CN108297957A - 磁隙轮式爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁隙轮式爬壁机器人，其包括机架、行走驱动机构、吸附行走机构和清洗机构，清洗机构固定安装于机架的顶部；行走驱动机构包括第一减速电机、第一减速器、第一主动轴、第二减速电机、第二减速器和第二主动轴，第一减速电机和第一主动轴分别与第一减速器的输入端和输出端连接，第二减速电机和第二主动轴分别与第二减速器的输入端和输出端连接；吸附行走机构包括橡胶轮组、万向轮组和磁铁组件，磁铁组件安装于机架的下方，橡胶轮组和万向轮组分别设于机架相对两端部，万向轮组与机架固定，橡胶轮组包括与第一主动轴连接第一橡胶轮以及与第二主动轴连接的第二橡胶轮。本发明整体结构紧凑，可以实现轻量化设计。

Description

磁隙轮式爬壁机器人

技术领域

本发明属于爬壁机器人技术领域，尤其涉及一种磁隙轮式爬壁机器人。

背景技术

目前，针对金属表面的作业，如船舶除锈除漆，喷涂，油罐表面检测等大部分还是靠人工，通过脚手架或高空车的方式在空中用手工或半自动机械完成工作。这种方式效率很低，且安全性不高，对人体的伤害也特别大。鉴于此，越来越多的人不愿意从事该种工作。所以采用爬壁机器人携带清洗装置、检测装置、喷涂装置等来完成高空作业对解放劳力，提高效率具有很大的意义。国内关于金属表面作业的爬壁机器人大多是履带式的机器人，但该种机器人极其笨重，且操作不灵活，在应对曲面或小角落工作环境则完全无法使用。并且由于存在履带的原因，往往作业的过程中总存在部分履带经过的位置无法清洗，最后同样需要依靠人工补完，其只能够完成大平面的作业，适应性不高。而少部分轮式爬壁机器人，虽移动适应性高，但结构复杂，依然较重，故障率高且经常出现打滑的失稳工作状况。

中国专利(申请号：201710326199.0)公开了一种履带式爬壁机器人，该机器人通过稳定的机架结构和吸附力强的磁铁模块，使其可以携带大负载爬越垂直壁面，但其重量过大，且履带驱动不灵活，限制了其应用范围。中国专利(申请号：200410016429.6)公开了一种磁轮式爬壁机器人，其具有运动灵活，检测精度高的优点，但是磁轮的有效吸附面积小，负载能力较差。中国专利(申请号：201710460803.9)公开了一种铁磁性爬壁工作机器人，虽然设计了一种较紧凑的磁轮结构，但是其依然有一些如带轮、张紧轮、同步轮等冗余机构，起不到什么大的作用，且使其大小和重量增加，拆装更麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁隙轮式爬壁机器人，旨在解决现有技术中的爬壁机器人结构复杂，无法做到轻量化设计的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种磁隙轮式爬壁机器人，包括机架、行走驱动机构、吸附行走机构和清洗机构，所述清洗机构固定安装于所述机架的顶部；

所述行走驱动机构包括第一减速电机、第一减速器、第一主动轴、第二减速电机、第二减速器和第二主动轴，所述第一减速电机和所述第一主动轴分别与所述第一减速器的输入端和输出端连接，所述第二减速电机和所述第二主动轴分别与所述第二减速器的输入端和输出端连接；

所述吸附行走机构包括橡胶轮组、万向轮组和磁铁组件，所述磁铁组件安装于所述机架的下方，所述橡胶轮组和所述万向轮组分别设于所述机架相对两端部，所述万向轮组与所述机架固定，所述橡胶轮组包括与所述第一主动轴连接所述第一橡胶轮以及与所述第二主动轴连接的第二橡胶轮。

优选地，所述磁铁组件包括主吸附永磁组和副吸附永磁组，所述主吸附永磁组位于所述第一橡胶轮与所述第二橡胶轮之间，所述主吸附永磁组固定安装于所述第一减速器的底部和/或所述第二减速器的底部，所述副吸附永磁组固定安装于所述机架上靠近所述万向轮组的底部。

优选地，所述主吸附永磁组包括主永磁铁和主轭铁，所述主轭铁的顶部与所述第一减速器的底部和/或所述第二减速器的底部固定连接，所述主永磁铁固定于所述主轭铁的底部；所述副吸附永磁组包括副永磁铁和副轭铁，所述副轭铁的顶部与所述机架的底部固定连接，所述副永磁铁固定于所述副轭铁的底部。

优选地，所述主永磁铁呈梯形状结构，且梯形状结构的所述主永磁铁的顶部表面积大于其底部表面积。

优选地，所述万向轮组包括第一万向轮和第二万向轮，所述第一万向轮和所述第二万向轮分别固定于所述机架底座的两侧，所述副吸附永磁组位于所述第一万向轮与所述第二万向轮之间。

优选地，所述清洗机构包括旋转驱动源、摆动臂和喷洗盘，所述旋转驱动源固定于所述机架的顶部，所述摆动臂的一端与所述旋转驱动源驱动连接，所述喷洗盘与所述摆动臂的另一端连接，且所述喷洗盘上设有喷嘴。

优选地，所述旋转驱动源包括第三减速电机和第三减速器，所述第三减速器固定于所述机架上，所述第一减速电机和所述摆动臂分别与所述第三减速器的输入端和输出端连接。

优选地，所述第三减速器上设有位于所述摆动臂下方并用于感应所述摆动臂的摆动角度的传感器，所述传感器与所述第三减速电机电性连接。

优选地，所述第一减速电机、所述第二减速电机和所述第三减速机均为减速直流电机，所述第一减速器、所述第二减速器和第三减速器均为蜗轮蜗杆减速器。

优选地，所述机架包括第一侧板、第二侧板、中部连接轴、中部连接块和支撑安装板，所述第一侧板和所述第二侧板分别垂直固定连接于所述中部连接轴的两端，且所述第一侧板和所述第二侧板分别与所述第一减速器的外侧和所述第二减速器的外侧固定连接，所述中部连接块垂直固定连接于所述中部连接轴的中部，所述支撑安装板固定连接于所述中部连接块的顶部，所述清洗机构固定安装于所述支撑安装板的顶部，所述万向轮组固定安装于所述支撑安装板的底部。

本发明的有益效果：本发明的磁隙轮式爬壁机器人，其行走驱动机构主要由第一减速电机与第一减速器配合以及第二减速电机与第二减速器配合形成，然后再将第一橡胶轮通过第一主动轴与第一减速器的输出端连接以及通过将第二橡胶轮通过第二主动轴与第二减速器的输出端连接，如此，启动第一减速电机和第二减速电机后即可驱动第一橡胶轮和第二橡胶轮转动，不需在设计履带，可以解决以往爬壁机器人结构复杂，体型笨重，故障率高，移动笨拙，曲面适应力差的问题，并且弥补过去爬壁机器人大都只能在大型平面上作业和结构复杂、重量过重体型过大的不足，实现爬壁机器人的轻量化和小型化，能在油罐内外壁，船舶大曲率的壁面等需要灵活操作的地方进行作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的磁隙轮式爬壁机器人的结构示意图一。

图2为本发明实施例提供的磁隙轮式爬壁机器人的结构示意图二。

图3为本发明实施例提供的磁隙轮式爬壁机器人的结构分解示意图。

图4为本发明实施例提供的磁隙轮式爬壁机器人的清洗机构的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的磁隙轮式爬壁机器人的机架的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的磁隙轮式爬壁机器人的行走驱动机构的结构示意图。

图7为本发明实施例提供的磁隙轮式爬壁机器人的主吸附永磁组的结构示意图。

图8为本发明实施例提供的磁隙轮式爬壁机器人的副吸附永磁组的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10—机架 11—第一侧板 12—第二侧板

13—中部连接轴 14—中部连接块 15—支撑安装板

16—支撑条 17—角钢 20—行走驱动机构

21—第一减速电机 22—第一减速器 23—第一主动轴

24—第二减速电机 25—第二减速器 26—第二主动轴

30—吸附行走机构 31—橡胶轮组 32—万向轮组

33—磁铁组件 40—清洗机构 41—旋转驱动源

42—摆动臂 43—喷洗盘 44—喷嘴

45—传感器 46—滑槽 50—喷洗装置

51—电磁阀 52—气喷嘴 60—护板

311—第一橡胶轮 312—第二橡胶轮 321—第一万向轮

322—第二万向轮 331—主吸附永磁组 332—副吸附永磁组

411—第三减速电机 412—第三减速器 421—中心轴

422—摆动横杆 423—周向斜杆 431—旋转接头

3311—主永磁铁 3312—主轭铁 3313—第一连接件

3321—副永磁铁 3322—副轭铁 3323—第二连接件

4221—夹紧件 4222—变角度夹 4231—高压进水口。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～8描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～3所示，本发明实施例提供的一种磁隙轮式爬壁机器人，包括机架10、行走驱动机构20、吸附行走机构30和清洗机构40，所述清洗机构40固定安装于所述机架10的顶部。其中，机架10主要起到各部件的安装和支撑的作用。例如供行走驱动机构20、吸附行走机构30和清洗机构40的安装和支撑。还可以通过携带喷洗装置50、检测装置、喷涂装置等，依次使得本实施例的磁隙轮式爬壁机器人可高效率地完成多种人工难以完成的工作。

进一步地，所述行走驱动机构20包括第一减速电机21、第一减速器22、第一主动轴23、第二减速电机24、第二减速器25和第二主动轴26，所述第一减速电机21和所述第一主动轴23分别与所述第一减速器22的输入端和输出端连接，所述第二减速电机24和所述第二主动轴26分别与所述第二减速器25的输入端和输出端连接。该种行走驱动机构20整体结构紧凑，不需要设置履带，直接通过第一减速电机21与第一减速器22的配合以及第二减速电机24与第二减速器25的配合实现动力的输入和输出，部件结构少，可以确保整个行走驱动机构20结构简单，体型小巧，移动更加灵活。

进一步地，所述吸附行走机构30包括橡胶轮组31、万向轮组32和磁铁组件33，所述磁铁组件33安装于所述机架10的下方，所述橡胶轮组31和所述万向轮组32分别设于所述机架10相对两端部，所述万向轮组32与所述机架10固定，所述橡胶轮组31包括与所述第一主动轴23连接所述第一橡胶轮311以及与所述第二主动轴26连接的第二橡胶轮312。其中，第一橡胶轮311和第二橡胶轮312在行走驱动机构20的驱动下实现主动运动，而万向轮组32则远离第一橡胶轮311和第二橡胶轮312的另一端设置与第一橡胶轮311和第二橡胶轮312配合保持磁隙轮式爬壁机器人的稳定性和曲面适应性。并且设置于机架10的下方的磁铁组件33提供主要的吸附力，可以实现有效地吸附在金属壁面上，确保磁隙轮式爬壁机器人的越障能力更强。

本发明实施例的磁隙轮式爬壁机器人，整体结构运用模块化设计，即至少具有机架10、行走驱动机构20、吸附行走机构30和清洗机构40，不同模块之间互不干涉又互相配合，安装和维修更加方便。

具体地，本发明实施例的磁隙轮式爬壁机器人，其行走驱动机构20主要由第一减速电机21与第一减速器22配合以及第二减速电机24与第二减速器25配合形成，然后再将第一橡胶轮311通过第一主动轴23与第一减速器22的输出端连接以及通过将第二橡胶轮312通过第二主动轴26与第二减速器25的输出端连接，如此，启动第一减速电机21和第二减速电机24后即可驱动第一橡胶轮311和第二橡胶轮312转动，不需在设计履带，可以解决以往爬壁机器人结构复杂，体型笨重，故障率高，移动笨拙，曲面适应力差的问题，并且弥补过去爬壁机器人大都只能在大型平面上作业和结构复杂、重量过重体型过大的不足，实现爬壁机器人的轻量化和小型化，能在油罐内外壁，船舶大曲率的壁面等需要灵活操作的地方进行作业。

进一步地，第一橡胶轮311和第二橡胶轮312均包括轮毂和套设在轮毂外缘周的橡胶外轮。其中，橡胶外轮采用较厚的聚氨酯橡胶轮，不再使用充气轮，使其在保证足够耐磨性，足够摩擦力的同时，安装更方便，成本更低，使用更稳定。轮毂为金属轮毂，优选地，轮毂为铝合金轮毂，这样能显著减轻第一橡胶轮311和第二橡胶轮312的重量，简化结构，且能保证第一橡胶轮311和第二橡胶轮312足够的耐磨性和越障能力，及曲面适应能力。另外，第一橡胶轮311和第二橡胶轮312分别通过其轮毂与第一主动轴23和第二主动轴26固定连接，固定连接可以采用轴孔配合的方式实现，或可以增加花键以增加连接的稳定性和可靠性。

本实施例中，如图1～3和图7～8所示，所述磁铁组件33包括主吸附永磁组331和副吸附永磁组332，所述主吸附永磁组331位于所述第一橡胶轮311与所述第二橡胶轮312之间，所述主吸附永磁组331固定安装于所述第一减速器22的底部和/或所述第二减速器25的底部，所述副吸附永磁组332固定安装于所述机架10上靠近所述万向轮组32的底部。具体地，主吸附永磁组331靠近于整体结构的前端底部，副吸附永磁组332靠近于整体结构的后端底部，这样通过主吸附永磁组331和副吸附永磁组332的磁性力吸附在爬行壁面上，可以有效确保机器人具有足够的吸附力和抗倾覆的稳定性。

进一步地，主吸附永磁组331可以固定连接在第一减速器22的底部或第二减速器25的底部，当然，主吸附永磁组331也可以同时固定连接在第一减速器22的底部和第二减速器25的底部，固定连接方式可以是直接连接，也可以是通过居中元件间接连接。

本实施例中，如图7所示，所述主吸附永磁组331包括主永磁铁3311和主轭铁3312，所述主轭铁3312的顶部与所述第一减速器22的底部和/或所述第二减速器25的底部固定连接，所述主永磁铁3311固定于所述主轭铁3312的底部；具体地，将主永磁铁3311固定在主轭铁3312上，不但方便制作，且充磁也非常方便。同时，还可以增加保护套对主轭铁3312和/或主永磁铁3311进行保护，而主轭铁3312与第一减速器22的底部和/或第二减速器25的底部的固定连接可以增加第一连接件3313连接，这样可以便于调整主轭铁3312位于第一减速器22的下方和/或第二减速器25的下方的具体高度位置。

进一步地，如图8所示，所述副吸附永磁组332包括副永磁铁3321和副轭铁3322，所述副轭铁3322的顶部与所述机架10的底部固定连接，所述副永磁铁3321固定于所述副轭铁3322的底部。同理，将副永磁铁3321固定在副轭铁3322上，不但方便制作，且充磁也非常方便。同时，还可以增加保护套对副轭铁3322和/或副永磁铁3321进行保护，而副轭铁3322与机架10底部的固定连接可以增加第二连接件3323连接，这样可以便于调整主轭铁3312位于机架10的下方的具体高度位置，使得副永磁铁3321与主永磁铁3311的高度位置匹配到最佳，以便提升磁隙轮式爬壁机器人对壁面的吸附能力。

本实施例中，如图7所示，所述主永磁铁3311呈梯形状结构，且梯形状结构的所述主永磁铁3311的顶部表面积大于其底部表面积。具体地，将主永磁铁3311设计形成梯形状结构的形状，这样主永磁铁3311具有一个相对较大的大平面和一个相对较小的小平面，那么将主永磁铁3311相对较小的小平面作为底部的表面设计，经过仿真和实验，底面的平面也能提供足够强的吸附力，且离壁面的高度也足够越障。并且通过机器人前部的第一橡胶轮311和第二橡胶轮312处布置的主磁铁和后部万向轮组32处布置的副磁铁能有效保证机器人足够的吸附力和抗倾覆的稳定性。

本实施例中，如图2所示，所述万向轮组32包括第一万向轮321和第二万向轮322，所述第一万向轮321和所述第二万向轮322分别固定于所述机架10底座的两侧，所述副吸附永磁组332位于所述第一万向轮321与所述第二万向轮322之间。具体地，第一万向轮321和第二万向轮322位置相对的两侧对称设置，与上述对称设置的第一橡胶轮311和第二橡胶轮312配合在磁隙轮式爬壁机器人的底部的四个靠边角位置形成对磁隙轮式爬壁机器人的支撑以及配合提供行走，这样可以确保磁隙轮式爬壁机器人整体结构的平稳定更佳，在行走时越障能力更强，不易倾覆，稳定性好。

本实施例中，如图3～4所示，所述清洗机构40包括旋转驱动源41、摆动臂42和喷洗盘43，所述旋转驱动源41固定于所述机架10的顶部，所述摆动臂42的一端与所述旋转驱动源41驱动连接，所述喷洗盘43与所述摆动臂42的另一端连接，且所述喷洗盘43上设有喷嘴44。具体地，旋转驱动源41驱动摆动臂42转动，摆动臂42带动喷洗盘43转动，这样可以使得喷洗盘43可活动范围几乎覆盖多有角度，那么喷洗盘43上设置的喷嘴44的喷洒清洗范围几乎可以实现无死角。同时，用摆动臂42配合喷洗盘43代替传统笨重的清洗盘，不但能够提高越障和壁面适应能力，且通过摆动臂42带动喷洗盘43绕旋转驱动源41的中心作周向的旋转运动使得清洗效果极佳。

进一步地，喷洗盘43上设置的喷嘴44数量可以根据实际需求选定，例如可以是一个、两个或者三个等。各喷嘴44的喷射角度也可以根据实际情况选择，可以将所有喷嘴44的喷射角度设计成相同或者不相同。

更进一步地，如图3～4所示，摆动臂42包括中心轴421、摆动横杆422和周向斜杆423，中心轴421与旋转驱动源41连接且呈竖向布置，摆动横杆422的一端与中心轴421连接、另一端与周向斜杆423连接，且摆动横杆422呈横向水平布置，而周向竖杆呈斜向布置且用于供喷洗盘43安装。这样当旋转驱动源41带动中心轴421旋转时，那么摆动横杆422则随着中心轴421的旋转，而周向斜杆423则跟随着摆动横杆422旋转，那么即实现带动喷洗盘43旋转，从而使得喷洗盘43上安装的喷嘴44能够实现大范围的清洗工作。其中，周向斜杆423的上端开设有高压进水口4231供高压水源进入并可以经过设置在喷洗盘43底部的喷嘴44喷射出。

其中，如图1～4所示，周向斜杆423的下端设置有可以使得喷洗盘43旋转的旋转接头431。摆动横杆422与中心轴421之间通过夹紧件4221连接，摆动横杆422与周向斜杆423之间通过变角度夹4222连接，例如可以在变角度夹4222上设置定位孔供紧固件穿设锁紧连接摆动横杆422和周向斜杆423。摆动横杆422上有30°、90°、180°三种不同角度档位的定位孔，可使摆动横杆422与周向斜杆423之间按工作需要设计呈不同的角度。

本实施例中，如图3～4所示，所述旋转驱动源41包括第三减速电机411和第三减速器412，所述第三减速器412固定于所述机架10上，所述第一减速电机21和所述摆动臂42分别与所述第三减速器412的输入端和输出端连接。具体地，第三减速电机411启动将动力输入至第三减速器412，而第三减速器412通过减速处理将动力输出至摆动臂42，其中摆动臂42的中心轴421与第三减速器412的输出端连接，这样即可实现减速输出动力至中心轴421，以带动摆动横杆422转动，从而带动周向斜杆423转动，结构设计合理，实用性强。

本实施例中，如图3～4所示，所述第三减速器412上设有位于所述摆动臂42下方并用于感应所述摆动臂42的摆动角度的传感器45，所述传感器45与所述第三减速电机411电性连接。具体地，传感器45位于摆动横杆422靠近后端位置的下方，传感器45优选为红外传感器，红外传感器通过感知摆动臂42的摆动横杆422的转动角度，并根据其摆动角度传输相关信号至第三减速电机411，第三减速电机411根据接收的信号判断是否继续转动、反向转动或者停止转动。

进一步地，如图3～4所示，在第三减速器412的顶部设置有滑槽46，传感器45可以设置两个，并且两个传感器45均可在槽内进行对称移动，以此控制摆动臂42的幅度。

本实施例中，优选地，所述第一减速电机21、所述第二减速电机24和所述第三减速机均为减速直流电机，所述第一减速器22、所述第二减速器25和第三减速器412均为蜗轮蜗杆减速器。具体地，第一减速电机21、第二减速电机24和第三减速机均选用减速直流电机以及第一减速器22、第二减速器25和第三减速器412均选用蜗轮蜗杆减速器作为驱动部件，可以在缩小整体尺寸的同时，能够有效提供足够大的力矩。从而可以使得整体结构可以设计得更加紧凑，进而使得磁隙轮式爬壁机器人的运动能力更加灵活。

本实施例中，如图1～3和图5所示，所述机架10包括第一侧板11、第二侧板12、中部连接轴13、中部连接块14和支撑安装板15，所述第一侧板11和所述第二侧板12分别垂直固定连接于所述中部连接轴13的两端，且所述第一侧板11和所述第二侧板12分别与所述第一减速器22的外侧和所述第二减速器25的外侧固定连接，所述中部连接块14垂直固定连接于所述中部连接轴13的中部，所述支撑安装板15固定连接于所述中部连接块14的顶部，所述清洗机构40固定安装于所述支撑安装板15的顶部，所述万向轮组32固定安装于所述支撑安装板15的底部。具体地，机架10的整体材料主要选用铝合金。其中，第一侧板11和第二侧板12主要用于支撑第一减速器22和第二减速器25，中部连接轴13主要起到连接第一侧板11和第二侧板12以及支撑安装板15，支撑安装板15通过作为居中部件的中部连接块14与中部连接轴13连接，如此实现整个机架10的设置，这样可以确保机架10整体结构简单，并且具有足够强的支撑力供各个部件安装和固定。

其中，在支撑安装板15的底部可以增加与中部连接轴13平行设置的支撑条16，支撑条16一方面与支撑安装板15固定，另一方面供万向轮组32和副吸附永磁组332固定。

进一步地，如图2所示，支撑安装板15的底部正对第三减速器412的位置设置有不锈钢材质的角钢17，以此提高机架10的强度和起到支撑作用。角钢17下安装有由电磁阀51和气喷嘴52组成的喷洗装置50，并且气喷嘴52正对第一橡胶轮311和第二橡胶轮312设置，电磁阀51和气喷嘴52作为气吹清洗机构40，用于清洗第一橡胶轮311和第二橡胶轮312上因工作粘上的锈屑或其它脏物，以免长期工作后，胶轮摩擦力降低而打滑。

优选地，气喷嘴52与第三减速电机411连接，这样，气喷嘴52的气来源可以来自第三减速电机411上的出气或和第三减速电机411的同一进气。其中，第三减速电机411设计为气马达结构。

进一步地，如图3所示，磁隙轮式爬壁机器人还包括护板60，护板60可以同时固定在第一减速器22和第二减速器25的前端，这样可以对第一减速器22和第二减速器25起到保护的作用，并且，护板60的结构呈L字形状，这样护板60可以延伸至第一减速器22和第二减速器25的底部，那么位于第一减速器22和第二减速器25下方的部件可以固定在延伸至第一减速器22和第二减速器25的底部的护板60的位置固定连接，例如主吸附永磁组331可以固定在护板60上，如此设计可以在一定程度上加强整体结构的稳定性。

综上所述，本发明实施例的磁隙轮式爬壁机器人除了可用于垂直表面的清洗外，还可以通过搭载不同的工作设备用于在线监测，油漆喷涂，焊接等工作任务。本发明实施例的磁隙轮式爬壁机器人的优点在于可在保证爬壁机器人灵活、稳定运动的前提下减小了机器人的体积，使其更紧凑更轻量化，成本也更低，同时增加了越障能力。具体地为：

本发明实施例的磁隙轮式爬壁机器人，采用直流减速电机加蜗轮蜗杆减速器直驱的方式，无冗余传动机构，另外采用宽大空心的聚氨酯橡胶轮，通过合理的搭配和结构设计，使机器人极其紧凑，实现简化和轻量化，同时节省制造成本。

本发明实施例的磁隙轮式爬壁机器人，具有自动清轮子上杂物的气吹机构，能时刻保持轮子的干净，保证摩擦力的足够，确保机器人的稳定运行。

本发明实施例的磁隙轮式爬壁机器人，其摆臂式的清洗机构40，可根据工作需要，调节摆臂与前臂的角度，实现多角度工作，如清洗角落污物等。

本发明实施例的磁隙轮式爬壁机器人，其吸附行走机构30为磁铁吸附方式，靠梯形磁铁和轭铁形成磁路提供主要吸附力，梯形磁铁充磁更方便，制作成本低，且底面积大，吸力足够，可与壁面距离更较高，使机器人越障能力更强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁隙轮式爬壁机器人，其特征在于：包括机架、行走驱动机构、吸附行走机构和清洗机构，所述清洗机构固定安装于所述机架的顶部；

所述行走驱动机构包括第一减速电机、第一减速器、第一主动轴、第二减速电机、第二减速器和第二主动轴，所述第一减速电机和所述第一主动轴分别与所述第一减速器的输入端和输出端连接，所述第二减速电机和所述第二主动轴分别与所述第二减速器的输入端和输出端连接；

所述吸附行走机构包括橡胶轮组、万向轮组和磁铁组件，所述磁铁组件安装于所述机架的下方，所述橡胶轮组和所述万向轮组分别设于所述机架相对两端部，所述万向轮组与所述机架固定，所述橡胶轮组包括与所述第一主动轴连接所述第一橡胶轮以及与所述第二主动轴连接的第二橡胶轮。

2.根据权利要求1所述的磁隙轮式爬壁机器人，其特征在于：所述磁铁组件包括主吸附永磁组和副吸附永磁组，所述主吸附永磁组位于所述第一橡胶轮与所述第二橡胶轮之间，所述主吸附永磁组固定安装于所述第一减速器的底部和/或所述第二减速器的底部，所述副吸附永磁组固定安装于所述机架上靠近所述万向轮组的底部。

3.根据权利要求2所述的磁隙轮式爬壁机器人，其特征在于：所述主吸附永磁组包括主永磁铁和主轭铁，所述主轭铁的顶部与所述第一减速器的底部和/或所述第二减速器的底部固定连接，所述主永磁铁固定于所述主轭铁的底部；所述副吸附永磁组包括副永磁铁和副轭铁，所述副轭铁的顶部与所述机架的底部固定连接，所述副永磁铁固定于所述副轭铁的底部。

4.根据权利要求3所述的磁隙轮式爬壁机器人，其特征在于：所述主永磁铁呈梯形状结构，且梯形状结构的所述主永磁铁的顶部表面积大于其底部表面积。

5.根据权利要求2所述的磁隙轮式爬壁机器人，其特征在于：所述万向轮组包括第一万向轮和第二万向轮，所述第一万向轮和所述第二万向轮分别固定于所述机架底座的两侧，所述副吸附永磁组位于所述第一万向轮与所述第二万向轮之间。

6.根据权利要求1～5任一项所述的磁隙轮式爬壁机器人，其特征在于：所述清洗机构包括旋转驱动源、摆动臂和喷洗盘，所述旋转驱动源固定于所述机架的顶部，所述摆动臂的一端与所述旋转驱动源驱动连接，所述喷洗盘与所述摆动臂的另一端连接，且所述喷洗盘上设有喷嘴。

7.根据权利要求6所述的磁隙轮式爬壁机器人，其特征在于：所述旋转驱动源包括第三减速电机和第三减速器，所述第三减速器固定于所述机架上，所述第一减速电机和所述摆动臂分别与所述第三减速器的输入端和输出端连接。

8.根据权利要求7所述的磁隙轮式爬壁机器人，其特征在于：所述第三减速器上设有位于所述摆动臂下方并用于感应所述摆动臂的摆动角度的传感器，所述传感器与所述第三减速电机电性连接。

9.根据权利要求7所述的磁隙轮式爬壁机器人，其特征在于：所述第一减速电机、所述第二减速电机和所述第三减速机均为减速直流电机，所述第一减速器、所述第二减速器和第三减速器均为蜗轮蜗杆减速器。

10.根据权利要求1～5任一项所述的磁隙轮式爬壁机器人，其特征在于：所述机架包括第一侧板、第二侧板、中部连接轴、中部连接块和支撑安装板，所述第一侧板和所述第二侧板分别垂直固定连接于所述中部连接轴的两端，且所述第一侧板和所述第二侧板分别与所述第一减速器的外侧和所述第二减速器的外侧固定连接，所述中部连接块垂直固定连接于所述中部连接轴的中部，所述支撑安装板固定连接于所述中部连接块的顶部，所述清洗机构固定安装于所述支撑安装板的顶部，所述万向轮组固定安装于所述支撑安装板的底部。