CN107867344A - 一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人 - Google Patents

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陈莉
陈建
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces

Abstract

一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，主要应用于金属壁面等结构的检测行业。该爬壁机器人包括移动模块、连接结构、吸附模块，其中移动模块由聚氨酯胶轮、减速直流电机、两侧固定板、上覆板、电机底座、电机轴套、固定螺母共同组成。吸附模块由包括永磁体、导磁体、永磁体固定板。爬壁机器人有吸附模块提供吸附力完成对金属壁面的吸附，通过直流电机驱动由移动模块完成行走任务，连接结构是用于连接前后连个移动模块，弹性材料使爬壁机器人能够很好的完成越障和壁面过渡工作。本发明结构简单，实现了金属壁面的爬行和直角壁面的转换工作。

Description

一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人
技术领域
本发明设计了一种可以实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，属于机器人领域。
背景技术
机器人在现代社会中有着越来越广泛的应用，尤其是在挑战人类工作极限的工作环境中，机器人更是发挥了极其重要的作用。爬壁机器人作为机器人家族的重要一支也被广泛应用在核工业、化学化工业、建筑行业以及军事反恐领域。
传统的爬壁机器人存在着一些不足，其中之一就是很难实现呈直角的空间壁面转换。爬壁机器人的工作环境总的可以分为光滑平整壁面环境和复杂变换壁面环境。光滑平整壁面环境是指爬壁机器人的工作环境时一个单一维度的完整平面，没有明显的障碍物影响爬壁机器人的运动与工作，对爬壁机器人的要求相对较低能够完成吸附和移动即可。复杂变换壁面环境是指工作平面呈多维度变换和明显的障碍物存在，这就要求爬壁机器人要具有实现壁面过渡和越障能力。
针对这种情况，提出的方案有：一种越障爬壁机器人，优点是采用分体式结构实现越障和壁面过渡，缺点是系统结构复杂控制难度大；一种合页式金属壁面工作爬壁机器人，优点是合页式可折叠结构有很好的越障能力，缺点是采用电磁铁吸附自重大控制复杂；一种侦察型可越障机器蛇，优点是运动灵活可实现壁面转换，缺点是本身结构的限制很难大范围的推广。
本发明设计一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，结构简单，运动速度快，可实现越障和直角壁面的转换，可应用于多种复杂的工作环境中等。
发明内容
本发明的主要目的是设计一种可以实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，本发明采用的技术方案如下：
一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，包括移动模块、连接结构、吸附模块。其特征在于：所述移动模块包括聚氨酯胶轮、电机轴套、电机底座、直流减速电机、电机两侧固定板、上覆板，所述连接结构包括弹簧钢连接板，所述吸附模块包括N52永磁铁、磁铁固定板、导磁体。所述聚氨酯胶轮通过所述电机轴套与所述直流电机相连，所述直流电机固定于所述电机底座上，所述上覆板和所述电机两侧固定板均与所述电机底座相连，所述弹簧钢连接板连接前后模块的所述的上覆板。所述N52永磁体通过螺钉与所述磁铁固定板相连，所述导磁体与所述N52永磁体吸和，所述吸附模块通过螺钉固定于所述电机底座和所述两侧固定板上。
所述移动模块，其特征在于由固定于所述电机底座的所述直流减速电机通过所述电机轴套直接驱动所述聚氨酯胶轮，被包覆在所述上覆板和所述两侧固定板里，结构稳定牢固。
所述吸附模块，其特征在于所述永磁体体积小安装方便实现吸附力大小可调，添加所述导磁体采用弧形结构设计在增大吸附力的同时又壁面了吸附模块与障碍的直接冲撞，所述永磁体与所述导磁体吸和拆卸安装方便，固定于所述永磁体固定板上，共同组成了吸附模块。
相比较于现有的永磁吸附爬壁机器人，本设计的优点在于：(1)添加导磁体设计，增强相同距离上的吸附力，增强爬壁机器人吸附的稳定性；(2)使用弹簧钢材料进行连接，可轻松实现避免越障和不同维度的壁面过渡；(3)相比于其他可实现壁面过渡的结构，本设计结构简单易于实现，有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施实例一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人的整体结构俯视图；
图2为本发明实施实例一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人的整体结构底部示意图；
图3为本发明实施实例一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人的单个的移动模块结构仰视图；
图4为本发明实施实例一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人的吸附模块结构示意图。
图5为本发明实施实例一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人的过壁面示意图。
附图标号说明：1.连接结构 2.左移动模块 3.右移动模块 4.吸附模块 5.两侧固定板 6.上覆板 7.直流减速电机 8.聚氨酯胶轮 9.固定螺母 10.电机轴套11.电机底座 12.N52永磁体 13.导磁体 14.永磁体固定板
具体实施方式
以下结合附图实例对本发明作进一步详细描述。
本发明的基本思路是基于简单的仿生学原理，模仿软体爬行昆虫越障和壁面装换时的体态变化，进行爬壁机器人的设计。选用弹性材料连接前后两部分移动模块，构成柔性结构以保证爬壁机器人可以实现越障和壁面过渡。
本发明实施实例提供了一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，所述爬壁机器人包括：移动模块、连接结构、吸附模块。
结合图1和图2，一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人的整体结构示意图，包括移动模块(2)、移动模块(3)、连接结构(1)、吸附模块(4)，所述移动模块(2，3)是具有相同结构的移动模块，由所述连接结构(1)连接分列在连接结构的两侧。
结合图3，一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人的单个移动模块的结构示意图，包括两侧固定板(5)、上覆板(6)、直流减速电机(7)、聚氨酯胶轮(8)、固定螺母(9)、电机轴套(10)、电机底座(11)，两块所述两侧固定板(5)与两个所述电机底座(11)相连，所述上覆板(6)与两个所述电机底座(11)相连，两个所述直流减速电机(7)分别与两个所述电机底座(11)相连，所述电机轴套(10)与所述直流减速电机(7)相连，所述聚氨酯胶轮(8)与所述电机轴套(10)相连，所述固定螺母(9)与所述电机轴套(10)相连，以上共同构成了爬壁机器人的移动模块。直流减速电机控制简单，聚氨酯胶轮结构设计简单且耐摩擦不易损坏，增加了爬壁机器人的使用价值。
结合图4，一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人的单个吸附模块的结构示意图，包括永磁体(12)、导磁体(13)、永磁体固定板(14)，所述三块永磁体(12)与所述一块导磁体(13)吸和，所述永磁体(12)与永磁体固定板(14)相连，共同构成了爬壁机器人的单个吸附模块。导磁体可以聚集疏导磁通可以增加相对于空气隙的吸附力，相对于使用大块永磁体增大磁力，导磁体在增大吸附力的同时还可以保护永磁体不受损坏。
结合图5，一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人的壁面过渡示意图，有图中(501)是爬壁机器人在水平面上的运动状态；图中(502)是爬壁机器人前轮实现内直角壁面过渡；图中(503)是爬壁机器人前后运动模块实现内直角壁面过渡，在竖直壁面的运动状态；图中(504)是爬壁机器人前运动模块实现外直角壁面过渡；图中(505)是爬壁机器人来那个运动模块均实现外直角壁面的过渡，再次回到水平壁面运动状态。一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人不仅可以实现内直角壁面过渡，还可以实现外直角壁面的过渡任务。

Claims (7)

1.一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，其特征在于，包括两个相互独立的移动模块(2，3)，两组结构相同的吸附模块(4)和连接结构(1)。
2.一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述移动模块(2)由两侧固定板(5)、上覆板(6)、直流减速电机(7)、聚氨酯胶轮(8)、固定螺母(9)、电机轴套(10)、电机底座(11)，两块所述两侧固定板(5)与两个所述电机底座(11)相连，所述上覆板(6)与两个所述电机底座(11)相连，两个所述直流减速电机(7)分别与两个所述电机底座(11)相连，所述电机轴套(10)与所述直流减速电机(7)相连，所述聚氨酯胶轮(8)与所述电机轴套(10)相连，所述固定螺母(9)与所述电机轴套(10)相连。
3.一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述吸附模块(4)由永磁体(12)、导磁体(13)和永磁体固定板(14)组成，具有对称结构。
4.一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述单个的移动模块(2，3)有独立的直流减速电机(7)可独立完成爬行和壁面过渡移动要求。
5.一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述移动模块(2，3)采用车轮采用定制加工的聚氨酯胶轮(8)来完成移动行走任务。
6.一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述吸附模块(4)的导磁体(13)设计，起到疏导聚拢磁通的作用，增大了同样距离下对壁面的吸附力，弧型设计可以很好的壁面永磁体(12)与高度障碍物的直接碰撞，保护永磁体。
7.一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述连接结构(1)由弹簧钢材料组成，使爬壁机器人的连接呈柔性连接，对壁面具有更好的贴合性，使爬壁机器人具有很好的越障能力。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109969281A (zh) * 2019-04-30 2019-07-05 北京史河科技有限公司 爬壁机器人
CN110466639A (zh) * 2019-09-17 2019-11-19 衡昇科技有限公司 一种爬壁机器人
CN111252159A (zh) * 2020-03-09 2020-06-09 浙江大学 一种可翻越内直角壁面的爬壁机器人
CN111270608A (zh) * 2020-03-09 2020-06-12 浙江大学 一种大跨度桥梁钢箱梁内检测的爬壁机器人
CN112429108A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 临颍县爬杆机器人有限公司 一种磁助力爬杆机器人
CN112977664A (zh) * 2021-03-01 2021-06-18 南京航空航天大学 多级串联可扩展式干粘附轮足爬壁机器人及其运动方法
CN113844564A (zh) * 2021-10-26 2021-12-28 河海大学 一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人
CN114834556A (zh) * 2021-02-02 2022-08-02 临颍县爬杆机器人有限公司 一种磁力吸附分离装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105945894A (zh) * 2016-05-24 2016-09-21 邵萌 一种可任意转向的履带式爬壁机器人
CN106005085A (zh) * 2016-07-14 2016-10-12 西藏长源动力科技有限公司 可跨越直角壁面的磁吸附爬壁机器人
CN205769675U (zh) * 2016-05-13 2016-12-07 中国东方电气集团有限公司 一种轴线夹角自动调节的磁吸附驱动车轮组装置
CN205837000U (zh) * 2016-07-14 2016-12-28 西藏长源动力科技有限公司 可跨越直角壁面的磁吸附爬壁机器人
CN106945739A (zh) * 2017-02-13 2017-07-14 上海大学 一种具有壁面转换功能的越障爬壁机器人

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205769675U (zh) * 2016-05-13 2016-12-07 中国东方电气集团有限公司 一种轴线夹角自动调节的磁吸附驱动车轮组装置
CN105945894A (zh) * 2016-05-24 2016-09-21 邵萌 一种可任意转向的履带式爬壁机器人
CN106005085A (zh) * 2016-07-14 2016-10-12 西藏长源动力科技有限公司 可跨越直角壁面的磁吸附爬壁机器人
CN205837000U (zh) * 2016-07-14 2016-12-28 西藏长源动力科技有限公司 可跨越直角壁面的磁吸附爬壁机器人
CN106945739A (zh) * 2017-02-13 2017-07-14 上海大学 一种具有壁面转换功能的越障爬壁机器人

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109969281A (zh) * 2019-04-30 2019-07-05 北京史河科技有限公司 爬壁机器人
CN112429108A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 临颍县爬杆机器人有限公司 一种磁助力爬杆机器人
CN110466639A (zh) * 2019-09-17 2019-11-19 衡昇科技有限公司 一种爬壁机器人
CN111252159A (zh) * 2020-03-09 2020-06-09 浙江大学 一种可翻越内直角壁面的爬壁机器人
CN111270608A (zh) * 2020-03-09 2020-06-12 浙江大学 一种大跨度桥梁钢箱梁内检测的爬壁机器人
CN111252159B (zh) * 2020-03-09 2021-05-28 浙江大学 一种可翻越内直角壁面的爬壁机器人
CN111270608B (zh) * 2020-03-09 2021-11-16 浙江大学 一种大跨度桥梁钢箱梁内检测的爬壁机器人
CN114834556A (zh) * 2021-02-02 2022-08-02 临颍县爬杆机器人有限公司 一种磁力吸附分离装置
CN112977664A (zh) * 2021-03-01 2021-06-18 南京航空航天大学 多级串联可扩展式干粘附轮足爬壁机器人及其运动方法
CN113844564A (zh) * 2021-10-26 2021-12-28 河海大学 一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人

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