CN210734339U - 一种爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种爬壁机器人，包括车体、两个驱动电机和四个车轮，四个车轮对称安装在车体前后两侧，两个驱动电机安装在车体内并通过主动轮轴与前侧两个车轮相连接，其主要技术特点是：在车体底部的车底板前后两侧对称安装四个万向轮，在车底板底部安装一具有自适应调节能力的永磁吸附装置，该永磁吸附装置与吸附面保持一定距离。本实用新型设计合理，其将永磁吸附装置安装在车体的底部，通过永磁吸附装置可以实现在金属平面、斜面、立面连续爬行及越障功能，保证了爬壁机器人的越障能力及调节吸附能力，提高了设备运行安全性，降低了工人的劳动强度及运营成本，缩短了施工周期，具有安全、省力、简便、高效等特点。

Description

一种爬壁机器人

技术领域

本实用新型属于移动机器人技术领域，尤其是一种爬壁机器人。

背景技术

在某些特定的应用场合，需要使用移动机器人完成作业。例如，为了解决在未知和多变工况环境中服役的问题，移动机器人大多采用轮式行走机构，其在结构设计上研究的主要方向是：跨越壕沟或攀越台阶障碍的能力、壁面的吸附能力。轮式结构机器人在壁面、管道上有广泛应用，例如，船舶移动喷涂机器人可以在一个平面同时移动和进行喷涂作业，管道机器人在一根水平管道内爬行移动等。但是，当实际工程中存在壁面凸起或者障碍物时，爬行机构如何安全越过障碍物并且保持与壁面的吸附能力是保证移动机器人正常工作的保障，但是，现有爬行机器人难以解决上述技术问题，因此限制了工业爬行机器人在实际情况的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种设计合理、能够可靠吸附并安全越过障碍物或者凸起壁面的爬壁机器人。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种爬壁机器人，包括车体、两个驱动电机和四个车轮，所述四个车轮对称安装在车体前后两侧，两个驱动电机安装在车体内并通过主动轮轴与前侧两个车轮相连接，在车体底部的车底板前后两侧对称安装四个万向轮，在车底板底部安装一具有自适应调节能力的永磁吸附装置，该永磁吸附装置与吸附面保持一定距离。

进一步，所述永磁吸附装置由永磁体、液压缓冲器、弹簧和旋转轴组成；所述旋转轴为多个并均布安装在永磁体上，所述液压缓冲器通过螺栓安装在旋转轴两端，液压缓冲器的上部与车体连接；所述弹簧安装在液压缓冲器外侧，该弹簧和液压缓冲器配合与旋转轴下部及车底板相连。

进一步，所述旋转轴与永磁体的安装方式为：在永磁体上面安装着插销孔，旋转轴的两端插入插销孔中，旋转轴与滚动轴承配合可在插销孔中转动。

进一步，所述旋转轴为三个并分别安装在永磁铁的前中后三个位置，所述液压缓冲器为六个且安装每个旋转轴上端的两侧。

进一步，所述永磁体前后两端为向上抬起的圆弧形状。

进一步，所述液压缓冲器的上端安装在车底板的槽体内。

进一步，所述四个万向轮通过四个万向轮板安装在车底板上，万向轮板与车底板通过螺栓方式相连接。

进一步，所述车体顶部为上端盖，该上端盖作为一个平台用于安装检测装置或清洁装置。

进一步，所述车体的上端盖与车身通过连接销及螺栓安装在一起。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型将永磁吸附装置安装在车体的底部，通过永磁吸附装置可以实现在金属平面、斜面、立面连续爬行及越障功能，保证了爬壁机器人的越障能力及调节吸附能力，提高了设备运行安全性，降低了工人的劳动强度及运营成本，缩短了施工周期，具有安全、省力、简便、高效等特点。

2、本实用新型的永磁吸附装置与壁面设有一定的距离，具有较强的吸附效果，在爬壁机器人遇到障碍物的时候，永磁吸附装置通过永磁体的特定结构越过障碍物并与障碍物的吸附在一起，当其通过障碍物时，永磁吸附装置会由于弹簧的弹力和缓冲器的回复力回到设定位置，从而实现自适应调节越障功能并且在越障的同时与壁面紧紧吸附，保证爬壁机器人的安全可靠运行。

3、本实用新型的永磁吸附装置在遇到障碍物时，与磁铁相连的滚动轴会随之滚动，弹簧和缓冲器会收缩一定的距离，缓冲器的端部会在车体的槽内移动，使小车能够通过障碍物，由于磁铁会随之运动，因此，其在越障的过程中实现自适应调节功能。

4、本实用新型在上端盖上设有工作平台，用于安装所需要的清洗机构或检测装置，能够满足不同用户的需要，其适用范围广泛。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的车体内部结构示意图；

图3是本实用新型的仰视结构示意图；

图4是本实用新型的永磁吸附装置结构示意图；

图5是本实用新型在临遇到障碍物时的结构示意图；

图6是本实用新型在开始遇到障碍物时的结构示意图；

图7是本实用新型在越过障碍物时的结构示意图；

图中，10-车体，20-车轮，30-永磁吸附装置，101-车底板，102-万向轮主板，103-万向轮，104-驱动电机，105-上端盖，106-连接销，107-主动轮轴，108-从动轮轴，201-轮胎，301-永磁体，302-液压缓冲器，303-弹簧，304-旋转轴，305-插销孔，306-滚动轴承。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施做进一步详述。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

如图1所示，本实用新型爬壁机器人包括车体10、两个驱动电机104、四个车轮20和永磁吸附装置30。所述车轮20包括对称安装在车体两侧的四个车轮，车体前面的两个车轮为主动轮，车体后面的两个车轮为从动轮，四个车轮一方面起支撑车体的作用，另一方面使机器人实现运动。所述两个驱动电机104安装在车体内并与车体前面的两个主动轮轴连接。所述永磁吸附装置30安装在车体底部并与壁面保持一定距离，使整个爬壁机器人可以在壁面实现连续爬行，为爬壁机器人提供吸附力，该永磁吸附装置30还具有自适应调节能力，使爬壁机器人保持与壁面的最大吸附力。

如图2所示，车体10底部为车底板101，在车底板101前后两端通过螺栓对称安装有四个万向轮主板102。在每个万向轮主板102下端分别通过螺栓安装一个万向轮103，万向轮103与壁面直接接触，使爬壁机器人的运动更加灵活。

如图3所示，车体10顶部为上端盖105，该上端盖105作为一个平台，可用于安装检测装置或清洁装置。上端盖105和车身通过连接销106螺栓连接起来，减轻了车体的整体重量。主动轮轴107与安装车体10内部的驱动电机104连接，驱动电机104驱动此爬壁机器人的运动，可以通过控制电机104的速度差实现爬壁机器人的转弯、所述的前进、后退、转弯功能。主动轮轴107和从动轮轴108分别与两侧的主动轮和从动轮轴连接，在主动轮和从动轮外设有轮胎201，主动轮轴107和从动轮轴108与主动轮和从动轮配合，使爬壁机器人运动。

如图4所示，永磁吸附装置30是由永磁体301、液压缓冲器302、弹簧303、旋转轴304、插销孔305、滚动轴承306组成。永磁体301前后两端设计成一段圆弧形状，使其当遇到障碍物时，永磁装置有一定的反应时间慢慢向上抬起，轻松越过障碍，同时也可以使永磁体受到的冲击减小，寿命增加。所述旋转轴为三个并分别安装在永磁铁的前中后三个位置，其具体安装方式为：永磁体301上面安装着插销孔305，旋转轴304的两端插入插销孔中，旋转轴304与滚动轴承306配合可在插销孔305中转动。所述液压缓冲器为六个且安装每个旋转轴上端的两侧，其具体安装方式为：液压缓冲器302通过螺栓连接和旋转轴连接起来，液压缓冲器302的上部与车体连接，车体的下侧有一定长度的小槽，当遇到障碍物时，永磁体会上升一定的高度来通过其障碍，液压缓冲器302的上侧可在小槽中移动以此来满足永磁体的抬升与下降。弹簧303安装在液压缓冲器外侧，弹簧303和液压缓冲器302配合，与旋转轴304下部和车底板101相连，为永磁体遇到障碍物时上升下降提供弹簧力和液压力，使其能够恢复到此前位置。

如图5所示，液压缓冲器302的上端与车体10的底部车底板101配合，随着遇到障碍物，永磁体301向上抬起，旋转轴304会旋转一定的角度，液压缓冲器302和弹簧303会随着障碍物的不断增高而向上运动，而液压缓冲器302的上端3021会随之在车底板101内部的槽中运动，使永磁吸附装置能够随着障碍物进行上升，当越过障碍物后，永磁吸附装置会受到壁面的吸附力和弹簧303的弹力、液压缓冲器302的复位力而回到以前的位置。液压缓冲器302的上端也会在车体板101的槽内运动回到初始位置。

如图6所示，当永磁吸附装置临遇到障碍物时，此时永磁吸附装置保持原状态。如图7所示，当永磁吸附装置开始遇到障碍物时，此时前面的液压缓冲器302和弹簧303会向上运动，液压缓冲器302上部会在车底板101的槽内运动一定距离，中间的液压缓冲器302和弹簧303会向上运动，液压缓冲器302上部会在车底板101的槽内运动一定距离，使永磁吸附装置能够抬升起来。当永磁吸附装置越过遇到障碍物时，前中后的液压缓冲器302和弹簧303会向上运动，液压缓冲器302上部会在车底板101的槽内运动一定距离。这种结构可以使永磁吸附装置与壁面保持尽可能大的吸附力，是一种自适应越障机构。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种爬壁机器人，包括车体、两个驱动电机和四个车轮，所述四个车轮对称安装在车体前后两侧，两个驱动电机安装在车体内并通过主动轮轴与前侧两个车轮相连接，其特征在于：在车体底部的车底板前后两侧对称安装四个万向轮，在车底板底部安装一具有自适应调节能力的永磁吸附装置，该永磁吸附装置与吸附面保持一定距离。

2.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述永磁吸附装置由永磁体、液压缓冲器、弹簧和旋转轴组成；所述旋转轴为多个并均布安装在永磁体上，所述液压缓冲器通过螺栓安装在旋转轴两端，液压缓冲器的上部与车体连接；所述弹簧安装在液压缓冲器外侧，该弹簧和液压缓冲器配合与旋转轴下部及车底板相连。

3.根据权利要求2所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述旋转轴与永磁体的安装方式为：在永磁体上面安装着插销孔，旋转轴的两端插入插销孔中，旋转轴与滚动轴承配合可在插销孔中转动。

4.根据权利要求2所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述旋转轴为三个并分别安装在永磁铁的前中后三个位置，所述液压缓冲器为六个且安装每个旋转轴上端的两侧。

5.根据权利要求2所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述永磁体前后两端为向上抬起的圆弧形状。

6.根据权利要求2所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述液压缓冲器的上端安装在车底板的槽体内。

7.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述四个万向轮通过四个万向轮板安装在车底板上，万向轮板与车底板通过螺栓方式相连接。

8.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述车体顶部为上端盖，该上端盖作为一个平台用于安装检测装置或清洁装置。

9.根据权利要求8所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述车体的上端盖与车身通过连接销及螺栓安装在一起。

Images