CN209142270U - 一种爬壁车以及爬壁车使用的交通系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种爬壁车以及爬壁车使用的交通系统。本实用新型所述的爬壁车包括：车体、至少两个履带驱动装置、永磁体、电磁体、摄像头、无线传输模块、充电电池以及控制系统；两个所述履带驱动装置分别设置在所述车体的两侧，所述永磁体设置在所述履带驱动装置上，所述电磁体和所述永磁体分别设置在所述车体底部，所述充电电池设置在所述车体内，所述履带驱动装置、所述电磁体以及所述控制系统分别与所述充电电池电连接，所述履带驱动装置与所述控制系统电连接；所述摄像头设置在所述车体的一端，并与所述控制系统电连接。本实用新型所述的爬壁车以及爬壁车使用的交通系统具有能够爬墙壁的优点。

Description

一种爬壁车以及爬壁车使用的交通系统

技术领域

本实用新型涉及车辆及其交通装置，特别是涉及一种爬壁车以及爬壁车使用的交通系统。

背景技术

高楼火灾时，电梯通常不能使用，而逃生通道如果进入浓烟也无法使用，水炮射程和消防云梯上升高度均有限。此时，如何将消防工具和逃生工具及时送达被困者所在楼层或房间，消防人员如何快速接近火场，灭火救人，被困者如何快速逃生。如何不进去建筑物的楼道或电梯，就能够进行灭火救人、垃圾收集、送餐送饭、快递投送。采用无人机或直升机，因为机翼旋转起来，翼展覆盖面积大，难以控制与建筑物之间的距离，机翼容易碰触建筑物，难以发挥作用。此外，高空作业领域，例如高层建筑物的外墙、玻璃幕墙、门窗玻璃的清洗，通常采用绳索悬吊环卫工人作业，操作复杂，效率低。并且，一般的磁吸式爬壁车或爬壁机器人因为吸附力有限，只能吸附在铁质金属壁上运行，若铁质金属壁的外部包裹有非磁性物质，例如混凝土墙壁，现有的磁吸式爬壁车因磁吸能力有限而无法正常运行。因此，现有技术中还没有一种能够解决既能够沿着墙壁升降，又能够承受重量的工具。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种爬壁车以及爬壁车使用的交通系统，其具有能够爬墙壁且能承重的优点。

一种爬壁车，包括车体、至少两个履带驱动装置、永磁体、电磁体、摄像头、无线传输模块、充电电池以及控制系统；

两个所述履带驱动装置分别设置在所述车体的两侧，所述永磁体设置在所述履带驱动装置上，所述电磁体和所述永磁体分别设置在所述车体底部，所述充电电池设置在所述车体内，所述履带驱动装置、所述电磁体以及所述控制系统分别与所述充电电池电连接，所述履带驱动装置与所述控制系统电连接；

所述摄像头设置在所述车体的一端，并与所述控制系统电连接；

所述无线传输模块设置在所述车体内，所述摄像头与所述无线传输模块电连接，所述控制系统与所述无线传输模块无线传输通信。

本实用新型所述的爬壁车，充分利用建筑物的钢筋混凝土内部的钢筋，能够实现在建筑物墙面上进行自由移动并完成各种任务。本实用新型的爬壁车通过采用电磁体，使爬壁车具有超强的吸附力，能够吸附在钢筋混凝土墙壁、金属防盗网上或者在金属轨道上，既能够爬壁又能够越障，可以广泛应用于高楼火灾的灭火救人、垃圾收集、送餐送饭、快递投送、高层建筑物清洗等领域。

通过电磁体，爬壁车能够吸附钢筋混凝土内部的钢筋，将电磁体和永磁体巧妙结合，能够进一步加强该爬壁车与墙壁内部钢筋之间的吸附力，防止该爬壁车与墙壁脱离。此外，电磁体能够通过调节电流的大小来调节吸附力的大小，并可根据钢筋混凝土内部钢筋的不同结构和布局。摄像头用于提取环境中的物体轮廓形象，并将物体轮廓传输到控制系统，控制系统再控制爬壁车作出反应。充电电池为爬壁车提供电能，无线传输模块提供爬壁车与地面的无线数据传输，以及爬壁车内部元器件之间的无线数据传输，从而达到遥控的目的，摄像头可以通过无线输送的方式将数据传输至控制系统和地面。

进一步地，还包括太阳能电池板，该太阳能电池板铺设在所述车体的表面，该太阳能电池板与所述充电电池电连接。太阳能电池板接收并转化太阳能，然后输送到充电电池内。

进一步地，还包括电源连接线和插头，该电源连接线一端与所述充电电池电连接，另一端与所述插头连接。插头方便外接电源，电源连接线能够保证电能的充足，而且能够为电磁体提供足够的电能，从而保证爬壁车的吸附效果。

进一步地，包括四个所述履带驱动装置，其中的两个所述履带驱动装置设置在所述车体的同一侧，另两个所述履带驱动装置设置在所述车体的另一侧。通过设置四个履带驱动装置，能够实现爬壁车的运动，而且四个履带驱动装置相互之间是独立运行的，互相不影响，这样就可以实现转向、越过障碍的功能。

进一步地，所述履带驱动装置包括履带架、驱动器、主动轮、托链轮、磁性履带、多个支重轮、导向轮以及张紧机构，所述履带架固定在所述车体的侧面，所述主动轮设置在所述履带架的前端，所述驱动器与所述主动轮连接并驱动所述主动轮转动，所述支重轮设置在所述履带架的底部，所述托链轮设置在所述履带架上，且所述磁性履带限位在所述托链轮上；所述张紧机构设置在所述履带架的末端，所述导向轮与所述张紧机构的末端连接，所述磁性履带依次环绕所述主动轮、所述支重轮以及所述导向轮，所述张紧机构推动所述导向轮张紧所述磁性履带；所述永磁体设置在所述磁性履带上。

进一步地，多个所述永磁体和多个所述电磁体均呈海尔贝克阵列的形式排布在所述车体底部。海尔贝克阵列(Halbach Array)是一种磁体结构，是工程上的近似理想结构，目标是用最少量的磁体产生最强的磁场。这样的磁体排布方式，能够提高磁体带来的磁吸效果。

进一步地，还包括扬声器和对讲机，所述扬声器和所述对讲机分别设置在所述车体上，所述扬声器与所述控制系统电连接。扬声器用于扩音，方便从爬壁车目标喊话，而对讲机用于爬壁车与地面的对讲，实时交互。

一种爬壁车使用的交通系统，包括上述所述的爬壁车和交通轨道；所述交通轨道内有磁性金属结构，所述爬壁车的所述磁性履带、所述车体上的永磁体以及电磁体与所述交通轨道磁吸；

或者所述交通轨道内有磁斥性金属结构，所述爬壁车的所述磁性履带、所述车体上的永磁体以及电磁体与所述交通轨道磁斥。

进一步地，还包括建筑物；所述交通轨道连接在两个所述建筑物之间；或者所述交通轨道铺设在两个所述建筑物之间的地面；或者所述交通轨道铺设在所述建筑物上。

进一步地，所述交通轨道为铁壁、金属防盗网、金属轨道或者内置钢筋的混凝土结构。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型的爬壁车的侧视图；

图2为本实用新型的爬壁车的仰视图；

图3为本实用新型的履带驱动装置的侧视图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1和图2的一种爬壁车，包括车体10、至少两个履带驱动装置20、永磁体31、电磁体32、摄像头70、无线传输模块40、充电电池(图未示)以及控制系统(图未示)；

两个所述履带驱动装置20分别设置在所述车体10的两侧，所述永磁体31设置在所述履带驱动装置20上，所述电磁体32和所述永磁体31分别设置在所述车体10底部，所述充电电池设置在所述车体10内，所述履带驱动装置20、所述电磁体32以及所述控制系统分别与所述充电电池电连接，所述履带驱动装置20与所述控制系统电连接；

所述摄像头70设置在所述车体10的一端，并与所述控制系统电连接；

所述无线传输模块40设置在所述车体10内，所述摄像头70与所述无线传输模块40电连接，所述控制系统与所述无线传输模块40无线传输通信。

本实施例的爬壁车，车体10底部设置有底板11，所述电磁体32设置在底板11上，而且在底板11上设置多个电磁体32，由于底板11的面积大，提供的磁吸能力也足够强。

还包括太阳能电池板50，该太阳能电池板50铺设在所述车体10的表面，该太阳能电池板50与所述充电电池电连接。

还包括电源连接线82和插头81，该电源连接线82一端与所述充电电池电连接，另一端与所述插头81连接，插头方便外接电源。

包括四个所述履带驱动装置20，其中的两个所述履带驱动装置20设置在所述车体10的同一侧，另两个所述履带驱动装置20设置在所述车体10的另一侧。

如图3，所述履带驱动装置20包括履带架26、驱动器、主动轮21、磁性履带22、托链轮27、多个支重轮23、导向轮24以及张紧机构25，所述履带架26固定在所述车体10的侧面，所述主动轮21设置在所述履带架26的前端，所述驱动器与所述主动轮21连接并驱动所述主动轮21转动，所述支重轮23设置在所述履带架26的底部，所述托链轮27设置在所述履带架26上，且所述磁性履带22限位在所述托链轮27上；所述张紧机构25设置在所述履带架26的末端，所述导向轮24与所述张紧机构25的末端连接，所述磁性履带22依次环绕所述主动轮21、所述支重轮23以及所述导向轮24，所述张紧机构推动所述导向轮24张紧所述磁性履带22；所述永磁体31设置在所述磁性履带22上。

所述张紧机构25包括驱动缸体和轮叉，所述驱动缸体的外壳固定在所述履带架26上，所述轮叉的一端与所述驱动缸体的驱动端连接，所述轮叉的另一端与所述导向轮24的转轴连接。

多个所述永磁体31和多个所述电磁体32均呈海尔贝克阵列的形式排布在所述车体10底部。

还包括扬声器60和对讲机(图未示)，所述扬声器60和所述对讲机分别设置在所述车体 10上，所述扬声器60与所述控制系统电连接。

本实用新型还提供一种爬壁车使用的交通系统，包括所述的爬壁车和交通轨道；该交通轨道内有磁性金属结构，所述爬壁车的所述磁性履带22、所述车体10上的永磁体31以及电磁体32与所述交通轨道磁吸。磁性金属包括铁、钴、镍以及它们的合金。

本实用新型的另一种爬壁车使用的交通系统，包括所述的爬壁车和交通轨道；该交通轨道内有磁斥性金属结构，所述爬壁车的所述磁性履带22、所述车体10上的永磁体31以及电磁体32与所述交通轨道磁斥。磁斥性金属包括铜、铝、它们的合金以及其他金属。

该交通系统还包括建筑物(图未示)；所述交通轨道连接在两个所述建筑物之间；或者所述交通轨道铺设在两个所述建筑物之间的地面；或者所述交通轨道铺设在所述建筑物上。

在本实施例中，所述交通轨道为铁壁、金属防盗网、金属轨道或者内置钢筋的混凝土结构。金属轨道为钢铁材质时，爬壁车上的永磁体和电磁体会吸附在钢铁轨道上，爬壁车吸附在金属轨道上运行。而金属轨道为铝材质或者铜材质时，爬壁车上的永磁体和电磁体与铝或者铜材的金属轨道做相对运动，金属轨道会产生感应磁场，根据楞次定律，感应磁场与爬壁车上的永磁体和电磁体相互排斥，则爬壁车悬浮在金属轨道上运行。当金属轨道为铝材质或者铜材质时，爬壁车悬浮在金属轨道上，其工作原理与磁悬浮列车的工作原理相同。

因此，爬壁车可以通过磁吸的方式爬在墙壁上移动，而需要在两个建筑物之间移动时，可以磁吸在铁质或者钢质的金属轨道上前进，也可以磁斥在铝质或铜质的金属轨道上前进。本实用新型的金属轨道不仅限于铝质和铜质，还包括铝合金、铜合金以及铜铝合金。

本实用新型的爬壁车的工作原理：

爬壁车在电磁体32和永磁体31的磁吸作用下，能够牢固地吸附在建筑物或钢筋混凝土壁上，然后在履带驱动装置20的驱动下前进、后退或者转向，从而实现爬壁输送。既可以输送物资、材料，也可以输送人，只要磁性履带22足够宽，电磁铁磁吸能力足够强，就能保证爬壁车磁吸牢固。

而一般的爬壁车由于只有永磁体，而只能爬铁壁(铁壁外不能包裹非磁吸材料，不然吸不上)，爬不了墙壁。一是因为永磁体31离钢筋混凝土的钢筋的距离不能离得太远，否则吸引不到钢筋，墙壁内部的钢筋离墙壁表面一般有十几厘米厚度，而吸不上；二是磁铁离钢筋离得太远，得增加磁铁才能吸引钢筋，而增加磁铁，则爬壁车会非常重；而且如果磁铁吸引钢筋吸得太紧，或者爬壁车非常重，则需要强大的电池或动力才能驱动爬壁车，而增多充电电池也有缺陷，就是充电电池会非常重，永磁体31和充电电池加重了爬壁车的重量，则爬壁车载重能力就会大打折扣。所以必须有电磁体32甚至需要连接外部电源，这样才能既保证强大的吸附力，又保证有强大的驱动力。

本实用新型的爬壁车及建筑物相比于现有技术，有如下的效果。

1)吸附力超强。通过所述磁性履带22与磁体的有机结合，特别是通过将电磁体32和永磁体31结合，使该爬壁车具有超强的吸附力，能够吸附在建筑物、钢筋混凝土壁和金属防盗网上，既能够载货又能够载人。

2)既能够爬壁又能够越障。履带驱动装置20的磁性履带22吸附在建筑物的墙壁和金属防盗网上，紧紧抠住建筑物的墙壁，通过密切配合既增加了灵活性又增强了越障能力，由于具备越障功能，能替代人从事恶劣环境下的作业。

3)还可以加入无线网络摄像头70，能够更好地感知环境，并能够实现数据无线传输；也能够实现远程遥控，可以通过手机或电脑下载或安装实现本实用新型目的的程序代码、驱动软件以及APP，以无线方式远程遥控，执行各种任务。

4)即可人工驾驶又可遥控驾驶。

5)应用范围广。应用范围包括高楼火灾的灭火救人、垃圾收集、送餐送饭、快递投送、高层建筑物的外墙、玻璃幕墙、门窗玻璃的清洗等。

6)爬壁车可以通过金属轨道实现在不同建筑物之间自由运动，也可以在金属轨道上自由运动。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种爬壁车，其特征在于：包括车体、至少两个履带驱动装置、永磁体、电磁体、摄像头、无线传输模块、充电电池以及控制系统；

两个所述履带驱动装置分别设置在所述车体的两侧，所述永磁体设置在所述履带驱动装置上，所述电磁体和所述永磁体分别设置在所述车体底部，所述充电电池设置在所述车体内，所述履带驱动装置、所述电磁体以及所述控制系统分别与所述充电电池电连接，所述履带驱动装置与所述控制系统电连接；

所述摄像头设置在所述车体的一端，并与所述控制系统电连接；

所述无线传输模块设置在所述车体内，所述摄像头与所述无线传输模块电连接，所述控制系统与所述无线传输模块无线传输通信。

2.根据权利要求1所述的一种爬壁车，其特征在于：还包括太阳能电池板，该太阳能电池板铺设在所述车体的表面，该太阳能电池板与所述充电电池电连接。

3.根据权利要求1所述的一种爬壁车，其特征在于：还包括电源连接线和插头，该电源连接线一端与所述充电电池电连接，另一端与所述插头连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种爬壁车，其特征在于：包括四个所述履带驱动装置，其中的两个所述履带驱动装置设置在所述车体的同一侧，另两个所述履带驱动装置设置在所述车体的另一侧。

5.根据权利要求4所述的一种爬壁车，其特征在于：所述履带驱动装置包括履带架、驱动器、主动轮、磁性履带、托链轮、多个支重轮、导向轮以及张紧机构，所述履带架固定在所述车体的侧面，所述主动轮设置在所述履带架的前端，所述驱动器与所述主动轮连接并驱动所述主动轮转动，所述支重轮设置在所述履带架的底部，所述托链轮设置在所述履带架上，且所述磁性履带限位在所述托链轮上；所述张紧机构设置在所述履带架的末端，所述导向轮与所述张紧机构的末端连接，所述磁性履带依次环绕所述主动轮、所述支重轮以及所述导向轮，所述张紧机构推动所述导向轮张紧所述磁性履带；所述永磁体设置在所述磁性履带上。

6.根据权利要求5所述的一种爬壁车，其特征在于：多个所述永磁体和多个所述电磁体均呈海尔贝克阵列的形式排布在所述车体底部。

7.根据权利要求6所述的一种爬壁车，其特征在于：还包括扬声器和对讲机，所述扬声器和所述对讲机分别设置在所述车体上，所述扬声器与所述控制系统电连接。

8.一种爬壁车使用的交通系统，其特征在于：包括权利要求5-7任一项所述的爬壁车和交通轨道；

所述交通轨道内有磁性金属结构，所述爬壁车的所述磁性履带、所述车体上的永磁体以及电磁体与所述交通轨道磁吸；

或者所述交通轨道内有磁斥性金属结构，所述爬壁车的所述磁性履带、所述车体上的永磁体以及电磁体与所述交通轨道磁斥。

9.根据权利要求8所述的交通系统，其特征在于：还包括建筑物；所述交通轨道连接在两个所述建筑物之间；或者所述交通轨道铺设在两个所述建筑物之间的地面；或者所述交通轨道铺设在所述建筑物上。

10.根据权利要求8或9所述的交通系统，其特征在于：所述交通轨道为铁壁、金属防盗网、金属轨道或者内置钢筋的混凝土结构。