[实用新型]一种可自适应多种曲面的履带式爬壁机器人

说明书

本实用新型涉及一种可自适应多种曲面的履带式爬壁机器人，包括车体模块与两个履带模块，所述车体模块包括两个车架、两个车架之间的第一连接机构和车架与履带模块之间的第二连接机构；履带模块包括左履带模块和右履带模块，每个履带模块均包括履带板、履带压紧轮、履带、从动轮、履带张紧轮、电机、减速器、两个圆柱齿轮、主动轮、两个锥齿轮111、第一齿轮轴、第二齿轮轴。本实用新型设计合理，第一铰链轴与第二铰链轴会自适应形成一个空间角度，再加上辅助梁可以绕轴承基座转动，使两侧履带模块上履带与圆锥表面的接触点为履带的几何中心，从而使履带与壁面紧紧贴合，稳定的竖直爬行，可以适应各种曲面爬行，并能达到越障的目的。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，尤其是一种可自适应多种曲面的履带式爬壁机器人。

背景技术

在核能、船舶、化工、风电等行业，广泛存在导磁体金属外壁。这些壁面经长期风吹日晒、盐碱侵蚀、灰尘粘附、砂砾摩擦，表面会出现污垢、脱漆，乃至锈蚀等现象。这些问题不仅影响美观，而且可能危及壁面本体的安全运行，不能满足安全、清洁的工业管理要求。目前，上述导磁体金属外壁的清洗、除锈、补漆和检修等工作大都采用人工作业方式，存在高危、低效、高成本等问题。且应用于前述情形下的爬壁机器人，必须具备适应工作表面、灵活转向、适度越障能力，同时还需有较大负载能力。而现有的爬壁机器人大多只适应平面的爬行，不具备对圆锥型曲面、圆柱型曲面及球型曲面等的适应能力，因此应用范围有限。

专利文献“一种曲面自适应磁吸附爬壁机器人(CN103303387A)”涉及一种磁吸附爬壁机器人，该机器人采用履带式移动机构，靠安装在履带式移动机构上的吸附单元吸附在壁面上，采用在车体与履带连接架下设置导柱和弹簧的形式，使机器人具有曲面自适应的能力，但是其机构复杂、运动灵活性欠佳，尤其在转向过程中，由于履带和可导磁的壁面之间接触面积大，转向阻力和转向半径较大，以致转向灵活性较差。专利文献“一种可适应多种曲面的履带式爬壁机器人(CN206243691U)”涉及一种爬壁机器人，该机器人特征在于：包括车架和履带；所述履带为两个，分别设置在所述车架的左右两侧；每一所述履带包括带体、驱动轮和从动轮；所述车架包括左侧车架和右侧车架，所述左侧车架与右侧车架之间通过铰链连接；所述铰链包括第一轴和第二轴，所述第一轴的一端与所述第二轴的一端转动连接，且转轴垂直于所述第一轴、第二轴；所述第一轴与所述左侧车架转动连接；所述第二轴与所述右侧车架固定连接。因而具有运动灵活，负载能力强等优点，但该机器人履带模块与车架间刚性固定连接，二者间缺乏相对运动柔性，在一定程度上限制了曲面自适应能力，减小了其应用范围。

综上所述，现有的具有曲面适应性的爬壁机器人虽然能适应平面或者圆柱形曲面，但在面对圆锥形曲面时存在曲面适应性不足的缺点，主要原因在于：爬壁机器人在平面运动时，只需要具备越障、转弯能力；在圆柱形曲面运动时，由于曲面有曲率且曲率不变，爬壁机器人除了具备越障、转弯能力之外，还要保证履带面与壁面紧紧贴合，因此履带模块和车体模块之间必须是柔性连接，且该柔性连接机构具备一个转动自由度；但是在圆锥形曲面运动时，随着高度不同，曲率也不同，爬壁机器人除了要具备圆柱曲面运动的特点之外，履带模块和车体模块之间的柔性连接机构必须有两个转动自由度，目的是让履带与壁面紧紧贴合，增加安全性。因此，亟需研发一款结构简单，运动灵活，具有多种曲面自适应能力的模块化爬壁机器人。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、结构简单、运动灵活的可自适应多种曲面的履带式爬壁机器人。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种可自适应多种曲面的履带式爬壁机器人，包括车体模块与两个履带模块，两个履带模块对称安装在车体模块两侧，其特征在于：