CN113844564B - 一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，包括支撑车架，所述支撑车架包括前主体梁、后主体梁、连接关节；所述支撑车架左右两侧分别设有两套分体柔性履带行走机构，每个所述分体柔性履带行走机构相对于支撑车架有两个互相垂直的转动自由度；所述支撑车架前端左右两侧分别设有壁面过渡磁轮装置，所述壁面壁面过渡磁轮装置包括与所述支撑车架固定连接的数字舵机，所述数字舵机连接舵机盘，所述舵机盘连接磁轮内侧支撑板，越障磁轮通过销连接在所述磁轮内侧支撑板与磁轮外侧支撑板之间；在复杂的变曲率导磁壁面上具有良好的自适应的能力，具有良好的负载能力和运动灵活性，并且能够实现在内外直角不同的壁面进行转换功能。

Description

一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人

技术领域

本发明涉及到爬壁机器人技术领域，具体涉及到一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人。

背景技术

每一年都有大量的关于高空作业遇难的新闻，悲剧无时无刻不在发生。爬壁机器人是机器人领域中的一个重要分支，是将吸附技术与机器人移动功能相融合的一中特种机器人，可以在垂直壁面上灵活移动，代替工人在极限条件下完成各种作业任务。

爬壁机器人的吸附方式主要有负压吸附、正压推进、仿生吸附和磁力吸附等。负压吸附不受工作条件和工作介质限制，但是当吸附壁面有裂纹或较为粗糙时，容易发生漏气具有坠落风险。正压推进对于机器人体积以及重量要求苛刻，仿生吸附是利用各种物体接触面之间的分子力进行吸附，但是负载很小，并且由于结构较为精巧不适合用作工业场景。永磁吸附式爬壁机器人由于磁吸附力稳定可靠，而且无需给吸附机构提供额外的能源，从而被广泛地应用在壁面为导磁材料的作业环境下。

爬壁机器人较多采用轮式和履带式移动机构。履带式移动机构是轮式移动机构的拓展，履带本身起着给车轮连续铺路的作用。轮式运动效率高、结构简单、控制方便。履带式机构越野机动性好，爬坡、越沟等性能均优于轮式移动机构。现有的磁力吸附型机器人，体积较大、笨重，无法适应狭小空间壁面的爬行，且吸附力不足，不具有越障功能，无法适应各种凹凸不平等复杂壁面。

在工业场景运用中，壁面多为不规则的形状，像船舶、石油化工储罐以及风电塔筒领域，其表面形貌凹凸不平，且曲率变化范围较大。对于在这类表面运行的磁吸附爬壁机器人，其吸附装置和导磁壁面之间的气隙会发生变化，导致磁吸附力不稳定，大大影响爬壁机器人的负载能力。由于导磁壁面的形状不规则，凹凸不平，也会对爬壁机器人的运动性能产生影响，因此，对于在复杂的多种立面导磁壁面上运行的爬壁机器人，在要求其具有强负载能力、良好的运动灵活性的同时，还要对不同的导磁壁面具有较好的自适应能力。为保证爬壁机器人在工作负载下，能稳定地在变曲率导磁壁面上吸附爬行，不会发生诸如下滑、坠落等吸附失效的状况。因此，展开多种立面自适应的研究，保证爬壁机器人在错综复杂的不平整的壁面进行全方位的移动。在恶劣的工作环境下，并非是一直在一个壁面上进行工作，可能会遇到在顶棚等场景也需要进行作业，因此实现爬壁机器人的过渡壁面功能也是十分必要的。由于壁面过渡功能实现起来较为复杂，所以相关研究还比较少，更没有成熟的产品问世。通过对两段结构之间夹角的变化，提高了壁面过渡功能的可靠性，并能够实现壁面过渡。

如现有技术申请号为CN201910447028.2的中国发明专利于2019年07月12日公开了一种具有变曲率自适应能力的爬壁机器人，包括机架以及设置在机架两侧的一对履带行走模块，所述履带行走模块通过连接关节与机架连接，使每个履带行走模块相对于机架有两个互为垂直的转动自由度。履带行走模块包括永磁吸附板，永磁吸附板与行走支撑轮绕摇摆轴的轴线方向有一转动自由度，所述爬壁机器人在变曲率导磁壁面上移动时，上述三个自由度使履带通过永磁吸附板与行走支撑轮贴紧导磁壁面，使得爬壁机器人的永磁吸附板可以根据所行走的导磁壁面状况自动调节其自身的姿态，保证了每个永磁吸附板和导磁壁面之间的工作气隙变化在允许范围内，保证了爬壁机器人在变曲率导磁面上的可靠行走，同时还具备行走的灵活性。

如现有技术申请号为CN202010886875.1的中国发明专利于2020年12月01日公开了一种单自由度柱面攀爬机器人，涉及一种单自由度柱面攀爬机器人，包括躯干组件、磁吸附组件、改变磁吸附组件磁力大小的末端驱动组件、用于改变多组磁吸附单元之间夹角的摆转组件，躯干组件包括第一电机及两组第一连杆，两组第一连杆的一端分别连接于第一电机的两输出端，两组第一连杆的另一端均与第二连杆铰接，第二连杆连接有基座；磁吸附单元包括径向充磁的磁芯及若干组环绕于磁芯外周的永磁铁，若干永磁铁顺次异极相接；末端驱动组件安装于基座，磁芯通过万向节连接于末端驱动组件的输出轴，摆转组件连接于磁吸附组件与基座之间。

现有的爬壁机器人至少存在以下几个方面的缺陷中的一个：(1)运动灵活性好，但负载能力不强，典型的如磁轮式爬壁机器人；(2)负载能力强，但运动灵活性差，典型的如履带式磁吸附爬壁机器人，其转向能力差，转弯半经大；(3)对表面形貌复杂、曲率半经较小、曲率变化范围较大的复杂空间曲面的适应性差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，在复杂的变曲率导磁壁面上具有良好的自适应的能力，具有良好的负载能力和运动灵活性，并且能够实现在内外直角不同的壁面进行转换功能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，包括支撑车架，所述支撑车架包括前主体梁以及与所述前主体梁通过前后梁连接关节相连接的后主体梁，所述前主体梁与所述后主体梁均对称连接有一对连接关节；

所述支撑车架左右两侧分别设有两套分体柔性履带行走机构，所述分体柔性履带行走机构通过所述连接关节与支撑车架相连，每个所述分体柔性履带行走机构相对于支撑车架有两个互相垂直的转动自由度；

所述支撑车架前端左右两侧分别设有壁面过渡磁轮装置，所述壁面过渡磁轮装置包括与所述支撑车架固定连接的数字舵机，所述数字舵机连接舵机盘，磁轮内侧支撑板通过与舵机盘通过圆周螺钉紧固，越障磁轮通过销连接在所述磁轮内侧支撑板与磁轮外侧支撑板之间。

其中，壁面过渡磁轮装置用于辅助机器人的壁面过渡动作，壁面过渡磁轮装置向前外凸伸出支撑车架之外，通过调整其角度以实现壁面接触从而引导整个机器人向前行进。

具体的，通过给数字舵机信号以控制壁面过渡磁轮装置的抬升以及降低，抬升不同的角度，以适应不同的壁面情况，以方便整体机器人的越障或者是壁面过渡，工作时壁面过渡磁轮装置与要过渡的导磁壁面磁性贴合。

在一些实施例中，所述分体柔性履带行走机构包括履带磁吸附装置、与所述履带磁吸附装置固定连接的连接侧板，所述连接侧板与所述连接关节固定连接；

所述履带磁吸附装置包括履带，所述履带啮合连接有主动轮与从动轮，所述履带上设有若干个永磁体；所述主动轮通过前轮支架与所述连接侧板连接，所述从动轮通过后轮支架与所述连接侧板连接。

通过设置永磁体与导磁壁面磁性吸附，从而将整个机器人吸附在导磁壁面上，通过驱动主动轮转动，从而带动履带运行，进而带动整个机器人行进。

在一些实施例中，所述主动轮的前轮支架连接有电机模块，所述从动轮的后轮支架连接有履带张紧装置，所述履带张紧装置包括固定于所述连接侧板内侧的挡块，所述挡块螺纹连接有张紧螺栓，所述张紧螺栓的一端连接有张紧块，所述张紧块通过两个导向螺栓与后轮支架固定，所述连接侧板上设有用于所述导向螺栓穿过的导向槽。

具体的，张紧螺栓沿前后方向延伸，张紧块在靠近挡块的一端开有螺纹孔，张紧螺栓的杆部旋入至螺纹孔中，导向螺栓沿左右方向延伸，导向槽为沿前后方向延伸的条形槽，导向槽用于对两个导向螺栓的前后移动进行限位导向，通过转动张紧螺栓，张紧螺栓便会带动张紧块前后移动，从而带动从动轮的后轮支架的前后移动，实现对履带的张紧力的调整。

其中，从动轮左右两端分别设有安装轴，外端的安装轴通过轴承转动安装在后轮支架上，内端的安装轴穿过连接侧板上的避让长槽后通过轴承转动安装在张紧块上。

在一些实施例中，所述永磁体中心开有穿孔，所述永磁体外侧设有海绵垫片，所述履带上开有安装孔，设有紧固螺栓依次穿过海绵垫片、永磁体的穿孔以及履带的安装孔后连接旋紧避让螺母。

所述主动轮与所述从动轮之间设有用于所述避让螺母的环形避让槽。

在一些实施例中，所述电机模块包括有刷直流电机、行星轮减速器和减速器法兰，所述减速器法兰与所述连接侧板连接，所述行星轮减速器的输出轴与所述主动轮连接。

在一些实施例中，所述连接关节包括互为垂直的第一转轴和第二转轴，所述第二转轴绕第一转轴转动，所述连接侧板连接在第二转轴的连接侧板轴承座上。

在一些实施例中，所述前后梁连接关节通过轴基座与所述前主体梁连接，所述前后梁连接关节通过转轴以及轴套连接前后梁连接螺栓，所述后主体梁端面有与所述前后梁连接螺栓配合的螺纹孔。

在一些实施例中，包括对称固定在机器人后端的两侧的两个自适应万向磁轮组件，每个所述自适应万向磁轮组件均包括：轮架、万向磁轮、四个压缩弹簧、四个自适应导柱、连接侧板轮架、轮安装板以及调节螺丝；所述连接侧板轮架通过螺钉固定在所述连接侧板上，所述轮架同样通过螺钉与连接侧板轮架相连，所述压缩弹簧套在所述自适应导柱外侧，所述自适应导柱的一端与所述轮安装板螺接固定，另一端穿过所述轮架的通孔，所述调节螺丝与所述自适应导柱上端外螺纹连接。

自适应万向磁轮组件用于在壁面行进过程中以保证整体机器人不会发生倾覆坠落现象，并且能提供一定的磁吸附力。

在一些实施例中，所述前主体梁上安装有检测装置和电器盒本体，所述检测装置包括摄像头和摄像头支架，所述摄像头支架与所述电器盒本体扣合紧固在所述前主体梁上，所述电器盒本体包括开关电源、电源模块以及信号传输装置。

在所述前主体梁和后主梁均安装有车架支撑结构；所述车架支撑结构包括了牛眼轮支撑架与牛眼轮，牛眼轮支撑架为U型槽状，在槽两侧设有槽向长槽孔，在长槽孔上安装有牛眼轮。

工作过程，由有刷直流电机驱动主动轮转动，在履带的带动下，从动轮随动，从而带动履带运行，实现机器人的前进或后退；通过控制两个主动轮的转速不同，即可实现机器人的转弯动作；在此过程中，机器人可以在直角区域借助壁面过渡磁轮装置进行壁面的转换，通过控制数字舵机进行抬升壁面过渡磁轮装置3从而带动整体机器人的爬升，同时可以补偿履带磁吸附装置的磁吸附力，从而防止机器人的机体直接刚性碰撞导致的机器人损坏或掉落，保证了机器人运行的安全稳定性，且支撑车架前端设有检测装置，可对前方壁面进行检测，作为机器人运行轨迹的参照依据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，本发明的爬壁机器人采用对称式的结构，前后两边各有分体柔性履带行走机构，在履带上设置多个永磁体，通过履带上的多个永磁体与导磁壁面进行磁性吸附，在整体机器人的前端设置有壁面过渡磁轮装置，既能实现越障功能、又能加强与导磁壁面之间的磁性吸附力，提高了整个机器人的吸附能力，防止机器人因吸附力不足而导致的脱落现象，在不同粗糙度的导磁壁面均能实现机器人稳定可靠的吸附，并且成功进行壁面的转换，且整个机器人由于不需要额外对磁吸附履带式运动机构添加动力源，因此能实现小型化、轻量化设计，整体结构布局紧凑、不占用空间，即使是在狭小的空间内也能实现正常作业，例如在风电塔筒清洗与叶片检测、化工罐体清洁与探伤、船舶除锈与水下附件物去除以及管道检测与探伤等工业场景都能适用；

2、本发明提供的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其设置的履带张紧装置，可对履带的张紧力进行调整，从而可适应平直壁面或弯曲壁面等各种复杂壁面的情况，适用范围非常广，且只需转动张紧螺栓，即可实现张紧力的大小调整，操作过程方便快捷；

3、本发明提供的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其磁吸附履带式运动机构、壁面过渡磁轮装置、履带张紧装置等均为独立的模块化单元，当某一个单元出现故障时，仅需替换单个单元，维修方便、节省成本；

4、本发明提供的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其磁吸附履带式运动机构中，永磁体通过紧固螺栓可拆卸安装在履带上，可根据需要调整永磁体的数量，从而调整吸附磁力的大小，以适应不同粗糙度的壁面。且在永磁体外侧设有海绵垫片，一方面可以对整体机器人起到缓冲的作用，另一方面可以防止永磁体因为碰撞而碎裂，有效保护永磁体；

5、本发明提供的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，每个分体柔性履带行走机构相对于支撑车架都设计了两个互为垂直的转动自由度，使爬壁机器人的永磁吸附可以根据索性走的导磁壁面状况自动调节其自身的姿态，保证了每个分头柔性履带行走机构和导磁壁面之间的工作气隙变化在允许范围内，使得磁吸附力恒定，保证爬壁机器人不会因为磁吸附力骤然变小而下滑、坠落，同时恒定的磁吸附力也为履带行走模块的行走提供了必要的摩擦力，避免了履带行走模块因摩擦力不足而造成的履带打滑，不能行走情况的发生；

6、本发明的爬壁机器人在复杂的变曲率导磁壁面上具有良好的自适应的能力，具有良好的负载能力和运动灵活性，并且能够实现在内外直角不同的壁面进行转换功能。

附图说明

图1为本发明一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人的立体图；

图2为本发明支撑车架的立体图；

图3为本发明分体柔性履带行走机构的立体图；

图4为本发明壁面过渡磁轮装置的立体图；

图5为本发明自适应万向磁轮组件的立体图；

图6为本发明自连接关节的立体图；

图7为本发明履带磁吸附装置的立体图；

图8为本发明履带上的永磁体的立体图；

图9为本发明从动轮和前轮支架的立体图；

图10为本发明主动轮和后轮支架的立体图；

图中：1、支撑车架；2、分体柔性履带行走机构；3、壁面过渡磁轮装置；4、履带张紧装置；5、检测装置；51、摄像头；52、摄像头支架；53、电器盒本体；531、开关电源； 532、电源模块；533、信号传输装置；6、自适应万向磁轮组件；61、轮架；62、连接侧板轮架；63、万向磁轮；64、压缩弹簧；65、自适应导柱；66、轮安装板；67、调节螺丝； 11、前主体梁；12、连接关节；13、车架支撑结构；122、第一转轴；123、第二转轴；125、连接侧板轴承座；14、前后梁连接关节；15、后主体梁；21、连接侧板；22、履带磁吸附装置；221、履带；222、主动轮；223、从动轮；224、环形避让槽；225、永磁体；226、海绵垫片；23、电机模块；231、有刷直流电机；232、行星轮减速器；233、减速器法兰； 24、前轮支架；25、后轮支架；31、数字舵机；32、舵机盘；33、越障磁轮；34、磁轮内侧支撑板；35、磁轮外侧支撑板；41、挡块；42、张紧块；43、张紧螺栓；44、导向螺栓；45、导向槽；46、安装轴；48、紧固螺栓；49、避让螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为均基于本申请机器人前进方向的相对位置，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。

如图1至图10所示，一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，包括支撑车架1，所述支撑车架1包括前主体梁11以及与所述前主体梁11通过前后梁连接关节14相连接的后主体梁15，所述前主体梁11与所述后主体梁15均对称连接有一对连接关节12；

所述支撑车架1左右两侧分别设有两套分体柔性履带行走机构2，所述分体柔性履带行走机构2通过所述连接关节12与支撑车架1相连，每个所述分体柔性履带行走机构2 相对于支撑车架1有两个互相垂直的转动自由度；

所述支撑车架1前端左右两侧分别设有壁面过渡磁轮装置3，所述壁面过渡磁轮装置3包括与所述支撑车架1固定连接的数字舵机31，所述数字舵机31连接舵机盘32，磁轮内侧支撑板34通过与舵机盘32通过圆周螺钉紧固，越障磁轮33通过销连接在所述磁轮内侧支撑板34与磁轮外侧支撑板35之间。

其中，壁面过渡磁轮装置3用于辅助机器人的壁面过渡动作，壁面过渡磁轮装置3向前外凸伸出支撑车架1之外，通过调整其角度以实现壁面接触从而引导整个机器人向前行进。

具体的，通过给数字舵机31信号以控制壁面过渡磁轮装置3的抬升以及降低，抬升不同的角度，以适应不同的壁面情况，以方便整体机器人的越障或者是壁面过渡，工作时壁面过渡磁轮装置3与要过渡的导磁壁面磁性贴合。

在一些实施例中，所述分体柔性履带行走机构2包括履带磁吸附装置22、与所述履带磁吸附装置22固定连接的连接侧板21，所述连接侧板21与所述连接关节12固定连接；

所述履带磁吸附装置22包括履带221，所述履带221啮合连接有主动轮222与从动轮 223，所述履带221上设有若干个永磁体225；所述主动轮222通过前轮支架24与所述连接侧板21连接，所述从动轮223通过后轮支架25与所述连接侧板21连接。

通过设置永磁体225与导磁壁面磁性吸附，从而将整个机器人吸附在导磁壁面上，通过驱动主动轮222转动，从而带动履带221运行，进而带动整个机器人行进。

在一些实施例中，所述主动轮222的前轮支架24连接有电机模块23，所述从动轮223 的后轮支架25连接有履带张紧装置4，所述履带张紧装置4包括固定于所述连接侧板21内侧的挡块41，所述挡块41螺纹连接有张紧螺栓43，所述张紧螺栓43的一端连接有张紧块42，所述张紧块42通过两个导向螺栓44与后轮支架25固定，所述连接侧板21上设有用于所述导向螺栓44穿过的导向槽45。

具体的，张紧螺栓43沿前后方向延伸，张紧块42在靠近挡块41的一端开有螺纹孔，张紧螺栓43的杆部旋入至螺纹孔中，导向螺栓44沿左右方向延伸，导向槽45为沿前后方向延伸的条形槽，导向槽45用于对两个导向螺栓44的前后移动进行限位导向，通过转动张紧螺栓43，张紧螺栓43便会带动张紧块42前后移动，从而带动从动轮223的后轮支架25的前后移动，实现对履带221的张紧力的调整。

其中，从动轮223左右两端分别设有安装轴46，外端的安装轴46通过轴承转动安装在后轮支架25上，内端的安装轴46穿过连接侧板21上的避让长槽后通过轴承转动安装在张紧块42上。

在一些实施例中，所述永磁体225中心开有穿孔，所述永磁体225外侧设有海绵垫片 226，所述履带221上开有安装孔，设有紧固螺栓48依次穿过海绵垫片226、永磁体225 的穿孔以及履带221的安装孔后连接旋紧避让螺母49。

所述主动轮222与所述从动轮223之间设有用于所述避让螺母49的环形避让槽224。

在一些实施例中，所述电机模块23包括有刷直流电机231、行星轮减速器232和减速器法兰233，所述减速器法兰233与所述连接侧板21连接，所述行星轮减速器232的输出轴与所述主动轮222连接。

在一些实施例中，所述连接关节12包括互为垂直的第一转轴122和第二转轴123，所述第二转轴123绕第一转轴122转动，所述连接侧板21连接在第二转轴123的连接侧板轴承座125上。

在一些实施例中，所述前后梁连接关节14通过轴基座与所述前主体梁11连接，所述前后梁连接关节14通过转轴以及轴套连接前后梁连接螺栓，所述后主体梁15端面有与所述前后梁连接螺栓配合的螺纹孔。

在一些实施例中，包括对称固定在机器人后端的两侧的两个自适应万向磁轮组件6，每个所述自适应万向磁轮组件6均包括：轮架61、万向磁轮63、四个压缩弹簧64、四个自适应导柱65、连接侧板轮架62、轮安装板66以及调节螺丝67；所述连接侧板轮架62 通过螺钉固定在所述连接侧板21上，所述轮架61同样通过螺钉与连接侧板轮架62相连，所述压缩弹簧套在所述自适应导柱65外侧，所述自适应导柱65的一端与所述轮安装板66 螺接固定，另一端穿过所述轮架61的通孔，所述调节螺丝67与所述自适应导柱65上端外螺纹连接。

自适应万向磁轮组件6用于在壁面行进过程中以保证整体机器人不会发生倾覆坠落现象，并且能提供一定的磁吸附力。

在一些实施例中，所述前主体梁11上安装有检测装置5和电器盒本体53，所述检测装置5包括摄像头51和摄像头支架52，所述摄像头支架52与所述电器盒本体53扣合紧固在所述前主体梁11上，所述电器盒本体53包括开关电源531、电源模块532以及信号传输装置533。

在所述前主体梁11和后主梁15均安装有车架支撑结构13；所述车架支撑结构13包括了牛眼轮支撑架与牛眼轮，牛眼轮支撑架为U型槽状，在槽两侧设有槽向长槽孔，在长槽孔上安装有牛眼轮。

工作过程，由有刷直流电机231驱动主动轮222转动，在履带221的带动下，从动轮223随动，从而带动履带221运行，实现机器人的前进或后退；通过控制两个主动轮222 的转速不同，即可实现机器人的转弯动作；在此过程中，机器人可以在直角区域借助壁面过渡磁轮装置3进行壁面的转换，通过控制数字舵机31进行抬升壁面过渡磁轮装置3从而带动整体机器人的爬升，同时可以补偿履带磁吸附装置22的磁吸附力，从而防止机器人的机体直接刚性碰撞导致的机器人损坏或掉落，保证了机器人运行的安全稳定性，且支撑车架1前端设有检测装置5，可对前方壁面进行检测，作为机器人运行轨迹的参照依据。

具体的，履带221表面设置有多个永磁体225，通过永磁体225与导磁壁面磁性吸附，从而将整个机器人吸附在导磁壁面上，通过驱动机构驱动主动轮222转动，从而带动履带 221运行。同时能够自动适应不同曲率的壁面或者不同环境的直立平面，所述爬壁机器人在变曲率导磁壁面上移动时，上述四个分体柔性履带行走机构2在壁面上通过磁吸附力与车架支撑结构13贴紧导磁壁面，使得爬壁机器人的永磁体225可以根据所行走的导磁壁面状况自动调节其自身的姿态，同时壁面过渡磁轮装置3能通过舵机带动实时调节角度，辅助机器人在内直角以及外直角进行过渡，并且在壁面工作时，通过抬升以及降低磁轮高度以确保机器人的磁吸附力能够保证爬壁机器人在变曲率导磁面上的可靠行走，然后通过摄像头装置开展壁面的检测工作，同时还具备行走的灵活性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，包括支撑车架(1)，所述支撑车架(1)包括前主体梁(11)以及与所述前主体梁(11)通过前后梁连接关节(14)相连接的后主体梁(15)，所述前主体梁(11)与所述后主体梁(15)均对称连接有一对连接关节(12)；

所述支撑车架(1)左右两侧分别设有两套分体柔性履带行走机构(2)，所述分体柔性履带行走机构(2)通过所述连接关节(12)与所述支撑车架(1)相连，每个所述分体柔性履带行走机构(2)相对于支撑车架(1)有两个互相垂直的转动自由度；

所述支撑车架(1)前端左右两侧分别设有壁面过渡磁轮装置(3)，所述壁面过渡磁轮装置(3)包括与所述支撑车架(1)固定连接的数字舵机(31)，所述数字舵机(31)连接舵机盘(32)，所述舵机盘(32)连接磁轮内侧支撑板(34)，越障磁轮(33)通过销连接在所述磁轮内侧支撑板(34)与磁轮外侧支撑板(35)之间；

所述分体柔性履带行走机构(2)包括履带磁吸附装置(22)、与所述履带磁吸附装置(22)固定连接的连接侧板(21)，所述连接侧板(21)与所述连接关节(12)固定连接；

所述履带磁吸附装置(22)包括履带(221)，所述履带(221)啮合连接有主动轮(222)与从动轮(223)，所述履带(221)上设有若干个永磁体(225)；所述主动轮(222)通过前轮支架(24)与所述连接侧板(21)连接，所述从动轮(223)通过后轮支架(25)与所述连接侧板(21)连接。

2.根据权利要求1所述的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述主动轮(222)的前轮支架(24)连接有电机模块(23)，所述从动轮(223)的后轮支架(25)连接有履带张紧装置(4)，所述履带张紧装置(4)包括固定于所述连接侧板(21)内侧的挡块(41)，所述挡块(41)螺纹连接有张紧螺栓(43)，所述张紧螺栓(43)的一端连接有张紧块(42)，所述张紧块(42)通过两个导向螺栓(44)与后轮支架(25)固定，所述连接侧板(21)上设有用于所述导向螺栓(44)穿过的导向槽(45)。

3.根据权利要求1所述的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述永磁体(225)中心开有穿孔，所述永磁体(225)外侧设有海绵垫片(226)，所述履带(221)上开有安装孔，设有紧固螺栓(48)依次穿过海绵垫片(226)、永磁体(225)的穿孔以及履带(221)的安装孔后连接旋紧避让螺母(49)。

4.根据权利要求3所述的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述主动轮(222)与所述从动轮(223)之间设有用于所述避让螺母(49)的环形避让槽(224)。

5.根据权利要求2所述的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述电机模块(23)包括有刷直流电机(231)、行星轮减速器(232)和减速器法兰(233)，所述减速器法兰(233)与所述连接侧板(21)连接，所述行星轮减速器(232)的输出轴与所述主动轮(222)连接。

6.根据权利要求1所述的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述连接关节(12)包括互为垂直的第一转轴(122)和第二转轴(123)，所述第二转轴(123)绕第一转轴(122)转动，所述连接侧板(21)连接在第二转轴(123)的连接侧板轴承座(125)上。

7.根据权利要求1所述的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述前后梁连接关节(14)通过轴基座(141)与所述前主体梁(11)连接，所述前后梁连接关节(14)通过转轴(142)以及轴套(144)连接前后梁连接螺栓(143)，所述后主体梁(15)端面有与所述前后梁连接螺栓(143)配合的螺纹孔。

8.根据权利要求1所述的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，包括对称固定在机器人后端的两侧的两个自适应万向磁轮组件(6)，每个所述自适应万向磁轮组件(6)均包括：轮架(61)、万向磁轮(63)、四个压缩弹簧(64)、四个自适应导柱(65)、连接侧板轮架(62)、轮安装板(66)以及调节螺丝(67)；所述连接侧板轮架(62)通过螺钉固定在所述连接侧板(21)上，所述轮架(61)同样通过螺钉与连接侧板轮架(62)相连，所述压缩弹簧套在所述自适应导柱(65)外侧，所述自适应导柱(65)的一端与所述轮安装板(66)螺接固定，另一端穿过所述轮架(61)的通孔，所述调节螺丝(67)与所述自适应导柱(65)上端外螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的一种适应多种立面的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述前主体梁(11)上安装有检测装置(5)和电器盒本体(53)，所述检测装置(5)包括摄像头(51)和摄像头支架(52)，所述摄像头支架(52)与所述电器盒本体(53)扣合紧固在所述前主体梁(11)上，所述电器盒本体(53)包括开关电源(531)、电源模块(532)以及信号传输装置(533)。

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