CN104648513B - 曲面自适应能力爬壁机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的曲面自适应能力爬壁机器人，吸附在壁面上，具有这样的特征，包括：框体，包含：远离壁面的顶层面和靠近壁面的底层面；两个吸附单元，吸附在壁面上，一个固定在底层面上，设置于驱动轮行走机构的下方，另一个固定在支撑轮机构上；两个驱动轮行走机构，对称固定在底层面上，内部具有电机；自适应机构，设置在框体的底面层上，支撑轮机构，设置在底层面下方，与自适应机构连接，支撑框体；以及其中，自适应机构，包含：下旋转块，与支撑轮机构相固定；旋转轴，与下旋转块转动连接；以及上旋转块，与旋转轴转动连接，与底层面相固定。

Description

曲面自适应能力爬壁机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人装置，特别涉及一种吸附在壁面进行作业的曲面自适应能力爬壁机器人。
背景技术
爬壁机器人是一种可以在垂直壁面上作业的自动化设备，主要用于进行清洁、喷涂探测、检查等工作。
爬壁机器人要在垂直壁面上工作，则必须具备吸附和移动两个基本功能。由于爬壁机器人的作业壁面不光是平面，还有可能是曲面。这就要求在特殊环境下作业的爬壁机器人具有较好的曲面自适应吸附能力。
经过对现有技术的检索发现，专利申请号201210440924.5，记载了一种“具有曲面自适应吸附的磁轮式爬壁机器人”，其特点是能越过有较大交角范围的相交壁面障碍，但是由于磁轮采用弹性永磁吸附材料，使得磁轮容易磨损，不能承受过大负载。
申请号为200410085382.4的专利文献涉及的“一种具有曲面自适应能力的磁吸附爬壁机器人”，该爬壁机器人负载能力强，对壁面曲率的变化具有较好的适应能力，但是越障能力不足，容易吸附到导磁凸起物。
目前的爬壁机器人在曲型壁面进行作业时，磁力装置容易磨损，不能承受过大负载，越障能力不足，容易吸附到导磁凸起物。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够吸附在壁面上进行作业的曲面自适应能力爬壁机器人。
本发明提供的曲面自适应能力爬壁机器人，吸附在壁面上，具有这样的特征，包括：框体，包含：远离壁面的顶层面和靠近壁面的底层面；两个吸附单元，吸附在壁面上，一个固定在底层面上，设置于驱动轮行走机构的下方，另一个固定在支撑轮机构上；两个驱动轮行走机构，对称固定在底层面上，内部具有电机；自适应机构，设置在框体的底面层上，支撑轮机构，设置在底层面下方，与自适应机构连接，支撑框体；以及其中，自适应机构，包含：下旋转块，与支撑轮机构相固定；旋转轴，与下旋转块转动连接；以及上旋转块，与旋转轴转动连接，与底层面相固定。
本发明提供的曲面自适应能力爬壁机器人，还具有这样的特征：其中，驱动轮行走机构，还包含：驱动轮行走框架，固定在与底层面上；以及主动轮，固定在驱动轮行走框架的两侧，与电机相连接，在壁面上移动。
本发明提供的曲面自适应能力爬壁机器人，还具有这样的特征：其中，支撑轮机构，还包含：支撑轮机构框架，固定在底层面上；以及万向轮，固定在支撑轮机构框架的两侧。
本发明提供的曲面自适应能力爬壁机器人，还具有这样的特征：其中，万向轮，数量为两个。
本发明提供的曲面自适应能力爬壁机器人，还具有这样的特征：其中，吸附单元的高度小于主动轮的高度。
本发明提供的曲面自适应能力爬壁机器人，还具有这样的特征：其中，吸附单元的高度小于万向轮的高度。
发明作用和效果
根据本发明所涉及曲面自适应能力爬壁机器人，采用差动驱动方式，两个驱动轮行走机构能够单独运作，配合支撑轮机构，运动灵活，最小转弯半径为0，采用的吸附单元，吸附力强，保证曲面自适应能力爬壁机器人具有强负载能力，采用自适应机构，下旋转块绕着旋转轴转动相应角度，由于支撑轮机构与自适应机构的下旋转块连接，使支撑轮机构和吸附单元可以在一个方向上调节其自身相对于驱动轮行走机构和其他永磁吸附单元的位姿，使得曲面自适应能力爬壁机器人能适应各种复杂的曲面(凹面和凸面)具有良好的自适应能力和越障能力。
附图说明
图1是本发明在实施例中的曲面自适应能力爬壁机器人的仰视结构示意图；以及
图2是本发明在实施例中的曲面自适应能力爬壁机器人的部分主视结构示意图。
具体实施方式
以下参照附图实及施例对本发明所涉及的曲面自适应能力爬壁机器人作详细的描述。
实施例
图1是本发明在实施例中的曲面自适应能力爬壁机器人的仰视结构示意图。
图2是本发明在实施例中的曲面自适应能力爬壁机器人的部分主视结构示意图。
如图1和图2所示，曲面自适应能力爬壁机器人具有框体1、两个吸附单元2、驱动轮行走机构3、电机3c、支撑轮机构4和自适应机构5。
框体1包含：远离壁面的顶层面1a和靠近壁面的底层面1b。
吸附单元数量为两个，采用永磁吸附，一个吸附单元2固定在底层面1b上靠近框体1边缘处，另一个吸附单元2设置在底层面1b中间位置，将曲面自适应能力爬壁机器人吸附在壁面上。
驱动轮行走机构3数量为两个，分别与靠近框体1边缘处的吸附单元2相邻，对称设置在底层面1b上靠近框体1边缘处的吸附单元2a旁，两个驱动轮行走机构3均包含：一个驱动轮行走框架3a、一个主动轮3b和电机3c。
两个驱动轮行走框架3a对称固定在底层面1b上。
两个主动轮3b分别旋转连接在两个驱动轮行走框架3a朝向框体1外的两端，能够在壁面滚动。
电机3c，固定在底层面1b上，两个驱动轮行走框架3a内，与两个主动轮3b一一对应相连接，带动两个主动轮3b转动，使曲面自适应能力爬壁机器人能够在壁面移动。
支撑轮机构4，用于支撑框体1，设置在底层面1b上，具有：支撑轮机构框架4a和两个万向轮4b。
支撑轮机构框架4a设置在底层面1b上，与自适应机构5活动连接，支撑框体1，设置在底层面1b上的吸附单元2固定在支撑轮机构框架4a上，并朝向壁面。
两个万向轮4b，对称设置在支撑轮机构框架4a的两侧，与支撑轮机构框架4a转动连接。
两个主动轮3b和两个万向轮4b的高度均大于两个吸附单元2，使得两个主动轮3b和两个万向轮4b在壁面上移动时，两个吸附单元2不与壁面接触。
自适应机构5，设置在框体1的底层面1b上，具有：下旋转块5a、旋转轴5b和上旋转块5c。
下旋转块5a与和支撑轮机构框架4a相固定，具有两个对称的通孔5a-1。
旋转轴5b穿过两个通孔5a-1，与两个通孔5a-1转动连接。
上旋转块5c与旋转轴5b转动连接，与底层面1b相固定。
曲面自适应能力爬壁机器人在壁面上行走，吸附单元2产生的磁吸附力使两个主动轮3b和两个万向轮4b紧压壁面，从而产生的摩擦力克服曲面自适应能力爬壁机器人的自重，使得曲面自适应能力爬壁机器人能够牢固的吸附在壁面。通过差动驱动方式，两个独立的驱动轮行走机构3能够独立运转，产生的动力驱使曲面自适应能力爬壁机器人在壁面自由移动，自适应机构5的下旋转块5a绕着旋转轴5b转动相应角度，由于支撑轮机构4通过支撑轮机构框架4a与下旋转块5a连接，使支撑轮机构4和固定在支撑轮机构框架4a上的吸附单元2可以在一个方向上调节其自身相对于驱动轮行走机构3和另一个吸附单元2的位姿，使得自适应能力爬壁机器人能适应各种复杂的曲面(凹面和凸面)。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及曲面自适应能力爬壁机器人，采用差动驱动方式，两个驱动轮行走机构能够单独运作，配合支撑轮机构的两个万向轮，运动灵活，最小转弯半径为0，采用固定高度小于两个主动轮和两个万向轮的吸附单元，使得两个主动轮和两个万向轮紧压在壁面时，吸附单元不与避免接触，减少吸附单元的磨损，吸附力强，保证曲面自适应能力爬壁机器人具有强负载能力，采用自适应机构，下旋转块绕着旋转轴转动相应角度，由于支撑轮机构与自适应机构的下旋转块连接，使支撑轮机构和吸附单元可以在一个方向上调节其自身相对于驱动轮行走机构和其他永磁吸附单元的位姿，使得曲面自适应能力爬壁机器人能适应各种复杂的曲面(凹面和凸面)具有良好的自适应能力和越障能力。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种曲面自适应能力爬壁机器人，吸附在壁面上，其特征在于，包括：
框体，包含：远离所述壁面的顶层面和靠近所述壁面的底层面；
两个吸附单元，吸附在所述壁面上，一个固定在所述底层面上，设置于驱动轮行走机构的下方，另一个固定在支撑轮机构上；
两个驱动轮行走机构，对称固定在所述底层面上，内部具有电机；
自适应机构，设置在所述框体的底面层上，
支撑轮机构，设置在所述底层面下方，与所述自适应机构连接，支撑框体；以及
其中，所述自适应机构，包含：
下旋转块，与所述支撑轮机构相固定；
旋转轴，与所述下旋转块转动连接；以及
上旋转块，与所述旋转轴转动连接，与所述底层面相固定。
2.根据权利要求1所述的曲面自适应能力爬壁机器人，其特征在于：
其中，所述驱动轮行走机构，还包含：
驱动轮行走框架，固定在所述底层面上；以及
主动轮，固定在所述驱动轮行走框架的两侧，与所述电机相连接，在所述壁面上移动。
3.根据权利要求1所述的曲面自适应能力爬壁机器人，其特征在于：
其中，所述支撑轮机构，还包含：
支撑轮机构框架，固定在所述底层面上；以及
万向轮，固定在所述支撑轮机构框架的两侧。
4.根据权利要求3所述的曲面自适应能力爬壁机器人，其特征在于：
其中，所述万向轮，数量为两个。
5.根据权利要求2所述的曲面自适应能力爬壁机器人，其特征在于：
其中，所述吸附单元的高度小于所述主动轮的高度。
6.根据权利要求3所述的曲面自适应能力爬壁机器人，其特征在于：
其中，所述吸附单元的高度小于所述万向轮的高度。
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