[發明專利]一種磁力自適應的水陸兩用爬壁機器人

有效

• 申請號: 202110996055.2
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113619704B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 許鋒煒;張東京;葛沈瑜;張震;吳世海;潘廣善
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B60F3/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 孫力堅

本發明涉及水下機器人技術領域，尤其是一種磁力自適應的水陸兩用爬壁機器人。其包括兩個左右對稱設置的行走車架模塊，所述兩個行走車架模塊之間通過中間車架模塊可拆卸的連接，行走車架模塊上端后部設置密封控制盒，行走車架模塊前端設置攝像頭；所述行走車架模塊包括行走車架框架，所述行走車架框架包括兩個左右對稱設置的鉸接車板，鉸接車板包括分前后設置的前縱梁和后縱梁，前縱梁后端和后縱梁前端通過第一鉸接螺栓鉸接連接，前縱梁上沿高度方向設置長條形的第一限位螺栓孔。本發明采用自適應車架結構，行走車架框架和中間車架模塊采用鉸接的連接形式，使得爬壁機器人能夠適應各種曲率以及凹凸不平的表面，大大提高了爬壁機器人的工作能力。

技術領域

本發明涉及水下機器人技術領域，尤其是一種磁力自適應的水陸兩用爬壁機器人。

背景技術

水下爬壁機器人是一種在極限環境下作業的機器人，它將水下密封技術、爬壁技術和移動機器人技術集成于一體，使之能夠在傾斜、垂直或者倒立壁面上靈活運動，同時可攜帶相關設備完成工作任務，能夠有效解決人工難以或不能完成的任務，實現水下高強度、高危險環境中的自動化作業，大大提高了生產效率，節省了工人勞動力，同時有效降低了勞動風險。目前，水下爬壁機器人已經在民用船舶、海軍艦艇、海洋平臺、海底管道、大壩的水下檢修、清刷作業中得到了一定的應用。

根據吸附方式的不同，爬壁機器人可分為磁吸附、負壓吸附、推力吸附等。磁吸附又分為永磁吸附和電磁吸附，電磁吸附式結構復雜、安全性差，而永磁鐵具有可靠性高、體積小等優勢，逐步成為未來的主要發展方向。

在實際應用中，爬壁機器人的工作表面是多曲率、多障礙的空間曲面，例如船體表面和海洋管道等，會導致爬壁機器人吸附力的變化，進而影響爬壁機器人的負載和作業能力，此外，工作表面的凹凸不平和障礙物也會導致爬壁機器人底盤的離地間隙發生變化，如底盤的離地間隙過低可能會被障礙物卡??；驅動輪懸空可能導致驅動失效等。因此，要求爬壁機器人具備曲面自適應能力。目前多數磁吸附爬壁機器人均采用履帶式或磁輪式吸附。履帶式磁吸附可以產生很大的吸附力，但是其轉向能力很差，對曲面的適應力差，翻越障礙能力不足。磁輪式爬壁機器人轉向性能和曲面適應性較好，但是由于磁輪尺度的限制，導致吸附能力不足。

發明內容

本申請針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種磁力自適應的水陸兩用爬壁機器人，采用自適應結構的行走車架模塊，車架部分均采用鉸接的形式，使得爬壁機器人能夠適應各種曲率以及凹凸不平的表面，大大提高了爬壁機器人的工作能力。

本發明所采用的技術方案如下：

一種磁力自適應的水陸兩用爬壁機器人，包括兩個左右對稱設置的行走車架模塊，所述兩個行走車架模塊之間通過中間車架模塊可拆卸的連接，行走車架模塊上端后部設置密封控制盒，行走車架模塊前端設置攝像頭；所述行走車架模塊包括行走車架框架，所述行走車架框架包括兩個左右對稱設置的鉸接車板，鉸接車板包括分前后設置的前縱梁和后縱梁，前縱梁后端和后縱梁前端通過第一鉸接螺栓鉸接連接，前縱梁上沿高度方向設置長條形的第一限位螺栓孔，后縱梁上對應第一限位螺栓孔的位置連接第一限位螺栓，第一限位螺栓前端伸入第一限位螺栓孔中，前縱梁后端和后縱梁能夠圍繞第一鉸接螺栓相對轉動，并通過第一限位螺栓孔和第一限位螺栓實現轉動幅度的限制。

進一步的，行走車架框架前后部分別轉動連接從動軸和驅動軸，從動軸和驅動軸兩端分別連接行走車輪，驅動軸上連接減速機輸出端，減速機輸入端連接水密電機，驅動軸上連接驅動鏈輪，從動軸上連接從動鏈輪，驅動鏈輪通過傳動鏈條連接從動鏈輪，后縱梁后端通過連接件可拆卸的連接減速機殼體，前縱梁前端通過軸套結構轉動連接從動軸。

進一步的，前縱梁后端和后縱梁上共同設置相互貫通的第一鎖緊螺栓孔，第一鎖緊螺栓孔內能夠設置第一鎖緊螺栓，第一鎖緊螺栓能夠將鉸接車板變成剛性連接。

進一步的，前縱梁上沿長度方向設置前減重孔，后縱梁上沿長度方向設置后減重孔。