CN218537058U - 爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种爬壁机器人，包括清洗盘、两个间隔设置的主动轮、驱动件和支架，清洗盘贴附于作业面，清洗盘用于清洗作业面，主动轮抵接于作业面，两个主动轮之间安装有第一磁吸件，第一磁吸件用于吸附作业面；沿爬壁机器人的前进方向，清洗盘位于主动轮的前方；至少部分清洗盘在两个主动轮的排布方向上位于主动轮的外侧；驱动件驱动主动轮转动；清洗盘、主动轮和驱动件均连接于支架。由于清洗盘位于主动轮的前方，致使清洗盘能够直接对前方的作业面进行清洁，且清洗盘能够优先进入死角并进行清洗；由于清洗盘的直径大于两个主动轮之间的距离，避免了主动轮的位置对清洗盘的作业空间产生影响，扩大了清洗盘的作业空间。

Description

爬壁机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及爬壁机器人。

背景技术

船舶的清洗、除锈是船舶维护中的关键问题，现今较为成熟的方式是由工作人员手持相应的装置来完成。但这种人工作业的方式效率低下、周期时间长、作业强度高，对工人的身心健康带来严重伤害，并且大都不符合绿色环保理念。通过利用爬壁机器人来对船舶进行清洗和除锈是一个很好的办法，相关技术中，由于船舶的曲面较多且往往存在着一些死角，例如坞墩、皮龙骨底部等，现有的爬壁机器人很难对这些死角进行清理，且由于爬壁机器人的清洗空间有限，影响清洗效率，因此需要对爬壁机器人进行改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种爬壁机器人，能够对死角进行清理，扩大作业空间。

根据本实用新型的实施例的爬壁机器人，包括：

清洗盘，所述清洗盘能够贴附于所述作业面，所述清洗盘用于清洗所述作业面；

两个间隔设置的主动轮，所述主动轮抵接于所述作业面，两个所述主动轮之间安装有第一磁吸件，所述第一磁吸件用于吸附所述作业面；沿所述爬壁机器人的前进方向，所述清洗盘位于所述主动轮的前方；并且至少部分所述清洗盘在两个所述主动轮的排布方向上位于所述主动轮的外侧；

驱动件，所述驱动件用于驱动所述主动轮转动；

支架，所述清洗盘、所述主动轮和所述驱动件均连接于所述支架。

根据本实用新型实施例的爬壁机器人，至少具有如下有益效果：由于沿爬壁机器人的前进方向，清洗盘位于主动轮的前方，致使清洗盘在沿前进方向进行作业时能够直接对前方的作业面进行清洁，且当爬壁机器人对一些死角进行清洗时，清洗盘能够优先进入死角并对死角进行清洗；由于部分清洗盘在两个主动轮的排布方向上位于主动轮的外侧，避免了主动轮的位置对清洗盘的作业空间产生影响，扩大了清洗盘的作业空间，提高清洗效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述爬壁机器人还包括负压发生器，所述清洗盘包括主体，所述主体具有清洗腔，所述负压发生器连接于所述主体，并能够使所述清洗腔保持负压状态。

根据本实用新型的一些实施例，所述清洗盘还包括皮囊和毛刷，所述皮囊和所述毛刷均与所述主体连接，且位于所述主体和所述作业面之间，所述皮囊环设于所述毛刷的外侧，所述清洗腔限定于所述毛刷的内侧，所述毛刷用于减缓所述皮囊所受的负压压力。

根据本实用新型的一些实施例，所述清洗盘还包括浮动连接机构和活动环，所述活动环套设于所述主体，沿所述爬壁机器人的高度方向，所述活动环活动连接所述主体，所述皮囊和所述毛刷均连接于所述活动环；所述主体和所述活动环通过所述浮动连接机构连接，所述浮动连接机构能够自由伸缩。

根据本实用新型的一些实施例，所述驱动件位于所述主动轮的后方，所述爬壁机器人还包括万向轮，沿所述爬壁机器人的高度方向，所述万向轮低于所述驱动件，所述万向轮抵接于所述作业面，所述万向轮用于保持所述驱动件和所述作业面之间的距离。

根据本实用新型的一些实施例，所述爬壁机器人还包括第二磁吸件，所述第二磁吸件在所述爬壁机器人的前进方向上设置于所述主动轮的后方且位于所述万向轮的一侧，所述第二磁吸件用于吸附所述作业面。

根据本实用新型的一些实施例，所述驱动件设置有两个，每一所述驱动件连接一个所述主动轮，两个所述驱动件能够独立驱动相应的所述主动轮以预设转速转动。

根据本实用新型的一些实施例，所述爬壁机器人还包括至少三个避障传感器，所述避障传感器连接于所述清洗盘；沿所述爬壁机器人的行进方向，其中一个所述避障传感器位于所述清洗盘的前侧，沿所述爬壁机器人的宽度方向，其中两个所述避障传感器在两个所述主动轮的排布方向上分别位于所述清洗盘相对的两侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述爬壁机器人还设置有多个防撞杆，所述防撞杆连接所述支架，至少部分所述防撞杆位于所述爬壁机器人的最高点，沿所述爬壁机器人的宽度方向，多个所述防撞杆间隔分布，且每一所述防撞杆的至少部分位于其中一个所述主动轮偏离另一所述主动轮的一侧。

根据本实用新型的一些实施例，沿所述爬壁机器人的行进方向，所述防撞杆的两端设置有弯折部，所述弯折部为弧形结构。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型实施例的爬壁机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的爬壁机器人的俯视图；

图3为本实用新型实施例的爬壁机器人的侧视图；

图4为本实用新型实施例的爬壁机器人的仰视图。

附图标记：清洗盘100、主体110、清洗腔120、毛刷130、浮动连接机构140、活动环150、皮囊160；主动轮200；驱动件300；支架400；万向轮500；第一磁吸件600、第二磁吸件610；避障传感器700；防撞杆800、弯折部810；开口900。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在一些实施例中，参考图1、图2和图4，爬壁机器人包括清洗盘100、两个间隔设置的主动轮200、驱动件300和支架400，清洗盘100贴附于作业面，清洗盘100用于清洗作业面，主动轮200抵接于作业面，两个主动轮200之间安装有第一磁吸件600，第一磁吸件600用于吸附作业面；沿爬壁机器人的前进方向，清洗盘100位于主动轮200的前方；至少部分清洗盘100在两个主动轮200的排布方向上位于主动轮200的外侧；驱动件300驱动主动轮200转动；清洗盘100、主动轮200和驱动件300均连接于支架400。

第一方面，由于沿爬壁机器人的前进方向，清洗盘100位于主动轮200的前方，致使清洗盘100在沿前进方向进行作业时能够直接对前方的作业面进行清洁，且当爬壁机器人对一些死角进行清洗时，清洗盘100能够优先进入死角并对死角进行清洗；进一步地，由于部分清洗盘100在两个主动轮200的排布方向上位于主动轮200的外侧，避免了主动轮200的位置对清洗盘100的作业空间产生影响，扩大了清洗盘100的作业空间，提高清洗效率。第二方面，爬壁机器人在作业面上工作时，第一磁吸件600使主动轮200能够很好地贴附在作业面上，避免爬壁机器人与作业面分离而导致清洗盘100对作业面的清洗不到位。

本实用新型实施例中，参考图2，支架400采用框架式结构，以将清洗盘100、主动轮200和驱动件300进行连接可以减少材料的使用，简化爬壁机器人的构造，减少爬壁机器人的安装工序。

具体地，本实用新型实施例中，将清洗盘100的直径大于两个主动轮200之间的距离，从而保证部分清洗盘100在两个主动轮200的排布方向上位于主动轮200的外侧，提高作业空间。可以理解的是，在其他一些实施例中，还可以通过设置多个清洗盘100，将多个清洗盘100进行拼接，并使拼接后的整体的宽度大于两个主动轮200之间的距离来保证部分清洗盘100在两个主动轮200的排布方向上位于主动轮200的外侧。

本实用新型实施例中，由于驱动清洗刀转动的驱动部件位于清洗盘100的轴心处，因此设置支架400避让于清洗盘100的轴心；另外，支架400相对清洗盘100的中心对称，能保证清洗盘100的平衡。

需要说明的是，本实用新型实施例中将清洗刀设置于清洗腔120内，通过转动清洗刀以实现对作业面的清洗。

在一些实施例中，爬壁机器人还包括负压发生器(未视出)，清洗盘100包括主体110，主体110具有清洗腔120，负压发生器连接于主体110，并能够使清洗腔120保持负压状态。

爬壁机器人在工作过程中，若作业面较为不平整而导致清洗盘100在清洗该部位的作业面时容易被作业面顶起，从而使清洗盘100不能很好地贴附在作业面上进行清洁，因此，通过对清洗腔120保持负压状态，可以使清洗盘100能够被吸附在作业面上，提高清洁效率。

具体地，参照图2和图4，沿爬壁机器人的高度方向，本实用新型实施例于主体110的顶壁开设了若干开口900，开口900与清洗腔120连通，并使各开口900均匀分布于主体110上，负压发生器通过管道穿设各开口900，负压发生器利用真空吸原理，将清洗腔120内的空气进行抽吸，以保证清洗腔120的负压。可以理解的是，负压发生器的种类较多，本领域技术人员能够根据现有的抽吸的装置以实现上述对清洗腔120进行抽吸的目的，在此不作过多陈述。另一方面，由于负压发生器所连接的管道与清洗腔120连通，在负压发生器对清洗腔120进行真空抽吸的过程中，还可以将清洗腔120内清洗出来的垃圾一并吸走，从而实现了负压发生器一式两用的目的。

在一些实施例中，参考图1-图4，沿清洗盘100还包括皮囊160和毛刷130，皮囊160和毛刷130均与主体110连接，且位于主体110和作业面之间，皮囊160环设于毛刷130的外侧，清洗腔120限定于毛刷130的内侧，由于皮囊160在负压状态下的变形度过大时容易损坏，因此设置毛刷130以减缓皮囊160所受的负压压力，具体地，毛刷130和皮囊160均贴附于作业面。

由于皮囊160和毛刷130均为软质材料，在爬壁机器人经过不平整的作业面时，皮囊160的柔性能够使皮囊160产生变形，从而使清洗盘100能时刻贴附在作业面上，进而保证清洗腔120的密闭性，即设置皮囊160可以使清洗盘100不易被不平整的作业面顶起，因此，利用皮囊160的物理特性可以提高负压发生器的工作效率。

进一步地，在负压发生器对清洗腔120进行抽吸的过程中，皮囊160受到一定朝向清洗腔120的吸附力，而由于毛刷130较为密集，因此毛刷130亦能起到一定的密封效果，因此将皮囊160环设于毛刷130的外侧(也即毛刷130环设于皮囊160朝向清洗腔120的一侧)可以减缓皮囊160所受的负压压力。

在一些实施例中，参考图1，清洗盘100还包括浮动连接机构140和活动环150，活动环150套设于主体110，沿爬壁机器人的高度方向，活动环150活动连接主体110，皮囊160和毛刷130连接于活动环150；主体110和活动环150通过浮动连接机构140连接，浮动连接机构140能够自由伸缩。

通过上述设置，可以使毛刷130和皮囊160能沿爬壁机器人的高度方向通过浮动连接机构140进行自由伸缩，从而使皮囊160和毛刷130能更好地适应不同曲率和凹凸不平的作业面。

可以理解的，活动环150能够相对主体110摆动，具体地，浮动连接机构140均匀分布在主体110的外周，当清洗盘100移动到不平整的作业面时，作业面上较为凸起的部分接触的毛刷130和皮囊160将活动环150顶起，与该凸起部分对应的浮动连接机构140收缩，其他浮动连接机构140保持原有状态，当不同浮动连接机构140的伸缩有差异时，活动环150产生摆动，并且由于各浮动连接机构140的伸缩相互独立，能够满足作业面不同区域存在凸起时对浮动连接机构140的伸缩要求，以使皮囊160能够始终贴附于作业面；当清洗盘100从不平整的作业面移动到平整作业面时，呈收缩状态的浮动连接机构140将逐渐伸展至原长度，使原先被顶起的活动环150适应于当下的作业面以保证毛刷130和皮囊160稳定贴附于作业面。因此可以理解到，当清洗盘100经过不同曲率和凹凸不平的作业面时，毛刷130和皮囊160能够通过浮动连接机构140实现自适应，使清洗盘100能时刻贴附于作业面。本实用新型实施例中利用弹簧来实现浮动连接机构140的自由伸缩，可以理解的，控制弹簧的弹性较为简单，因此可以根据实际需要来选择合适的弹簧更有利于控制浮动连接机构140的自由伸缩。在其他一些实施例中，还可以通过设置具有伸缩效果的柔性件以实现浮动连接机构140的自由伸缩。浮动连接机构140的自由伸缩的实现方式有多种，在此不作过多陈述。

在一些实施例中，参考图3，驱动件300位于主动轮200的后方，爬壁机器人还包括万向轮500，沿爬壁机器人的高度方向，万向轮500低于驱动件300，万向轮500抵接于作业面，万向轮500用于保持驱动件300和作业面之间的距离。

通过将驱动件300设置于主动轮200的后方，可以使爬壁机器人的重心能平衡在中间的两个主动轮200之间，提高爬壁机器人的稳定性；在主动轮200的后方设置万向轮500，并于爬壁机器人的高度方向使万向轮500低于驱动件300，可以使万向轮500能够支撑驱动件300，并使驱动件300和作业面之间能够保持一定的距离，还能避免在爬壁机器人的行进过程中，爬壁机器人因失去平衡后接触到作业面而与作业面相互摩擦，进而损坏驱动件300的问题发生。

更进一步地，在一些实施例中，参考图4，爬壁机器人还包括第二磁吸件610，第二磁吸件610在爬壁机器人的前进方向上设置于主动轮200的后方且位于万向轮500的一侧，第二磁吸件610用于吸附作业面，通过在主动轮200的后方设置第二磁吸件610，可以保证万向轮500能更好地贴附在作业面上。

具体地，本实用新型实施例中于爬壁机器人的宽度方向(即主动轮200的排布方向)设置了两个第二磁吸件610，且两个第二磁吸件610分别位于万向轮500相对的两侧，如此设置保证万向轮500在爬壁机器人的宽度方向的平衡，提高万向轮500的稳定性。在其他一些实施例中，第二磁吸件610还可以于爬壁机器人的前进方向上设置于万向轮500的前方和/或后方，如此亦能保证万向轮500能够贴附在作业面上。

在一些实施例中，参考图2或图4，驱动件300设置有两个，每一驱动件300连接一个主动轮200，两个驱动件300能够独立驱动相应的主动轮200以预设转速转动，以单独控制各主动轮200的转速并使两个主动轮200在转动过程中的转速能够相同或不相同，通过控制两个主动轮200之间的差速可以实现对爬壁机器人的转向。

具体地，当两个主动轮200的转速相同时，爬壁机器人沿直线行走；当其中一个主动轮200的转速小于另一个主动轮200的转速时，爬壁机器人将朝转速较小的主动轮200的一侧进行拐弯。

在一些实施例中，参考图1和图2，爬壁机器人还包括至少三个避障传感器700，避障传感器700连接于清洗盘100；沿爬壁机器人的行进方向，其中一个避障传感器700位于清洗盘100的前侧，沿爬壁机器人的宽度方向，其中两个避障传感器700在两个主动轮200的排布方向上分别位于清洗盘100相对的两侧。

在爬壁机器人前进过程中，清洗盘100将最先接触到前方的障碍物，因此在沿爬壁机器人的行进方向以及沿爬壁机器人的宽度方向均设置了避障传感器700以避免清洗盘100碰撞到前方的障碍物。

具体地，当爬壁机器人前进而使避障传感器700触碰到障碍物时，爬壁机器人停止前行，通过两个主动轮200的差速来实现转向，或者直接控制爬壁机器人倒退，再转向。

在一些实施例中，参考图1和图3，爬壁机器人还设置有多个防撞杆800，防撞杆800连接支架400，至少部分防撞杆800位于爬壁机器人的最高点，参考图1和图2，沿爬壁机器人的宽度方向，多个防撞杆800间隔分布，且每一防撞杆800中至少部分位于其中一个主动轮200偏离另一主动轮200的一侧，由于部分防撞杆800位于爬壁机器人的最高点，可以防止爬壁机器人于其自身的高度方向被障碍物磕碰，或当爬壁机器人发生侧翻时，防撞杆800也能起到保护作用。

具体地，参照图1、图2或图3，沿爬壁机器人的前进方向，支架400上连接清洗盘100的一端与防撞杆800的一端连接，如此可以避免防撞杆800影响到清洗盘100的作业空间；防撞杆800的另一端连接于支架400远离清洗盘100的一端，且支架400远离清洗盘100的一端位于爬壁机器人的最尾侧，如此可以扩大防撞杆800对爬壁机器人的保护范围。沿爬壁机器人的宽度方向，使每一防撞杆800中至少一部分位于其中一个主动轮200偏离另一主动轮200的一侧可以使防撞杆800于爬壁机器人的宽度方向亦能保护到爬壁机器人。

在一些实施例中，参考图1或图3，沿爬壁机器人的行进方向，防撞杆800的两端设置有弯折部810，弯折部810为弧形结构，可以理解的，若爬壁机器人发生侧翻时，爬壁机器人与作业面碰撞，而上述的弧形结构具有导向的作用，使爬壁机器人沿弧形结构翻转，减少爬壁机器人因与作业面的碰撞而产生的振动。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.爬壁机器人，用于清洗作业面，其特征在于，包括：

清洗盘，所述清洗盘能够贴附于所述作业面，所述清洗盘用于清洗所述作业面；

两个间隔设置的主动轮，所述主动轮抵接于所述作业面，两个所述主动轮之间安装有第一磁吸件，所述第一磁吸件用于吸附所述作业面；沿所述爬壁机器人的前进方向，所述清洗盘位于所述主动轮的前方；并且至少部分所述清洗盘在两个所述主动轮的排布方向上位于所述主动轮的外侧；

驱动件，所述驱动件用于驱动所述主动轮转动；

支架，所述清洗盘、所述主动轮和所述驱动件均连接于所述支架。

2.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁机器人还包括负压发生器，所述清洗盘包括主体，所述主体具有清洗腔，所述负压发生器连接于所述主体，并能够使所述清洗腔保持负压状态。

3.根据权利要求2所述的爬壁机器人，其特征在于，所述清洗盘还包括皮囊和毛刷，所述皮囊和所述毛刷均与所述主体连接，且位于所述主体和所述作业面之间，所述皮囊环设于所述毛刷的外侧，所述清洗腔限定于所述毛刷的内侧，所述毛刷用于减缓所述皮囊所受的负压压力。

4.根据权利要求3所述的爬壁机器人，其特征在于，所述清洗盘还包括浮动连接机构和活动环，所述活动环套设于所述主体，沿所述爬壁机器人的高度方向，所述活动环活动连接所述主体，所述皮囊和所述毛刷均连接于所述活动环；所述主体和所述活动环通过所述浮动连接机构连接，所述浮动连接机构能够自由伸缩。

5.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述驱动件位于所述主动轮的后方，所述爬壁机器人还包括万向轮，沿所述爬壁机器人的高度方向，所述万向轮低于所述驱动件，所述万向轮抵接于所述作业面，所述万向轮用于保持所述驱动件和所述作业面之间的距离。

6.根据权利要求5所述的爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁机器人还包括第二磁吸件，所述第二磁吸件在所述爬壁机器人的前进方向上设置于所述主动轮的后方且位于所述万向轮的一侧，所述第二磁吸件用于吸附所述作业面。

7.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述驱动件设置有两个，每一所述驱动件连接一个所述主动轮，两个所述驱动件能够独立驱动相应的所述主动轮以预设转速转动。

8.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁机器人还包括至少三个避障传感器，所述避障传感器连接于所述清洗盘；沿所述爬壁机器人的行进方向，其中一个所述避障传感器位于所述清洗盘的前侧，沿所述爬壁机器人的宽度方向，其中两个所述避障传感器在两个所述主动轮的排布方向上分别位于所述清洗盘相对的两侧。

9.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁机器人还设置有多个防撞杆，所述防撞杆连接所述支架，至少部分所述防撞杆位于所述爬壁机器人的最高点，沿所述爬壁机器人的宽度方向，多个所述防撞杆间隔分布，且每一所述防撞杆的至少部分位于其中一个所述主动轮偏离另一所述主动轮的一侧。

10.根据权利要求9所述的爬壁机器人，其特征在于，沿所述爬壁机器人的行进方向，所述防撞杆的两端设置有弯折部，所述弯折部为弧形结构。

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