[发明专利]一种自适应接触的磁性履带攀爬机器人

说明书

本发明公开了一种自适应接触的磁性履带攀爬机器人，包括主体支架及主体支架上安装的履带驱动电机、动力传动组件、磁性履带轮系、履带轮系安装组件、履带轮系预紧组件，履带驱动电机通过动力传动组件与磁性履带轮系动力传动连接，动力传动组件中包括差速动驱动机构和改变传动方向机构；磁性履带轮系通过履带轮系安装组件与主体支架连接，履带轮系安装组件中包括磁性履带轮系单独或联动的摆动机构；主体支架通过履带轮系预紧组件对磁性履带轮系进行预紧，履带轮系预紧组件中包括弹性机构。本发明具有良好的表面接触适应能力以及转向能力，同时磁力线能叠加放大，能够实现较大的永磁吸附力。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种能在大型设备导磁表面进行移动的自适应接触的磁性履带攀爬机器人。

背景技术

攀爬机器人能够替代人工进行攀爬作业，且能够为后继的作业提供固定作业平台，有效的解决了当前相关行业高空作业危险系数高，效率低下的问题。

攀爬机器人的结构原理与地面行走机构在功能和结构上都存在较大差异，其作业时需克服重力影响，需根据不同的作业面特点采取不同的运动模式。针对于目前我国风电、火电、油气管道、大型设备检测和检修的攀爬作业要求，攀爬装置需沿设备壁面水平或者垂直爬行，因此对于攀爬装置的吸附力及可靠性都有较高的要求。

在我国目前的大型船体、罐体、管道、塔筒等设备进行检修检测作业时，一般由人工作业进行攀爬和登高来进行设备表面和内部的检测和维修作业，其工作环境较为恶劣，难以保证维护作业工人的安全性，不仅效率较低，而且风险较大。而一般的大型设备其表面一般为导磁的铁板或者钢板，多为平面或者弧面，而针对设备的检修作业如焊接质量的检测、探伤检测、除锈、喷漆等，采用磁性或者真空吸附式攀爬小车的方式均可实现，但是目前真空吸附式攀爬小车难以克服设备表面的焊缝、铆接、螺栓等障碍物。

从现有的中国专利公开的资料显示，永磁履带第一次出现在1998年，CN98110551.3《船罐焊缝自动爬行X射线探伤机》，探伤主机靠铰式软连接活动机架上的永磁履带吸附式链条传动爬行机构；与攀爬和磁力有关的专利申请文件公开了50多种相关技术。

如长春理工大学CN201310528724.9《一种磁力攀爬车》，所述磁力吸盘上安装有磁体，用于通过磁力将磁力攀爬车吸附在要攀爬的塔的由钢铁材料制成的塔壁上。

浙江工业大学CN201610299159.7《一种适用于壁面吸附攀爬的自驱式永磁转轮》，包括轮毂、环形磁体和定子轴芯，环形磁块、定子轴芯同轴装在所述的轮毂内，定子轴芯贯穿所述的环形磁块的中心孔，定子轴芯的两端从轮毂的中心通孔中伸出形成安装端；轮毂包括实心橡胶轮胎、左轮毂和右轮毂，左轮毂与右轮毂相向固接形成容纳环形磁轮的中心腔体，实心橡胶轮胎套在轮毂外圈；定子轴芯包括定轴、线圈绕阻、左爪盘和右爪盘，左爪盘、右爪盘相互配合安装在所述的定轴上，并在定轴轴肩约束下形成环形爪盘空腔。本发明的有益效果是：实现磁轮在不加装外部驱动的情况下自行运转；提出一种多作用力的磁体，磁轮内磁体的环形结构，对内提供驱动力，对外提供吸附力，可以对壁面实现吸附攀爬。

南昌理工学院CN201610379710.9《吸附装置及应用该吸附装置的攀爬清洗机器人》套筒的内部自上而下依次设有第一电磁铁、磁片、滑动块及第二电磁铁，上述吸附装置吸附能力强，且吸附和脱离切换简单快捷，易于实用。

华南理工大学广州学院CN201620390050.X《一种履带式多功能攀爬机器人》，采用脚足式结构履带式，利用电磁吸盘吸附，从而实现机器人在墙上的行走。通过软管将地面的油漆或清洗液送至吸附在墙上的工作模块，从而实现粉刷或清洗功能，提高粉刷的速度和质量，解决了人工清洗劳动强度大、劳动效率低的问题。