CN110271617A - 一种两节式履带爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两节式履带爬壁机器人，包括车体、前车架、后车架、履带行走装置、左电机、右电机、充电器接口和蓄电池，本发明通过使用压紧弹簧将前车架与车体进行连接，且配合驱动轮之间的连接，前车架可相对后车架最多折起90℃，可轻松实现避免越障和不同维度的壁面过渡；且相比于其他可实现壁面过渡的结构，本发明结构简单易于实现，有很好的应用前景。

Description

一种两节式履带爬壁机器人

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，具体涉及一种两节式履带爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人可以在核电工程、化工和风电工程等危险和极限环境下进行作业，在机器人行业有着重要的意义。国内各个领域的大型设备基本采用一些由钢材的导磁性材料加工成的大型装备，比如石油管道、化工储罐、船舶，风电设备等，这些壁面风吹日晒，盐碱侵蚀，砂砾摩擦，表面会出现污垢，脱漆，乃至锈蚀的现象。为了保障设备的安全运转，需要投入大量的人力物力进行定期的清洗检测等维护作业。使用机器人从事一些高强度，高危险的工作已经成为一种必然的趋势，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。现有的越障爬壁机器人，多用分体式结构实现越障和壁面过渡，但现有的分体式越障爬壁机器人系统结构复杂控制难度大。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新的两节式履带爬壁机器人，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。

本发明采取的具体技术方案是：

一种两节式履带爬壁机器人，包括车体、前车架、后车架、履带行走装置、左电机、右电机、充电器接口和蓄电池，所述履带行走装置有四个，分别为左前履带行走装置、右前履带行走装置、左后履带行走装置、右后履带行走装置，左前履带行走装置、右前履带行走装置分别安装在前车架左右两侧，左后履带行走装置、右后履带行走装置分别安装在后车架左右两侧，所述履带行走装置包括履带、履带支撑架、前驱动轮、后驱动轮，所述履带支撑架上设有滚动轮；所述车体安装在后车架内，并与前车架通过压紧弹簧连接，所述充电器接口、蓄电池安装在后车架内，所述充电器接口与所述蓄电池连接，所述左电机、右电机分别与所述蓄电池连接，由蓄电池提供电能。

进一步地，所述两节式履带爬壁机器人还包括控制装置，所述控制装置包括控制器、姿态传感器、无线遥控模块，所述无线遥控模块包括：无线接收器和遥控器；所述控制器、姿态传感器、无线接收器分别固定安装在前车架或后车架上，所述姿态传感器、无线接收器分别与控制器电路连接；所述左电机、右电机亦与控制器电连接，所述控制器与所述蓄电池连接，由蓄电池为整个控制装置提供电能。

优选地，所述履带支撑架分别与前车架、后车架连接；所述左前履带行走装置、右前履带行走装置上的前驱动轮、后驱动轮与前车架通过支撑轴连接；所述左后履带行走装置、右后履带行走装置上的前驱动轮分别与左前履带行走装置、右前履带行走装置上的后驱动轮通过连接杆连接；所述左前履带行走装置、右前履带行走装置上的后驱动轮与前车架通过支撑轴连接；所述左后履带行走装置、右后履带行走装置上的后驱动轮分别安装在后车架的后横圆杆两端上。

优选地，后车架前段设有左竖直支杆、右竖直支杆，所述左电机、右电机分别安装在左竖直支杆、右竖直支杆上。

优选地，前车架的高度低于后车架。

优选地，所述的姿态传感器包括陀螺仪传感器和加速度传感器。

相应地，本发明还提供了一种两节式履带爬壁机器人的控制方法，包括如下步骤：

步骤一，初始化检测及设置，包括检测姿态传感器的值是否正常，若不正常则进行提示并等待其正常；

步骤二：等待遥控器发来的信息，处理遥控器发来的信息内容；

步骤三：若遥控器发来的信息内容为前进，则控制器控制左电机和右电机同时正转；若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器控制左电机和右电机同时反转；若遥控器发来的信息内容为快速前进，则控制器控制左电机和右电机同时增大转速；若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器控制左电机和右电机同时减小转速；若遥控器发来的信息内容为左转，则控制器控制左电机停转，右电机正转；若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器控制右电机停转，左电机正转；若遥控器发来的信息内容为擦玻璃功能，则控制器根据存储的擦玻璃路径算法控制左电机和右电机实现相应的轨迹运动；

步骤四：检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤二，若不正常，判断是否两节式履带爬壁机器人掉落，进行报警。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明通过使用压紧弹簧将前车架与车体进行连接，且配合驱动轮之间的连接，前车架可相对后车架最多折起90℃，可轻松实现避免越障和不同维度的壁面过渡；且相比于其他可实现壁面过渡的结构，本发明结构简单易于实现，有很好的应用前景。

附图说明

图1为所述爬壁机器人的结构示意图；

图2为所述爬壁机器人的局部结构示意图；

图3为履带行走装置的结构示意图；

图4为履带支撑架的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

实施例1

一种两节式履带爬壁机器人，如图1所示，包括车体1、前车架2、后车架3、履带行走装置4、左电机5、右电机6、充电器接口、蓄电池和控制装置，所述履带行走装置4有四个，分别为左前履带行走装置、右前履带行走装置、左后履带行走装置、右后履带行走装置，左前履带行走装置、右前履带行走装置分别安装在前车架2左右两侧，左后履带行走装置、右后履带行走装置分别安装在后车架3左右两侧，如图3所示，所述履带行走装置4包括履带41、履带支撑架42、前驱动轮43、后驱动轮44，如图4所示，所述履带支撑架42上设有滚动轮421；如图2所示，所述履带支撑架42分别与前车架2、后车架3连接；所述左前履带行走装置、右前履带行走装置上的前驱动轮43、后驱动轮44分别与前车架通过支撑轴45连接；所述左后履带行走装置、右后履带行走装置上的前驱动轮43分别与左前履带行走装置、右前履带行走装置上的后驱动轮42通过连接杆46连接；所述左前履带行走装置、右前履带行走装置上的后驱动轮42与前车架通过支撑轴45连接；所述左后履带行走装置、右后履带行走装置上的后驱动轮42分别安装在后车架3的后横圆杆33两端上；所述前车架2的高度低于后车架3，所述车体1安装在后车架3内，并与前车架2通过压紧弹簧7连接，后车架3前段设有左竖直支杆31、右竖直支杆32，所述左电机5、右电机6分别安装在左竖直支杆31、右竖直支杆32上；所述充电器接口、蓄电池安装在后车架3内，所述充电器接口与所述蓄电池连接，所述左电机、右电机分别与所述蓄电池连接，由蓄电池提供电能；所述控制装置包括控制器、姿态传感器、无线遥控模块，所述无线遥控模块包括：无线接收器和遥控器；所述的姿态传感器包括陀螺仪传感器和加速度传感器；所述控制器、姿态传感器、无线接收器分别固定安装在前车架2或后车架3上，所述姿态传感器、无线接收器分别与控制器电路连接；所述左电机、右电机亦与控制器电连接，所述控制器与所述蓄电池连接，由蓄电池为整个控制装置提供电能。

实施例2

一种两节式履带爬壁机器人的控制方法，包括如下步骤：

步骤一，初始化检测及设置，包括检测姿态传感器的值是否正常，若不正常则进行提示并等待其正常；

步骤二：等待遥控器发来的信息，处理遥控器发来的信息内容；

步骤三：若遥控器发来的信息内容为前进，则控制器控制左电机和右电机同时正转；若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器控制左电机和右电机同时反转；若遥控器发来的信息内容为快速前进，则控制器控制左电机和右电机同时增大转速；若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器控制左电机和右电机同时减小转速；若遥控器发来的信息内容为左转，则控制器控制左电机停转，右电机正转；若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器控制右电机停转，左电机正转；若遥控器发来的信息内容为擦玻璃功能，则控制器根据存储的擦玻璃路径算法控制左电机和右电机实现相应的轨迹运动；

步骤四：检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤二，若不正常，判断是否两节式履带爬壁机器人掉落，进行报警。

尽管已经对上述实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种两节式履带爬壁机器人，其特征在于包括车体、前车架、后车架、履带行走装置、左电机、右电机、充电器接口和蓄电池，所述履带行走装置有四个，分别为左前履带行走装置、右前履带行走装置、左后履带行走装置、右后履带行走装置，左前履带行走装置、右前履带行走装置分别安装在前车架左右两侧，左后履带行走装置、右后履带行走装置分别安装在后车架左右两侧，所述履带行走装置包括履带、履带支撑架、前驱动轮、后驱动轮，所述履带支撑架上设有滚动轮；所述车体安装在后车架内，并与前车架通过压紧弹簧连接，所述充电器接口、蓄电池安装在后车架内，所述充电器接口与所述蓄电池连接，所述左电机、右电机分别与所述蓄电池连接，由蓄电池提供电能。

2.根据权利要求1所述一种两节式履带爬壁机器人，其特征在于还包括控制装置，所述控制装置包括控制器、姿态传感器、无线遥控模块，所述无线遥控模块包括：无线接收器和遥控器；所述控制器、姿态传感器、无线接收器分别固定安装在前车架或后车架上，所述姿态传感器、无线接收器分别与控制器电路连接；所述左电机、右电机亦与控制器电连接，所述控制器与所述蓄电池连接，由蓄电池为整个控制装置提供电能。

3.根据权利要求1或2所述一种两节式履带爬壁机器人，其特征在于所述履带支撑架分别与前车架、后车架连接；所述左前履带行走装置、右前履带行走装置上的前驱动轮、后驱动轮与前车架通过支撑轴连接；所述左后履带行走装置、右后履带行走装置上的前驱动轮分别与左前履带行走装置、右前履带行走装置上的后驱动轮通过连接杆连接；所述左前履带行走装置、右前履带行走装置上的后驱动轮与前车架通过支撑轴连接；所述左后履带行走装置、右后履带行走装置上的后驱动轮分别安装在后车架的后横圆杆两端上。

4.根据权利要求3所述一种两节式履带爬壁机器人，其特征在于后车架前段设有左竖直支杆、右竖直支杆，所述左电机、右电机分别安装在左竖直支杆、右竖直支杆上。

5.根据权利要求1或2所述一种两节式履带爬壁机器人，其特征在于前车架的高度低于后车架。

6.根据权利要求2所述一种两节式履带爬壁机器人，其特征在于所述的姿态传感器包括陀螺仪传感器和加速度传感器。

7.根据权利要求6所述一种两节式履带爬壁机器人的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，初始化检测及设置，包括检测姿态传感器的值是否正常，若不正常则进行提示并等待其正常；

步骤二：等待遥控器发来的信息，处理遥控器发来的信息内容；

步骤三：若遥控器发来的信息内容为前进，则控制器控制左电机和右电机同时正转；若遥控器发来的信息内容为后退，则控制器控制左电机和右电机同时反转；若遥控器发来的信息内容为快速前进，则控制器控制左电机和右电机同时增大转速；若遥控器发来的信息内容为减速，则控制器控制左电机和右电机同时减小转速；若遥控器发来的信息内容为左转，则控制器控制左电机停转，右电机正转；若遥控器发来的信息内容为右转，则控制器控制右电机停转，左电机正转；若遥控器发来的信息内容为擦玻璃功能，则控制器根据存储的擦玻璃路径算法控制左电机和右电机实现相应的轨迹运动；

步骤四：检测姿态传感器的值是否正常，若正常返回步骤二，若不正常，判断是否两节式履带爬壁机器人掉落，进行报警。