CN103085073A - 旋转摆梁式电磁吸盘爬壁机器人 - Google Patents

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Abstract

一种旋转摆梁式电磁吸盘爬壁机器人，包括一个机座、一台电动机、四个驱动轮、一根钢丝绳、三个旋转摆梁式电磁吸盘机构，电动机固定在机座上，与一个驱动轮联接，三个旋转摆梁式电磁吸盘机构在机座上呈正三角形对称分布，钢丝绳固定缠绕在四个驱动轮上，电动机通过四个驱动轮和钢丝绳同时驱动三个转轴转动，带动三个摆梁随转轴同步旋转，爬壁时，每对电磁吸盘交替得电与失电，得电磁盘吸附在导磁壁面，失电磁盘随摆梁摆动脱离壁面，并随转轴转动，实现在垂直壁面爬行，吸附定位时，总吸附力达到爬壁时的两倍。本发明具有结构简单、重量轻、转移动灵活、吸附力强和容易控制等优点，具有广泛的应用前景。

Description

旋转摆梁式电磁吸盘爬壁机器人
技术领域
本发明涉及机器人，特别是涉及爬壁类机器人。
背景技术
爬壁机器人是一种可以在垂直墙壁上攀爬完成超出人极限的自动化作业的机器人，近20年成为国内外机器人领域研究的热点和前沿。目前爬壁机器人已用于储油罐探伤检查、舰船喷漆、军事侦查、高楼消防、清洁和喷涂、核设备检查测厚等。
中国专利200710016408.8公开了一种铁基罐体爬壁机器人；中国专利CN1739925公开了一种非接触磁吸附轮式爬壁机器人；中国专利CN1428226公开了一种履带式多吸盘爬壁机器人的实现方法及所述方法的机器人；中国专利CN101181913公开了一种串联式模块化爬壁机器人；中国专利CN101537619公开了一种模块化可重构蠕虫式爬壁机器人；中国专利CN102343588A公开了一种磁盘吸附式爬壁机器人；中国专利02158876公开了一种五足爬壁机器人；中国专利CN101746429A公开了一种六足仿生湿吸爬壁机器人。
虽然上述爬壁类机器人各具特色，但提高其吸附能力，简化机构和结构，减轻自重，提高运动灵活性，简化控制一直是爬壁类机器人设计、研制和应用中面临的难题。
发明内容：
本发明目的在于提供一种吸附能力强、结构简单、运动灵活度高、控制简单、自重轻的爬壁机器人。
本发明通过下述技术方案实现：一种旋转摆梁式电磁吸盘爬壁机器人，其特征在于：包括一个机座、一台电动机、四个驱动轮、一根钢丝绳、三个旋转摆梁式电磁吸盘机构，电动机水平固定在机座上，与一个驱动轮同轴联接，三个旋转摆梁式电磁吸盘机构在机座上呈正三角形对称分布，每个旋转摆梁式电磁吸盘机构包括一个驱动轮、一个转轴、一个摆梁、两个电磁吸盘，转轴垂直转动支撑在机座上，转轴上端与驱动轮同轴联接，转轴下端与摆梁中点垂直转动联接，摆梁两端通过两个球副与两个电磁吸盘联接，钢丝绳固定缠绕在四个驱动轮上，电动机通过四个驱动轮和一根钢丝绳同时驱动三个转轴转动，带动三个摆梁随转轴同步旋转，爬壁时，每对电磁吸盘交替得电与失电，得电磁盘吸附在导磁壁面，失电电磁吸盘随摆梁摆动脱离导磁壁面，并随转轴转动，实现在垂直壁面爬行。
本发明的失电电磁吸盘随转轴在±180o范围内转动。
本发明在吸附定位时，每对电磁吸盘都得电，总吸附力达到爬壁时的两倍。
与现有爬壁类机器人相比，本发明爬壁机器人只采用一个电动机与一套绳轮组构成驱动装置，通过转动摆梁电磁吸盘交替吸附，实现在垂直壁面爬行，因此本发明具有结构简单、重量轻、转移动灵活、吸附力强和容易控制等优点。
附图说明
图1是本发明实施例1的主视图。
图2是本发明实施例1的俯视意图。
图中：1-机座, 2-i (i=1,2…,4)- 驱动轮, 3-钢丝绳，4-电动机, 5-i (i=1,2,3)，6-i(i=1,2…,6)转轴,7-i(i=1,2…,6) 摆梁,8-i (i=1,2,3) 球副, 9-电磁吸盘磁性壁。
具体实施方式
在图1和图2所示的实施例旋转摆梁式电磁吸盘爬壁机器人包括一个机座1、一个电动机4、四个驱动轮2-1, 2-2, 2-3, 2-4、一条钢丝绳3，三个相同的旋转摆梁式电磁吸盘机构。第一机构包括一个驱动轮2-1，一个转轴8-1，一个摆梁5-1和两个电磁吸盘7-1和7-2；转轴垂直转动支撑在机座上，转轴上端与驱动轮同轴连接，转轴下端与摆梁中点垂直转动联接，摆梁两端与两个电磁吸盘7-1和7-2由球副6-1和6-2联接。
电动机固定在机座上，与一个驱动轮2-4同轴联接。钢丝绳固定缠绕在四个驱动轮上。爬壁时，每对电磁吸盘交替得电与失电，得电磁盘吸附在导磁壁面9，在整机自重作用下，失电磁盘随摆梁摆动脱离导磁壁面，并随转轴在±180o范围内转动，实现爬行。吸附定位时，每对电磁吸盘都得电，总吸附力达到爬壁时的两倍。
在图1和图2所示的实施例旋转摆梁式电磁吸盘爬壁机器人包括一个机座1、一个电动机4、四个驱动轮2-1, 2-2, 2-3, 2-4、一条钢丝绳3，三个相同的旋转摆梁式电磁吸盘机构。第一机构包括一个驱动轮2-1，一个转轴8-1，一个摆梁5-1和两个电磁吸盘7-1和7-2；转轴垂直转动支撑在机座上，转轴上端与驱动轮同轴连接，转轴下端与摆梁中点垂直转动联接，摆梁两端与两个电磁吸盘7-1和7-2由球副6-1和6-2联接。
电动机固定在机座上，与一个驱动轮2-4同轴联接。钢丝绳固定缠绕在四个驱动轮上。爬壁时，每对电磁吸盘交替得电与失电，得电磁盘吸附在导磁壁面9上，在整机自重作用下，失电磁盘随摆梁摆动脱离导磁壁面，并随转轴在±180o范围内转动，实现爬行。吸附定位时，每对电磁吸盘都得电，总吸附力达到爬壁时的两倍。
本发明机器人结构简单、重量轻、吸附力强、容易控制，在太空站、核/水电站、采矿/冶金/装卸设备、采/输/储油气设备、大型舰船/飞机的探伤检查、除锈、喷漆、维修及军事侦查等领域将有广泛应用前景。

Claims (3)

1.一种旋转摆梁式电磁吸盘爬壁机器人，其特征在于：包括一个机座、一台电动机、四个驱动轮、一根钢丝绳、三个旋转摆梁式电磁吸盘机构，电动机水平固定在机座上，与一个驱动轮同轴联接，三个旋转摆梁式电磁吸盘机构在机座上呈正三角形对称分布，每个旋转摆梁式电磁吸盘机构包括一个驱动轮、一个转轴、一个摆梁、两个电磁吸盘，转轴垂直转动支撑在机座上，转轴上端与驱动轮同轴联接，转轴下端与摆梁中点垂直转动联接，摆梁两端通过两个球副与两个电磁吸盘联接，钢丝绳固定缠绕在四个驱动轮上，电动机通过四个驱动轮和一根钢丝绳同时驱动三个转轴转动，带动三个摆梁随转轴同步旋转，爬壁时，每对电磁吸盘交替得电与失电，得电磁盘吸附在导磁壁面，失电电磁吸盘随摆梁摆动脱离导磁壁面，并随转轴转动，实现在垂直壁面爬行。
2.根据权利要求1所述的一种旋转摆梁式电磁吸盘爬壁机器人，其特征在于：失电电磁吸盘随转轴在±180o范围内转动。
3.根据权利要求1所述的一种旋转摆梁式电磁吸盘爬壁机器人，其特征在于：吸附定位时，每对电磁吸盘都得电，总吸附力达到爬壁时的两倍。
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