹联接，该套管下端通过球副与永磁吸盘联接；吸盘吸附在磁性工件壁面上；转盘上端面设有一个球凹面，在球凹面中间设有通孔，通孔轴线交于球心且与转盘轴线偏距平行，转盘的圆周端面上设有与其平行的两圈凹槽，上面的一圈凹槽与设在动平台下三角板角上的通孔转动配合，另一圈凹槽用来缠绕牵引绳，上述转盘上的球凹面内设有半球形的球套，该球套中间设有通孔，通孔轴线交于球心且垂直于平面；大弹簧套在压帽的圆锥凸台下端面与球套平面之间的压套和拉杆上，保证牵引腿对动平台施加弹性牵引力；在上述套管上面的拉杆上套有缓冲弹簧，避免永磁吸盘脱离工件时牵引腿冲击下三角板；所述复位机构主要包括电动机A，套，轴承，丝杠，丝母，压板组，其中，套下端与电动机A凸台同轴配合固连，套上端的外圆柱与上三角板的中心通孔同轴配合固连，轴承外环与套的内通孔同轴配合固连，轴承内环与丝杠下部的外圆柱同轴配合固连，电动机A的驱动轴与丝杠下端的内孔同轴配合键联接，丝母与丝杆上部螺纹配合联接；所述压板组包括上板，下板，3个压叉和3个圆锥罩，其中，上、下板中心设有通孔，上述丝母外圆柱与上、下板中心通孔同轴配合固连，上、下板圆周均布设有上下对称的6个通孔，与上述动平台的导向杆圆柱滑动配合；下板外缘设有3个螺纹通孔，分别用于固连3个压叉，其3个压叉的位置分别对应于上述驱动腿的上端圆台；上板外缘设有3个螺纹通孔，分别用于固连3个圆锥罩，其3个圆锥罩的位置分别对应于上述下三角板角上的通孔，压板组位于动平台之上，与动平台同轴；所述牵引腿摆动机构包括动平台的下三角板，电动机B，驱动轮，牵引绳，3个转盘和2个导向轮；其中，电动机B固定在下三角板上，驱动轮设在下三角板下面，与电动机B驱动轴同轴固连，导向轮设在下三角板下面、上述三个转盘之间，并与下三角板转动联接，驱动轮、转盘和导向轮的轴线相互平行；牵引绳无滑动缠绕在驱动轮和上述转盘的凹槽，并绕过导向轮，实现3个转盘随电动机B同步转动。