CN210502952U - 爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种爬壁机器人，包括基座、第一爬行组件及第二爬行组件，第一爬行组件可转动设于基座上，第一爬行组件的转动角度可调，第一爬行组件上设有第一吸附件，第一吸附件通过球形关节轴承设于第一爬行组件上，第二爬行组件可转动设于基座上，第二爬行组件的转动角度可调，第二爬行组件上设有第二吸附件，第二吸附件通过球形关节轴承设于第二爬行组件上，且第二爬行组件与第一爬行组件的转动方向相反。上述爬壁机器人，由于第一爬行组件与第二爬行组件的转动方向相反，可使第一爬行组件与第二爬行组件之间形成夹角，使第一吸附件与第二吸附件对封闭空间或管道内壁的吸附更紧，则上述爬壁机器人移动性能好。

Description

爬壁机器人

技术领域

本实用新型涉及检修设备技术领域，特别是涉及一种爬壁机器人。

背景技术

随着工六氟化硫封闭式组合电器逐渐成为电力系统的主流变电设备，变电站GIS设备的检修和清洁也日渐重要，成为日常运维的重点项目。变电站在运行过程中，GIS内部可能因为有绝缘表面脏污、尖刺、自由金属粒子、固体绝缘内部缺陷等而造成GIS内部局部放电的产生，因此需要解决GIS内部检修和清洁的问题。由于GIS设备内空间间隙小，且内部为弧面结构，传统的检修设备很难进入GIS设备内进行检查。

实用新型内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术的不足，提供一种可在GIS设备内移动的爬壁机器人。

其技术方案如下：

一种爬壁机器人，包括：

基座；

第一爬行组件，所述第一爬行组件可转动设于所述基座上，所述第一爬行组件的转动角度可调，所述第一爬行组件上设有第一吸附件，所述第一吸附件通过球形关节轴承设于所述第一爬行组件上；及

第二爬行组件，所述第二爬行组件可转动设于所述基座上，所述第二爬行组件的转动角度可调，所述第二爬行组件上设有第二吸附件，所述第二吸附件通过球形关节轴承设于所述第二爬行组件上，且所述第二爬行组件与所述第一爬行组件的转动方向相反。

上述爬壁机器人，可利用第一吸附件及第二吸附件进行吸附，并通过第一爬行组件及第二爬行组件在封闭空间或管道内爬行，由于第一爬行组件与第二爬行组件的转动方向相反，可使第一爬行组件与第二爬行组件之间形成夹角，与封闭空间或管道内的弧形面或不规则面适配，使第一吸附件与第二吸附件对封闭空间或管道内壁的吸附更紧，则上述爬壁机器人可在封闭空间或管道内移动，且移动性能好。

在其中一个实施例中，上述爬壁机器人还包括摄像头，所述摄像头设于所述基座上。

在其中一个实施例中，上述爬壁机器人还包括控制器、第一驱动件及第二驱动件，所述第一驱动件及所述第二驱动件均设于所述基座上，所述第一爬行组件与所述第一驱动件的输出轴连接，所述第二爬行组件与所述第二驱动件的输出轴连接，所述控制器与所述摄像头、所述第一驱动件及所述第二驱动件电性连接，所述控制器用于控制所述第一驱动件、所述第二驱动件的输出轴的转动角度。

在其中一个实施例中，所述第一爬行组件包括两个第一爬臂，所述第二爬行组件包括两个第二爬臂，所述第一爬臂与所述第一驱动件对应设置，所述第一爬臂上均设有所述第一吸附件，所述第一爬臂与所述第一驱动件的输出轴连接，所述第二爬臂与所述第二驱动件对应设置，所述第二爬臂上均设有所述第二吸附件，所述第二爬臂与所述第二驱动件的输出轴连接，一个所述第一爬臂与一个所述第二爬臂设于所述基座的一侧，另一个所述第一爬臂与另一个所述第二爬臂设于所述基座的另一侧。

在其中一个实施例中，所述第一爬臂包括第一结构件、第二结构件、第三驱动件及第四驱动件，所述第一驱动件的输出轴与所述第三驱动件连接，所述第三驱动件的输出轴与所述第一结构件连接，所述第四驱动件设于所述第一结构件上，所述第二结构件与所述第四驱动件的输出轴连接，所述第二结构件上设有第一吸附件，所述第一驱动件的输出轴沿水平方向设置，所述第三驱动件的输出轴沿竖直方向设置，所述第三驱动件的输出轴与所述第四驱动件的输出轴平行设置。

在其中一个实施例中，所述第一爬臂还包括第三结构件，所述基座上还设有加强件，所述加强件与所述基座之间围成安装口，所述第一驱动件的输出轴伸入所述安装口内并与所述第三结构件的一侧面连接，所述第三结构件的另一侧面通过轴承与所述加强件可转动连接，所述第三结构件呈U型结构，所述第三结构件部分围绕所述第三驱动件并与所述第三驱动件连接。

在其中一个实施例中，所述基座包括第一侧板、第二侧板、顶板及底板，所述顶板、所述底板均设于所述第一侧板、所述第二侧板之间，且所述顶板、所述底板间隔设置，所述第一驱动件、所述第二驱动件均设于所述顶板、所述底板之间，所述摄像头设于所述顶板远离所述底板的一侧。

在其中一个实施例中，所述基座上设有第五驱动件，所述第五驱动件设于所述顶板、所述底板之间，所述第五驱动件的输出轴穿设所述顶板并与所述摄像头连接。

在其中一个实施例中，上述爬壁机器人还包括无线传输器，所述无线传输器与所述控制器电性连接，所述无线传输器用于接收遥控指令或输出所述摄像头拍摄的图像。

在其中一个实施例中，所述第一吸附件包括支撑脚及吸盘，所述支撑脚穿设所述第一爬行组件上的球形关节轴承，所述吸盘与所述支撑脚连接。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的爬壁机器人的工作示意图；

图2为本实用新型实施例所述的爬壁机器人的斜视图；

图3为本实用新型实施例所述的爬壁机器人的局部示意图。

附图标记说明：

100、基座，101、第一侧板，102、第二侧板，103、顶板，104、底板，110、加强件，200、第一爬行组件，210、第一爬臂，211、第一结构件，211a、第一分构件，211b、第二分构件，212、第二结构件，213、第三驱动件，214、第四驱动件，215、第三结构件，300、第二爬行组件，310、第二爬臂，400、第一吸附件，410、支撑脚，420、吸盘，500、第二吸附件，600、摄像头，710、第一驱动件，720、第二驱动件。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本具体实施例中，上述爬壁机器人主要用于对变电站气体绝缘金属封闭开关内部的情况进行检测，但上述爬壁机器人也可用于对其他场景进行检测，例如管道、隧道等。

如图1及图2所示，一实施例公开了一种爬壁机器人，包括基座100、第一爬行组件200及第二爬行组件300，第一爬行组件200可转动设于基座100上，第一爬行组件200的转动角度可调，第一爬行组件200上设有第一吸附件400，第一吸附件400通过球形关节轴承设于第一爬行组件200上，第二爬行组件300可转动设于基座100上，第二爬行组件300的转动角度可调，第二爬行组件300上设有第二吸附件500，第二吸附件500与第一爬行组件200的转动方向相反，且第二爬行组件300与第一爬行组件200的转动方向相反。

上述爬壁机器人，可利用第一吸附件400及第二吸附件500进行吸附，并通过第一爬行组件200及第二爬行组件300在封闭空间或管道内爬行，由于第一爬行组件200与第二爬行组件300的转动方向相反，可使第一爬行组件200与第二爬行组件300之间形成夹角，与封闭空间或管道内的弧形面或不规则面适配，使第一吸附件400与第二吸附件500对封闭空间或管道内壁的吸附更紧，则上述爬壁机器人可在封闭空间或管道内移动，且移动性能好。此外，此时可方便第一吸附件400、第二吸附件500微调其与内壁之间的相对位置，使第一吸附件400、第二吸附件500对内壁的吸附效果更好。

具体地，第一吸附件400及第二吸附件500中至少有一个吸附于内壁上，可防止爬壁机器人掉落。

在其中一个实施例中，如图1及图2所示，上述爬壁机器人还包括摄像头600，摄像头600设于基座100上。上述爬壁机器人，通过设置摄像头600，可对封闭空间或管道的等狭小空间内或自身的情况进行观察，进而对封闭空间或管道内进行更充分的检查，同时方便对机器人进行角度等调整。

在其中一个实施例中，如图2所示，上述爬壁机器人还包括控制器、第一驱动件710及第二驱动件720，第一驱动件710及第二驱动件720均设于基座100上，第一爬行组件200与第一驱动件710的输出轴连接，第二爬行组件300与第二驱动件720的输出轴连接，控制器与摄像头600、第一驱动件710及第二驱动件720电性连接，控制器用于控制第一驱动件710、第二驱动件720的输出轴的转动角度。此时可通过摄像头600了解封闭空间或管道的的内部情况，并通过控制器控制第一驱动件710及第二驱动件720的转动角度，使第一爬行组件200与第二爬行组件300的夹角能够匹配封闭空间或管道内的实际情况，进而使第一吸附件400、第二吸附件500能够更好的吸附，保证爬壁机器人在封闭空间或管道内能够移动。此外，可通过第一驱动件710与第二驱动件720上的输出轴的转动，使第一爬行组件200或第二爬行组件300实现抬脚的作用，进而使吸附件脱离封闭空间或管道内壁，方便爬壁机器人的移动及位置调整。

可选地，第一驱动件710、第二驱动件720可为舵机、电机等。具体地，第一驱动件710、第二驱动件720均为舵机，舵机的体积小，力矩大，在保持爬壁机器人动力性的基础上，可实现上述爬壁机器人的小型化。

在其中一个实施例中，如图2所示，第一爬行组件200包括两个第一爬臂210，第二爬行组件300包括两个第二爬臂310，第一爬臂210与第一驱动件710对应设置，第一爬臂210上均设有第一吸附件400，第一爬臂210与第一驱动件710的输出轴连接，第二爬臂310与第二驱动件720对应设置，第二爬臂310上均设有第二吸附件500，第二爬臂310与第二驱动件720的输出轴连接，一个第一爬臂210与一个第二爬臂310设于基座100的一侧，另一个第一爬臂210与另一个第二爬臂310设于基座100的另一侧。此时基座100的两侧分别设有两个第一爬臂210及两个第二爬臂310，可通过一个第一爬臂210与一个第二爬臂310上的吸附件吸附封闭空间或管道的的内壁，另一个第一爬臂210及另一个第二爬臂310移动的方式来使上述爬壁机器人移动。

在其中一个实施例中，如图2及图3所示，第一爬臂210包括第一结构件211、第二结构件212、第三驱动件213及第四驱动件214，第一驱动件710的输出轴与第三驱动件213连接，第三驱动件213的输出轴与第一结构件211连接，第四驱动件214设于第一结构件211上，第二结构件212与第四驱动件214的输出轴连接，第二结构件212上设有第一吸附件400，第一驱动件710的输出轴沿水平方向设置，第三驱动件213的输出轴沿竖直方向设置，第三驱动件213的输出轴与第四驱动件214的输出轴平行设置。由于第三驱动件213与第四驱动件214的输出轴平行设置，则第一结构件211可相对第三驱动件213转动，第二结构件212可相对第一结构件211上的第四驱动件214转动，此时第二结构件212上的第一吸附件400的移动更灵活，可更好的调整移动步态，更好的提供伸缩第一爬臂210的动作，方便上述爬壁机器人在封闭空间或管道内的移动。

可选地，第二爬臂310的结构与第一爬臂210的结构相同，此时制造简单，且有利于不同爬壁的协同控制及调整。

可选地，在初始状态下，第一结构件211与第二结构件212之间的夹角为90°。此时各个爬壁上的吸附件对内壁的吸附效果相近，有利于保持上述爬壁机器人的稳定。

具体地，第一吸附件400与第二吸附件500的数量均为两个，两个第一吸附件400分别为第一吸脚及第二吸脚，两个第二吸附件500分别为第三吸脚及第四吸脚，第一吸脚与第三吸脚设于基座100的前方位置，第二吸脚与第四吸脚设于基座100的后方位置，通过各个驱动件的转动，至少使第一吸脚与第四吸脚保持吸附状态；或至少使第二吸脚与第三吸脚保持吸附状态，此时可保证爬壁机器人稳固的吸附在内壁上。

在其中一个实施例中，如图2及图3所示，第一爬臂210还包括第三结构件215，基座100上还设有加强件110，加强件110与基座100之间围成安装口，第一驱动件710的输出轴伸入安装口内并与第三结构件215的一侧面连接，第三结构件215的另一侧面通过轴承与加强件110可转动连接，第三结构件215呈U型结构，第三结构件215部分围绕第三驱动件213并与第三驱动件213连接。此时第一驱动件710的输出轴不直接与第三驱动件213连接，通过第三驱动件213安装于第三结构件215上，并利用第一驱动件710的输出轴与第三结构件215连接，提高了整体结构的稳定性，保证了第一驱动件710及第三驱动件213工作的可靠性。

可选地，如图3所示，第一结构件211包括第一分构件211a及第二分构件211b，第一分构件211a与第二分构件211b均为U型结构，第一分构件211a与第二分构件211b的底部相连，第一分构件211a的一端与第三驱动件213的输出轴连接，第一分构件211a的另一端与第三结构件215的底部可转动连接，第四驱动件214设于第二分构件211b围成的凹槽内，位于第四驱动件214一侧的输出轴穿设第二分构件211b的一端，第四驱动件214的另一侧与第二分构件211b的另一端连接，第三结构件215也为U型结构，第三结构件215的一端与第四驱动件214的输出轴连接，第三结构件215的另一端与第二分构件211b可转动连接，此时整体结构更稳定，同时由于各个结构件均为钣金件，整体重量较轻，可减少吸附所需要的力，因此可降低对吸附件的要求，进而降低上述爬壁机器人的成本。此外，此时可保证第三驱动件213、第四驱动件214的输出轴均与第一驱动件710的输出轴垂直，可简化对第一吸附件400的移动轨迹的控制，具体地，各个结构件均为铝合金件。此时各个结构件作为钣金件，强度大，重量轻。

在其中一个实施例中，如图2及图3所示，基座100包括第一侧板101、第二侧板102、顶板103及底板104，顶板103、底板104均设于第一侧板101、第二侧板102之间，且顶板103、底板104间隔设置，第一驱动件710、第二驱动件720均设于顶板103、底板104之间，摄像头600设于顶板103远离底板104的一侧。此时基座100的结构更合理，第一驱动件710与第二驱动件720位于顶板103、底板104之间，可对第一驱动件710、第二驱动件720起到保护及固定作用，保证了第一驱动件710、第二驱动件720的正常工作，同时基座100的结构简单，方便维护及检修。

具体地，顶板103及底板104的两端均弯折，且弯折的部分用于分别与第一侧板101、第二侧板102连接。此时可保证基座100整体结构的稳定性。

在其中一个实施例中，基座100上设有第五驱动件，第五驱动件设于顶板103、底板104之间，第五驱动件的输出轴穿设顶板103并与摄像头600连接。此时第五驱动件可驱动摄像头600转动，提高对环境的拍摄范围，更好的观察内部情况。

可选地，第五驱动件的输出轴的端部上设有云台，摄像头600设于云台上。此时可通过云台起到防抖的作用，保证摄像头600的拍摄效果。

具体地，第五驱动件与处理器电性连接。可通过处理器对第四驱动件214的转动角度进行控制，提高观察效果。

在其中一个实施例中，上述爬壁机器人还包括无线传输器，无线传输器与控制器电性连接，无线传输器用于接收遥控指令或输出摄像头600拍摄的图像。此时可通过无线传输器传输图像至外界或接收外部的遥控指令。

可选地，无线传输器可为蓝牙、wifi等无线传输模块。

可选地，上述爬壁机器人还包括遥控装置，无线传输器与控制器可集成为单片机，遥控装置与无线传输器通信连接，可通过摄像头600在遥控装置实时检测爬壁机器人的当前工作状态。

在其中一个实施例中，第一吸附件400设于第二结构件212上，第一吸附件400包括支撑脚410及吸盘420，支撑脚410穿设第一爬行组件200上的球形关节轴承，吸盘420与支撑脚410连接。具体地，第一吸附件400与第二吸附件500的结构相近或相同。此时各个吸附件的吸附效果相近或相同，方便制造，同时更易对爬壁机器人进行控制。具体地，吸盘420为真空吸盘。吸附效果好，结构简单。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种爬壁机器人，其特征在于，包括：

基座；

第一爬行组件，所述第一爬行组件可转动设于所述基座上，所述第一爬行组件的转动角度可调，所述第一爬行组件上设有第一吸附件，所述第一吸附件通过球形关节轴承设于所述第一爬行组件上；及

第二爬行组件，所述第二爬行组件可转动设于所述基座上，所述第二爬行组件的转动角度可调，所述第二爬行组件上设有第二吸附件，所述第二吸附件通过球形关节轴承设于所述第二爬行组件上，且所述第二爬行组件与所述第一爬行组件的转动方向相反。

2.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，还包括摄像头，所述摄像头设于所述基座上。

3.根据权利要求2所述的爬壁机器人，其特征在于，还包括控制器、第一驱动件及第二驱动件，所述第一驱动件及所述第二驱动件均设于所述基座上，所述第一爬行组件与所述第一驱动件的输出轴连接，所述第二爬行组件与所述第二驱动件的输出轴连接，所述控制器与所述摄像头、所述第一驱动件及所述第二驱动件电性连接，所述控制器用于控制所述第一驱动件、所述第二驱动件的输出轴的转动角度。

4.根据权利要求3所述的爬壁机器人，其特征在于，所述第一爬行组件包括两个第一爬臂，所述第二爬行组件包括两个第二爬臂，所述第一爬臂与所述第一驱动件对应设置，所述第一爬臂上均设有所述第一吸附件，所述第一爬臂与所述第一驱动件的输出轴连接，所述第二爬臂与所述第二驱动件对应设置，所述第二爬臂上均设有所述第二吸附件，所述第二爬臂与所述第二驱动件的输出轴连接，一个所述第一爬臂与一个所述第二爬臂设于所述基座的一侧，另一个所述第一爬臂与另一个所述第二爬臂设于所述基座的另一侧。

5.根据权利要求4所述的爬壁机器人，其特征在于，所述第一爬臂包括第一结构件、第二结构件、第三驱动件及第四驱动件，所述第一驱动件的输出轴与所述第三驱动件连接，所述第三驱动件的输出轴与所述第一结构件连接，所述第四驱动件设于所述第一结构件上，所述第二结构件与所述第四驱动件的输出轴连接，所述第二结构件上设有第一吸附件，所述第一驱动件的输出轴沿水平方向设置，所述第三驱动件的输出轴沿竖直方向设置，所述第三驱动件的输出轴与所述第四驱动件的输出轴平行设置。

6.根据权利要求5所述的爬壁机器人，其特征在于，所述第一爬臂还包括第三结构件，所述基座上还设有加强件，所述加强件与所述基座之间围成安装口，所述第一驱动件的输出轴伸入所述安装口内并与所述第三结构件的一侧面连接，所述第三结构件的另一侧面通过轴承与所述加强件可转动连接，所述第三结构件呈U型结构，所述第三结构件部分围绕所述第三驱动件并与所述第三驱动件连接。

7.根据权利要求5所述的爬壁机器人，其特征在于，所述基座包括第一侧板、第二侧板、顶板及底板，所述顶板、所述底板均设于所述第一侧板、所述第二侧板之间，且所述顶板、所述底板间隔设置，所述第一驱动件、所述第二驱动件均设于所述顶板、所述底板之间，所述摄像头设于所述顶板远离所述底板的一侧。

8.根据权利要求7所述的爬壁机器人，其特征在于，所述基座上设有第五驱动件，所述第五驱动件设于所述顶板、所述底板之间，所述第五驱动件的输出轴穿设所述顶板并与所述摄像头连接。

9.根据权利要求3所述的爬壁机器人，其特征在于，还包括无线传输器，所述无线传输器与所述控制器电性连接，所述无线传输器用于接收遥控指令或输出所述摄像头拍摄的图像。

10.根据权利要求1-9任一项所述的爬壁机器人，其特征在于，所述第一吸附件包括支撑脚及吸盘，所述支撑脚穿设所述第一爬行组件上的球形关节轴承，所述吸盘与所述支撑脚连接。

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