[实用新型]曲面自适应水下爬壁机器人

说明书

本实用新型属于爬壁机器人技术领域，尤其涉及一种曲面自适应水下爬壁机器人，其包括机架、摆臂机构、吸附行走机构和两个驱动机构，摆臂机构安装于机架顶部前侧，吸附行走机构包括两个主动轮、两个磁吸附单元和两个辅助磁轮，两个辅助磁轮分别安装于机架底部前侧和后侧，两个驱动机构通过两个铰接机构分别铰接于机架前端的两侧，两个磁吸附单元分别安装于两个驱动机构的底部，两个主动轮分别与两个驱动机构的输出端连接，且两个主动轮底部的水平位置均低于磁吸附单元底部的水平位置。本实用新型提供的曲面自适应水下爬壁机器人，适用于水下对执行工作，其具有结构简单轻巧、灵活性好，负载能强以及兼顾越障能力和曲面适应力的优点。

技术领域

本实用新型属于爬壁机器人技术领域，尤其涉及一种曲面自适应水下爬壁机器人。

背景技术

船舶的清洗、除锈是船舶维护中的关键问题，现今较为成熟的方式是由工作人员佩戴设备进入水下环境或船舶进坞后通过手持清洗设备进行清洗，但这种人工作业方式效率低下、周期时间长、对工人的身心负担重，并且由于船坞数量的限制，无法多船同时进行作业。采用爬壁机器人搭载清洗装置执行作业，将高压水无损清洗工艺、实时监控系统和爬壁机器人三者有机结合起来，清洗效率高、操作方便，大幅节省了工人劳动力。国外已有船厂开始应用爬壁机器人，但基本都是用于水上环境，并且大都结构复杂、运行笨重、负载能力低下。常见的爬壁机器人吸附方式有真空吸附、推力吸附、磁力吸附和静电吸附等，其中磁力吸附又分为永磁吸附和电磁吸附两种，电磁吸附式爬壁机器人结构复杂，安全性较差，因此应用较少。

专利《一种轮式磁吸附爬壁机器人》(申请号：201610364096.9)中提出了一种永磁轮式爬壁机器人，该机器人结构较轻便、运动灵活，通过摄像头和测距传感器，可实现自主避障，但其机体与壁面距离小，曲面适应力弱，负载能力低，只适用于大平面的检测作业。专利《一种履带式爬壁机器人》(申请号：201610350206.6)提出了一种履带式爬壁机器人，该机器人通过设置了舵机的磁吸附结构，可以实现磁场分布状态的转换，便于机器人的上下墙，并且吸附牢靠、负载能力较强，但该机器人结构较复杂，曲面适应力、越障能力差，在船舶壁面工作环境下的应用有限。专利《一种多腔吸附的轮腿结合式爬壁机器人》(申请号：201710103129.9)提出了一种轮腿结合式爬壁机器人，该机器人采用负压吸附方式，设置了一个越障臂来配合机器人运动，提高了机器人的越障能力，但真空吸附方式对壁面要求高，易破真空，吸附不够稳定，并且该结构的曲面适应力也不够。

然而，船舶壁面清洗设备具有一定的重量，工作时会产生较大的反冲力，同时船体表面是个多曲率、多障碍的曲面，这就要求爬壁机器人具有多方面的特性。国内外现有的爬壁机器人一般用于水上平面环境，由于磁吸附单元的结构和磁力分布的限制，普遍存在结构复杂笨重、灵活性差，负载能力、越障能力和曲面适应力无法兼顾的缺点，因此在船舶壁面维护作业上的作用有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种曲面自适应水下爬壁机器人，旨在解决现有技术中应用于水下船舶的爬壁机器人存在结构复杂笨重、灵活性差，负载能力、越障能力和曲面适应力无法兼顾的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种曲面自适应水下爬壁机器人，包括机架、摆臂机构、吸附行走机构和两个驱动机构，所述摆臂机构安装于所述机架顶部前侧的位置，所述吸附行走机构包括两个主动轮、两个磁吸附单元和两个辅助磁轮，两个所述辅助磁轮分别安装于所述机架底部前侧和后侧的位置，两个所述驱动机构通过两个铰接机构分别铰接于所述机架前端的两侧，两个所述磁吸附单元分别安装于两个所述驱动机构的底部，两个所述主动轮分别与两个所述驱动机构的输出端连接，且两个所述主动轮底部的水平位置均低于所述磁吸附单元底部的水平位置。

可选地，所述铰接机构包括连接轴、铰接座和铰接轴，所述铰接座与所述机架的侧部连接，且所述铰接座的端部设置有轴线沿水平方向延伸的铰接孔，所述连接轴与所述驱动机构的侧部连接，且所述连接轴设置有轴线沿水平方向延伸的轴孔，所述铰接轴穿过所述铰接孔和所述轴孔并将所述铰接座与所述连接轴铰接。