CN205524553U - 一种新型爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型爬壁机器人，包括机器人底盘、机器人移动轮、机器人控制电路板、强力磁铁、电源；所述机器人底盘底面的四个方位上均安装机器人移动轮，所述机器人控制电路板、电源均安装在机器人底盘上表面，所述强力磁铁安装在机器人底盘底面；所述机器人移动伦包括强磁轮、固定件、电机、固定销、连接杆，所述固定件通过固定销与电机固定连接，所述强磁轮上设有四个连接孔，所述固定件通过连接杆与连接孔连接，所述电机与机器人控制电路板连接。本实用新型的一种新型爬壁机器人具有机械结构简单、吸附稳定可靠、运动控制系统灵活、适用于铁磁性材料壁面等特点。

Description

一种新型爬壁机器人

技术领域

本实用新型涉及移动机器人技术领域，尤其是关于一种新型爬壁机器人。

背景技术

随着科学技术和经济的飞速发展、人类生活品质的提高，现代企业对于工作效率和自动化水平的要求越来越高，现代社会对于人性化发展愈发重视。人类希望自己从危险、繁重、简单重复的劳动工作中脱离。有些工作由于其工作环境相当危险，会威胁到工作人员的生命安全，因此需要很完善的安全防护措施才行，而这类工作对于人类社会和经济的发展以及人们的日常生活等具有非常重要的意义，所以人们想到使用某种机器来替代其完成这类工作，这样就导致了机器人的诞生。

爬壁机器人是移动机器人的一个重要分支，属于一种特殊的机器人，其经历了一个漫长的发展过程，各种新的爬壁机器人技术都得到了快速的发展。由于爬壁机器人经常用于高难度和高危险性的工作环境中作业，所以其也被称为“极限作业机器人”。日本通产省为了专门研究这类机器人，用于例如火灾、地震、海洋、原子能等危险环境下的救援、维护和检测，提出了一项“极限作业机器人”国家研究计划，这项计划中包含了爬壁机器人的研究。1966年，日本大阪府立大学老师西亮成功研制出了第一台爬壁机器人。爬壁机器人集吸附技术和地面机器人技术于一体，可以稳稳的吸附于倒立、垂直壁面移动，如果再给其配备专门的设备装置，就可以用其来完成特定的工作，因此可使移动机器人的应用范围从地面向空中扩展。

爬壁机器人的应用前景相当广阔，目前其主要应用领域有以下几个方面： (1)石油化工企业：完成对大型的储油罐内外壁面进行探伤、喷漆防腐和除锈等工作；(2)核工业：完成对核废液储罐进行厚度检测、焊缝检查，核反应堆的检查等工作；(3)船舶行业：用于船舶壁面的清洗、除锈、喷涂和检测等；(4)侦察：用于反恐和军事侦察行动；(5)消防部门：完成救援和物资传送等工作；(6)建筑行业：完成高层建筑墙面清洗、清洁玻璃、安装瓷砖、喷涂等工作。但是现目前没有适用于铁磁性材料壁面的爬壁机器人。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种机械结构简单、吸附稳定可靠、运动控制系统灵活、适用于铁磁性材料壁面的新型爬壁机器人。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种新型爬壁机器人，包括机器人底盘、机器人移动轮、机器人控制电路板、强力磁铁、电源，所述电源与机器人控制电路板连接；

所述机器人底盘底面的四个方位上均安装机器人移动轮，所述机器人控制电路板、电源均安装在机器人底盘上表面，所述强力磁铁安装在机器人底盘底面；

所述机器人移动轮包括强磁轮、固定件、电机、固定销、连接杆，所述固定件通过固定销与电机固定连接，所述强磁轮上设有四个连接孔，所述固定件通过连接杆与连接孔连接，所述电机与机器人控制电路板连接。

进一步的是，所述强磁轮上设有橡胶轮胎。

进一步的是，所述强磁轮与橡胶轮胎之间填充防滑带。

进一步的是，所述电机为直流有刷电机。

进一步的是，所述电源为锂电池。

进一步的是，所述强力磁铁的个数为四个。

进一步的是，其特征在于，所述机器人底盘底面还设有加速度传感器、角速度传感器、鼠标，所述加速度传感器、角速度传感器、鼠标均与机器人控制电路板连接，所述机器人控制电路板上还设有无线接收模块。

进一步的是，所述鼠标位于底面正中心。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种新型爬壁机器人具有机械结构简单、吸附稳定可靠、运动控制系统灵活、适用于铁磁性材料壁面等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中所示：1-机器人底盘，2-强磁轮，3-固定件，4-电机，5-强力磁铁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型的一种新型爬壁机器人，包括机器人底盘1、机器人移动轮、机器人控制电路板、强力磁铁5、电源，所述电源与机器人控制电路板连接；所述机器人底盘1底面的四个方位上均安装机器人移动轮，所述机器人控制电路板、电源均安装在机器人底盘1上表面，所述强力磁铁5安装在机器人底盘1底面；所述机器人移动轮包括强磁轮2、固定件3、电机4、固定销、连接杆，所述固定件3通过固定销与电机4固定连接，所述强磁轮2上设有四个连接孔，所述固定件3通过连接杆与连接孔连接，所述电机4与机器人控制电路板连接。

上述机器人底盘1为铝板加工而成；强磁轮2为第三代永磁材料——汝铁硼，它具有体积小、重量轻和磁性强的特点，具有很高的性价比，在磁学界中被誉为磁王；强磁轮2为用强磁做成的轮子，可以保证强磁轮2与壁面始终接触，也增大了强磁轮2与壁面的摩擦力；由于电机轴与强磁轮2都比较光滑， 不便于固定，且强磁比较脆，难以实现过盈配合，所以增加了电机4与强磁的固定件3，将固定件3通过固定销与电机4固定在一起，再在强磁轮2上打四个孔，与固定件3固定在一起，实现电机4与强磁轮2的固定。

为了进一步增大吸附力，在机器人底盘1底面上又增加了四个强力磁铁5，最终的效果是在不加任何控制的情况下，机器人就能够吸附在壁面上不下滑，当电机4运动时，便能够带动机器人在壁面上运动。

强磁轮2是由圆形强磁加工而成，强磁外部比较光滑，所以在强磁轮2外部套上了橡胶轮胎，强磁轮2与橡胶轮胎之间填充防滑带，保证强磁与轮胎之间没有相对滑动。

电机可以为有刷电机和无刷电机，优选的实施方式是，所述电机4为直流有刷电机。有刷电机是相对于无刷电机而言的，它通过电刷和换向器产生一个与定子磁场相吸引的旋转磁场实现转动，电机的转速由输入的直流电压幅度决定，常用PWM技术来调节电机转速。有刷电机启动快，制动及时，可在大范围内平滑的调节转速，其控制电路也相对比较简单。

为了尽量减少机器人重量，本论文选择了航模锂电池，其具有重量小，容量大，放电电流大的特点，因此优选的实施方式是，所述电源为锂电池。

为了更方便控制机器人的移动，优选的实施方式是，所述机器人底盘1底面还设有加速度传感器、角速度传感器、鼠标，所述加速度传感器、角速度传感器、鼠标均与机器人控制电路板连接，所述机器人控制电路板上还设有无线接收模块。所述鼠标位于底面正中心。这样加速度传感器、角速度传感器、鼠标检测到的数据反馈到机器人控制电路板，机器人控制电路板再控制电机4带动机器人移动。

Claims (8)

1.一种新型爬壁机器人，其特征在于，包括机器人底盘(1)、机器人移动轮、机器人控制电路板、强力磁铁(5)、电源，所述电源与机器人控制电路板连接；

所述机器人底盘(1)底面的四个方位上均安装机器人移动轮，所述机器人控制电路板、电源均安装在机器人底盘(1)上表面，所述强力磁铁(5)安装在机器人底盘(1)底面；

所述机器人移动轮包括强磁轮(2)、固定件(3)、电机(4)、固定销、连接杆，所述固定件(3)通过固定销与电机(4)固定连接，所述强磁轮(2)上设有四个连接孔，所述固定件(3)通过连接杆与连接孔连接，所述电机(4)与机器人控制电路板连接。

2.根据权利要求1所述的一种新型爬壁机器人，其特征在于，所述强磁轮(2)上设有橡胶轮胎。

3.根据权利要求2所述的一种新型爬壁机器人，其特征在于，所述强磁轮(2)与橡胶轮胎之间填充防滑带。

4.根据权利要求3所述的一种新型爬壁机器人，其特征在于，所述电机(4)为直流有刷电机。

5.根据权利要求4所述的一种新型爬壁机器人，其特征在于，所述电源为锂电池。

6.根据权利要求4所述的一种新型爬壁机器人，其特征在于，所述强力磁铁(5)的个数为四个。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种新型爬壁机器人，其特征在于，所述机器人底盘(1)底面还设有加速度传感器、角速度传感器、鼠标，所述加速度传感器、角速度传感器、鼠标均与机器人控制电路板连接，所述机器人控 制电路板上还设有无线接收模块。

8.根据权利要求7所述的一种新型爬壁机器人，其特征在于，所述鼠标位于底面正中心。