[發明專利]一種曲面自適應磁吸附爬壁機器人

有效

• 申請號: 201310198901.1
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103303387A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 詹建明;陳偉;胡利永;王鋼明;曾云川;趙鈺
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 蔡菡華

技術領域

?本發明涉及移動機器人領域，尤其涉及一種曲面自適應磁吸附爬壁機器人。

背景技術

爬壁機器人是移動機器人領域的一個重要分支，它把地面移動機器人技術與吸附技術有機結合起來，可在垂直壁面上附著爬行，并能攜帶工具完成一定的作業任務，大大擴展了機器人的應用范圍。目前爬壁機器人按吸附方式分有負壓吸附、磁吸附、推力吸附、仿生吸附和靜電吸附，它們都有各自的應用范圍和優缺點。

其中磁吸附爬壁機器人分為兩種：一種是永磁吸附，一種是電磁吸附。電磁吸附爬壁機器人結構復雜，而且安全性較差，實際工業應用較少；而永磁吸附爬壁機器人主要用于油罐壁面檢測、船體噴漆等惡劣環境的作業中。但是由于爬壁機器人工作在形狀不規則的翹曲鋼制壁面，且工作的鋼制壁面存在焊縫、接頭等缺陷，嚴重影響機器人在鋼制壁面的吸附能力，這就需要提高機器人行走機構的壁面適應能力，確保其在壁面上安全平穩的工作。目前永磁吸附爬壁機器人按運動方式一般分為兩種：一種是履帶式，一種是輪式。

專利號為ZL200510086382.5的中國發明專利公開了一種具有曲面自適應能力的磁吸附爬壁機器人，該爬壁機器人采用輪式運動方式，永磁吸附裝置安裝在底盤上，底盤連接著具有一至三個轉動自由度的曲面自適應機構，其運動靈活，具有一定的曲面自適應能力，但是永磁吸附裝置的吸附效率低，帶負載能力差，越障能力也較差。

而專利號為ZL200510127370.2的中國發明專利公開了一種船體表面清刷用永磁吸附雙履帶機器人，其采用雙履帶差速驅動，能有效避免轉彎時鏈條銷軸斷裂和掉鏈，同時帶負載能力強，但是該機器人自重大，輸出轉矩大，曲面自適應能力差，不能高效的利用永磁吸附裝置。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種曲面自適應能力好、在鋼制壁面上的磁吸附效率高的曲面自適應磁吸附爬壁機器人。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種曲面自適應磁吸附爬壁機器人，包括車體和設置在所述的車體兩側的鏈輪驅動組件，所述的鏈輪驅動組件包括驅動電機、驅動鏈輪和從動鏈輪，所述的驅動電機固定安裝在所述的車體底部，所述的驅動鏈輪同軸固定安裝在所述的驅動電機的驅動軸上，所述的從動鏈輪軸接在所述的車體的底部，所述的驅動鏈輪與所述的從動鏈輪之間設置有用于吸附在鋼制壁面上的磁性鏈條，所述的車體的兩側分別固定安裝有沿車體的中心線相對稱的自適應機構，所述的自適應機構位于與其同側的磁性鏈條中。?

所述的自適應機構包括固定安裝在所述的車體上的連接架，所述的連接架的下方設置有多組相互獨立且相平行的導柱組，所述的導柱組由兩根方形的導柱組成，所述的導柱與所述的連接架上下滑動配合，所述的導柱上套有彈簧，所述的彈簧頂在所述的連接架與所述的導柱之間，組成導柱組的兩根導柱的下端固定設置有滾輪軸，所述的滾輪軸上套有滾輪，所述的滾輪緊貼所述的磁性鏈條的內壁面。

所述的連接架的上表面固定設置有托舉輪固定架，所述的托舉輪固定架上軸接有托舉輪，所述的托舉輪緊貼所述的磁性鏈條的內壁面。

所述的磁性鏈條包括多個相互連接的鏈節，每個所述的鏈節的兩端設置有鏈節安裝座，所述的鏈節軸接在所述的鏈節安裝座的上端，所述的鏈節安裝座的下端面上固定設置有橡皮，其中每個鏈節安裝座或相間隔的鏈節安裝座的下端面上嵌設有永磁體，所述的永磁體位于所述的橡皮與所述的鏈節之間。

所述的鏈節為雙鏈節或多鏈節，所述的鏈節的材料為輕質合金或復合材料，使得爬壁機器人的驅動性能更好，增加了其驅動靈活性。

所述的車體的下端面上固定安裝有攝像頭，所述的攝像頭為360°全景攝像頭，通過攝像頭便于觀察外部環境，提高了爬壁機器人的安全運行系數。

所述的車體的底部固定設置有從動輪固定板，所述的從動輪固定板上軸接有從動輪軸，所述的從動鏈輪同軸固定設置在所述的從動輪軸上。

所述的驅動電機的驅動軸和所述的從動輪軸上分別同軸固定設置有同步帶輪，兩個所述的同步帶輪上設置有同步帶；驅動鏈輪與從動鏈輪之間通過同步帶連接驅動，實現了車體兩側四輪的同步驅動，不僅提高了驅動效率，使其有更高的帶負載能力，而且能防止車輪打滑。?