[發明專利]一種磁盤吸附式爬壁機器人

有效

• 申請號: 201010244629.2
• 申請日: 2010-08-03
• 公開（公告）號: CN102343588A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 頓向明
• 申請（專利權）人: 頓向明
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發明涉及一種機器人，尤其涉及一種基于磁盤吸附方式的機器人。

背景技術

當前，管道運輸作為一種效率高、成本低的傳送方式，在通訊、石油、化工、電力等行業應用越來越廣泛。在管道的使用過程中，因腐蝕、壓力以及其它外力損傷，往往不可避免地造成管壁出現各種程度的破損。如此一來，一旦監控到管壁出現損壞，需要及時予以更換，否則會釀成嚴重事故。

考慮到絕大多數的管道環境通常操作人員無法直接接觸，管道作業一般采用機器人來實施。根據管道機器人的作業方式來分，一類是行走機器人，另一類是爬壁機器人。由于行走機器人結構復雜、技術難度大且適應性和穩定性差，而爬壁機器人的適應性和穩定性較強，目前的重點研究領域聚焦于爬壁機器人。其按吸附功能可分為真空吸附和磁盤吸附，以磁吸附方式為例，磁體可以是電磁體，也可以是永磁體，電磁體式維持吸附需要給電磁體提供電能，但控制較方便，而永磁體式不受斷電的影響，使用安全可靠。

在現有技術中，一種爬壁機器人是采用永磁體磁盤作為磁吸附功能，來檢測和修理管道。該爬壁機器人使用該磁盤作為驅動輪，再附加兩個旋轉輪來輔助調節方向，進行爬壁作業。由于磁盤可自由地繞垂直軸旋轉，以便機器人能夠曲面作業，此外，該磁盤結構還可產生較理想的吸附重量比，從而減輕結構的整體重量。需要指出的是，該爬壁機器人的磁盤與壁面所成角度是固定不變的，從而導致磁吸附力不能變化，因此該爬壁機器人無法解決壁面吸附和移動作業之間的矛盾。

發明內容

針對現有技術中的爬壁機器人在設計時所存在的上述缺陷，本發明提供了一種新型的、可變磁吸附力的吸附式爬壁機器人。

依據本發明的一個方面，提供了一種磁盤吸附式爬壁機器人，包括：

機座；

轉向調節結構，位于所述機座的下方，并且與所述機座固定連接；

磁盤驅動機構，嵌入安裝于所述機座；以及

磁盤角度調節結構，與所述磁盤驅動機構固定連接，所述磁盤角度調節結構帶動所述磁盤驅動機構一起運動從而改變所述磁盤驅動機構的磁盤與壁面之間的夾角。

優選地，所述磁盤是永磁體制成的。在一實施例中，當所述磁盤與壁面之間的夾角改變時，所述磁盤與壁面之間的磁吸附力改變。在另一實施例中，所述磁盤角度調節機構包括旋轉電機、渦輪蝸桿減速器、支座、導軌、滾珠絲杠、滑塊和連接件，其中，旋轉電機安裝在渦輪蝸桿減速器上，渦輪蝸桿減速器套裝在支座上，支座與導軌連接，滾珠絲杠固定在導軌上并且與渦輪蝸桿減速器連接，滑塊與滾珠絲杠連接，以及連接件固定于滑塊上。此外，所述渦輪蝸桿減速器對所述旋轉電機進行減速，并將所述旋轉電機的旋轉運動轉化為所述滾珠絲杠的直線運動。所述滾珠絲杠與所述滑塊同軸，并帶動所述滑塊沿軸線方向聯動。所述連接件的一端與所述滑塊固定連接，另一端安裝于所述磁盤驅動機構的凹槽，當所述滑塊沿軸線方向運動時，所述連接件沿所述凹槽在水平方向運動。

優選地，所述磁盤驅動機構還包括肋板、垂直軸、連接圓盤和磁盤，其中，所述垂直軸通過所述肋板固定在所述機座上，所述連接圓盤的下端與所述磁盤相連接。

優選地，所述轉向調節機構包括一對旋轉輪以及對應于每個旋轉輪的固定支架，所述旋轉輪通過螺絲與所述固定支架相連接。

采用本發明的磁輪吸附式爬壁機器人，利用磁盤角度調節機構中各部件之間的機械連動關系，可以改變磁盤與壁面之間的夾角從而產生可變的磁吸附力，以便機器人既能夠始終吸附在壁面上，又具有一定的負載能力。此外，該機器人結構緊湊，移動靈活，可適應不同的管道工作環境。并且，具有上述磁盤角度調節機構的爬壁機器人采用了渦輪蝸桿減速器的減速設計，旋轉電機水平放置后，使得整體結構的外觀簡明整潔，結構相對簡單。

附圖說明

讀者在參照附圖閱讀了本發明的具體實施方式以后，將會更清楚地了解本發明的各個方面。其中，

圖1A示出依據本發明的磁盤吸附式爬壁機器人的一優選實施例的整體結構示意圖；

圖1B示出如圖1A所示的磁盤吸附式爬壁機器人的側視圖；以及

圖2示出如圖1A所示的磁盤吸附式爬壁機器人的磁盤角度調節機構的結構示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖，對本發明的具體實施方式作進一步的詳細描述。本領域的普通技術人員應當理解，下文中的實施例只是對本發明的技術方案進行示意性說明，并且優選地介紹本發明的具體實施方式和本發明的爬壁機器人的操作過程，但本發明并不只局限于此。