[發明專利]一種磁吸附履帶式爬壁機器人

在審

• 申請號: 202110750693.6
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113371088A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 徐林森;呂志朋;劉進福;孔令成;龍杰;劉磊;劉志鵬;梁興燦;韓松
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B62D55/265
• 分類號: B62D55/265;B62D55/075;B62D55/30
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 孫琴

本發明公開了一種磁吸附履帶式爬壁機器人，包括支撐車架，支撐車架左右兩側分別設有磁吸附履帶式運動機構，支撐車架底部設有越障磁輪機構，每套磁吸附履帶式運動機構包括履帶、前輪、后輪，履帶表面設置有多個永磁體，通過永磁體與導磁壁面磁性吸附，從而將整個機器人吸附在導磁壁面上，通過驅動機構驅動前輪轉動，從而帶動履帶運行；越障磁輪機構包括越障磁輪，越障磁輪轉動安裝在磁輪支撐架底端，磁輪支撐架頂端轉動安裝在支撐車架的底盤上，磁輪支撐架中段通過阻尼器與支撐車架的外殼相連接，工作時越障磁輪與導磁壁面磁性貼合。本發明的優點：實現了機器人的穩定可靠吸附且能適應各種復雜壁面。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及的是一種磁吸附履帶式爬壁機器人。

背景技術

無論是在工業場景還是民用場景都充斥著很多高空高危的工作場景，在工業領域，如大型船舶的清洗除銹噴涂、火電鍋爐的檢測探傷維修等場景，在日常民用領域，如樓宇幕墻的蜘蛛人、腳手架以及吊籃作業，對工人帶來了巨大的難度和挑戰，與此同時，相關公司與機構也承擔了很大的工人生命安全隱患。

同時愿意從事高空作業的工人更是供不應求，因此不論是工業領域還是民用領域都急迫需要爬壁機器人來填補工人流失的空缺。

爬壁機器人的吸附方式一般可以分為磁力吸附型、真空負壓吸附型、正壓推進型、仿生攀爬型。

真空負壓吸附型主要是在密封腔內形成真空負壓，即使內外壓力不同，形成壓差，外部大氣壓著密封腔帶著整體機器人吸附在壁面上。但由于對壁面的光潔程度要求比較嚴格，再加上需要真空泵的攜帶，則會形成很強烈的噪音。正壓推進型主要是利用風扇在一定方向產生后推力，使機器人能夠貼附在壁面上，存在控制系統較為復雜、效率很低、能源轉換浪費嚴重、不經濟等缺點。仿生攀爬型的爬壁機器人由于非標零件多，制造成本高，生產工藝復雜，實際運用困難等缺點。

現有的磁力吸附型機器人，體積較大、笨重，無法適應狹小空間壁面的爬行，且吸附力不足，不具有越障功能，無法適應各種凹凸不平等復雜壁面。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種磁吸附履帶式爬壁機器人，以實現機器人的穩定可靠吸附且能適應各種復雜壁面。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種磁吸附履帶式爬壁機器人，包括支撐車架，所述支撐車架左右兩側分別設有一套磁吸附履帶式運動機構，所述支撐車架底部設有越障磁輪機構，支撐車架包括底盤以及安裝在底盤上方的外殼，

每套磁吸附履帶式運動機構包括履帶、前輪、后輪，前輪和后輪分別轉動安裝在支撐車架外側，履帶通過前輪和后輪傳動連接，履帶表面設置有多個永磁體，通過永磁體與導磁壁面磁性吸附，從而將整個機器人吸附在導磁壁面上，通過驅動機構驅動前輪轉動，從而帶動履帶運行，進而帶動整個機器人行進；

所述越障磁輪機構設置在支撐車架中部，所述越障磁輪機構包括越障磁輪，越障磁輪轉動安裝在磁輪支撐架底端，磁輪支撐架頂端轉動安裝在支撐車架的底盤上，磁輪支撐架中段通過一個阻尼器與支撐車架的外殼相連接，越障磁輪底部向下伸出底盤之下，工作時越障磁輪與導磁壁面磁性貼合。

進一步的，所述后輪轉動安裝在一個后輪支架上，后輪支架內側連接有用于張緊履帶的履帶張緊裝置。

進一步的，所述履帶張緊裝置包括擋塊、張緊塊、張緊螺栓，支撐車架的底盤的左右兩側分別固定有側板，擋塊固定在支撐車架的側板內側，張緊螺栓沿前后方向延伸，張緊螺栓轉動安裝在擋塊上，張緊塊在靠近擋塊的一端開有螺紋孔，張緊螺栓的桿部旋入至螺紋孔中，張緊塊通過兩個導向螺栓與后輪支架固定在一起，導向螺栓沿左右方向延伸，側板上開有供導向螺栓穿過的導向槽，導向槽為沿前后方向延伸的條形槽，導向槽用于對兩個導向螺栓的前后移動進行限位導向，通過轉動張緊螺栓，張緊螺栓便會帶動張緊塊前后移動，從而帶動后輪支架和后輪前后移動，實現對履帶的張緊力的調整。