[發(fā)明專利]鋼板爬壁機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310222443.0
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號(hào): CN103332232A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鐵軍;謝保狀;方芳;李兵;徐建霖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): B62D57/024
• 分類號(hào): B62D57/024
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人工智能領(lǐng)域，具體的指一種鋼板爬壁機(jī)器人。

背景技術(shù)

目前，世界各國都在積極研發(fā)各種形式的機(jī)器人，廣泛應(yīng)用與軍事、科研、工業(yè)、民用等領(lǐng)域。爬壁機(jī)器人，因其能代替人從事各種外壁的高危作業(yè)而被廣泛應(yīng)用，其中在船舶領(lǐng)域，爬壁機(jī)器人的使用，能使船體除銹、清潔、噴漆等工藝得到明顯改進(jìn)，工人工作條件得到改善，目前，在船舶領(lǐng)域，比較廣泛使用的爬壁機(jī)器人主要采用輪式、履帶式永磁吸附，但這樣的爬壁機(jī)器人主要存在下面一些問題：

1、輪式爬壁機(jī)器人采用大塊永磁體提供吸附力，重量大，并且吸附力不及電磁鐵，降低了附壁功能與負(fù)載能力。隨著任務(wù)范圍的拓展，搭載工具的增加，要求機(jī)器人在自重盡可能降低的前提下，進(jìn)一步提高負(fù)載能力。

2、履帶式永磁吸附方式多把永磁體安裝在履帶上，裝配難度大，多塊永磁體通過履帶運(yùn)動(dòng)輪流吸附或脫離鋼板，即消耗能量又限制運(yùn)行速度的提高。

3、輪式、履帶式永磁吸附爬壁機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)車輪或履帶，安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)功率低。

4、輪式、履帶式永磁吸附爬壁機(jī)器人適用于壁面近似豎直、平坦的廣闊船壁兩側(cè)，但在船頭、船尾、船舶腹底等大曲面非結(jié)構(gòu)化壁面上存在吸附能力弱的問題。

5、輪式、履帶式永磁吸附爬壁機(jī)器人采用永磁體材料，物理化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，材質(zhì)脆，耐腐蝕性差，易退磁，制造和維護(hù)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要克服上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，裝配容易且吸附力強(qiáng)大作業(yè)靈活的鋼板爬壁機(jī)器人。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的鋼板爬壁機(jī)器人，包括底盤和安裝在底盤上的行走裝置，行走裝置由通過鏈輪安裝在底盤上的履帶構(gòu)成，其特殊之處在于：所述履帶所圍成的范圍內(nèi)設(shè)有繞組和鐵芯，繞組平行于履帶行走面繞在鐵芯中，所述鐵芯安裝在底盤上，所述履帶由整體導(dǎo)電不導(dǎo)磁的的金屬材料制備。

進(jìn)一步地，所述行走裝置中履帶通過鏈輪設(shè)置在底盤左右兩側(cè)。

更進(jìn)一步地，所述鐵芯呈條形與履帶行走面平行設(shè)置，在鐵芯中沿鐵芯縱向布置有多個(gè)與履帶行走方向水平垂直的槽，所述繞組在槽之間繞制。

再進(jìn)一步地，所述繞組采用星形連接或者三角形連接。

再進(jìn)一步地，所述履帶由多塊銅或鋁條并排鏈接而成，相鄰兩銅或鋁條端部用柔性導(dǎo)線導(dǎo)通。

再進(jìn)一步地，所述履帶外表面加工有橫向紋路。

再進(jìn)一步地，所述底盤上安裝有作業(yè)裝置。

本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、由于直線感應(yīng)電機(jī)在產(chǎn)生推力的同時(shí)，也產(chǎn)生鋼板對機(jī)器人的吸附力，推力和吸附力由一套電磁機(jī)構(gòu)完成，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

2、直線感應(yīng)電機(jī)能產(chǎn)生直接的推力，省去了采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)時(shí)用于運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換的傳動(dòng)裝置，進(jìn)一步使機(jī)械結(jié)構(gòu)簡化。

3、直線感應(yīng)電機(jī)沿履帶方向安裝，利用鋼板作為直線感應(yīng)電機(jī)的部分磁路，減少了電機(jī)本體對鐵磁材料的使用，直接降低體積與重量，并使結(jié)構(gòu)布局合理、緊湊。

本發(fā)明在運(yùn)行和使用性能上主要有以下特點(diǎn)：

1、直線感應(yīng)電機(jī)能實(shí)現(xiàn)大推力驅(qū)動(dòng)，提高負(fù)載能力。結(jié)合現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)，能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)快速、靈活的控制。

2、與永磁吸附方式比較，采用電磁吸附方式，吸附力更大，可控性能好，材料的物理性能和化學(xué)性能穩(wěn)定，沒有惡劣工作條件下退磁的問題。

附圖說明

圖1為鋼板爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的右視圖。

圖3為本發(fā)明的原理圖。

圖4為圖1中履帶的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：初級(jí)部分1，繞組2，鐵芯3，底盤4，履帶5，鏈輪6，鏈輪軸6.1，鋼板7，推力8，磁場運(yùn)動(dòng)方向9，動(dòng)子運(yùn)動(dòng)方向11，法向吸引力12，作業(yè)裝置13。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：