爬壁机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种爬壁机器人。


背景技术：

2.电站锅炉炉内受热面检查一直属于高危险性作业，在水冷壁或者水平烟道受热面进行检查前，需搭设脚手架或升降平台，检验人员需佩戴安全带，携带仪器，站在升降平台或爬在几十米高的脚手架上进行检查，存在高空作业风险；另外，锅炉炉内环境通常含尘量较大、较闷热，光线不足，传统的炉内检查工作无法避开搭设摘除升降平台或脚手架工作，这项工作一般需在炉膛完全冷却后2-3天才能完成，增加了检修时间，而且本身就属于高空危险作业范畴，同样存在人员高空坠落、高空落物伤人风险。
3.在现有技术中，也出现了可以适用于铁质壁面的爬壁机器人，其具体原理是通过在履带上设置多个磁铁，从而让履带可以吸附在铁质壁面行走。而现阶段的爬壁机器人在对壁面进行检测时，基本就是让壁面检测器对爬壁机器人走过的直线路径进行检测，对于壁面的检测数据少，检测效率低。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种爬壁机器人，以解决现有技术中爬壁机器人对壁面检测效率低的技术问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种爬壁机器人，包括机器人主体和壁面检测器，爬壁机器人包括：安装架，设置在机器人主体上；滑轨组件，安装在安装架上，壁面检测器安装在滑轨组件上；连杆驱动组件，安装在安装架上，与壁面检测器驱动连接，用于驱动壁面检测器在滑轨组件上往复运动。
6.在一个实施方式中，滑轨组件包括：滑轨，沿机器人主体的宽度方向延伸设置在安装架上；滑动座，可滑动地安装在滑轨上，壁面检测器安装在滑动座上，连杆驱动组件与滑动座驱动连接。
7.在一个实施方式中，连杆驱动组件包括：转动驱动件，固定设置在安装架上；驱动连杆，驱动连杆的第一端与转动驱动件相连；从动连杆，从动连杆的第一端与驱动连杆的第二端铰接，从动连杆的第二端与滑动座铰接。
8.在一个实施方式中，转动驱动件为电机，驱动连杆为安装在电机的输出轴上的凸轮。
9.在一个实施方式中，滑动座上设置有连接板，壁面检测器通过连接板安装在滑动座上。
10.在一个实施方式中，爬壁机器人还包括图像采集器和转动机构，图像采集器通过转动机构安装在安装架上。
11.在一个实施方式中，转动机构包括减速电机和转动支架，转动支架安装在减速电机的输出端，图像采集器安装在转动支架上。
12.在一个实施方式中，转动机构还包括垫板，减速电机通过垫板安装在安装架上。
13.在一个实施方式中，爬壁机器人还包括补光灯，补光灯安装在安装架上。
14.在一个实施方式中，安装架安装在机器人主体的前侧，机器人主体的后侧安装有供电接口和通讯接口。
15.应用本发明的技术方案，当机器人主体携带壁面检测器在待检测的避免运行时，连杆驱动组件驱动壁面检测器在滑轨组件上往复运动，让壁面检测器可以检测到爬壁机器人行走方向上更宽的检测区域，提高对于壁面的检测数据，提高检测效率。
16.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
17.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本发明的爬壁机器人的实施例的立体结构示意图；
19.图2示出了图1的爬壁机器人的正面结构示意图；
20.图3示出了图1的爬壁机器人的背面结构示意图。
21.其中，上述附图包括以下附图标记：
22.10、机器人主体；20、中央控制台；30、履带；40、安装架；51、滑轨；52、滑动座；53、连接螺栓；54、连接板；55、壁面检测器；56、转动驱动件；57、驱动连杆；58、从动连杆；61、垫板；62、减速电机；63、转动支架；64、图像采集器；70、补光灯；80、供电接口；90、通讯接口。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
25.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.图1示出了本发明的爬壁机器人的实施方式，该爬壁机器人包括机器人主体10和壁面检测器55，爬壁机器人包括安装架40、滑轨组件和连杆驱动组件。其中，安装架40设置在机器人主体10上，滑轨组件安装在安装架40上，壁面检测器55安装在滑轨组件上。连杆驱动组件安装在安装架40上，并与壁面检测器55驱动连接，用于驱动壁面检测器55在滑轨组件上往复运动。
28.应用本发明的技术方案，当机器人主体10携带壁面检测器55在待检测的避免运行时，连杆驱动组件驱动壁面检测器55在滑轨组件上往复运动，让壁面检测器55可以检测到爬壁机器人行走方向上更宽的检测区域，提高对于壁面的检测数据，提高检测效率。
29.可选的，如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，滑轨组件包括滑轨51和滑动座52，滑轨51沿机器人主体10的宽度方向延伸设置在安装架40上，滑动座52可滑动地安装在滑轨51上，壁面检测器55安装在滑动座52上，连杆驱动组件与滑动座52驱动连接。通过滑轨51可以限定壁面检测器55的运行轨迹，滑动座52在滑轨51上运行的更加顺畅，可以让壁面检测器55更高效的检测。
30.作为一种优选的实施方式，如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，连杆驱动组件包括转动驱动件56、驱动连杆57和从动连杆58。其中，转动驱动件56固定设置在安装架40上，驱动连杆57的第一端与转动驱动件56相连，从动连杆58的第一端与驱动连杆57的第二端铰接，从动连杆58的第二端与滑动座52铰接。在使用时，转动驱动件56带动驱动连杆57转动，由于从动连杆58铰接在转动驱动件56和与滑动座52之间，转动的驱动连杆57就会让从动连杆58往复摆动，从而让滑动座52带动壁面检测器55往复运动。可选的，在本实施例的技术方案中，转动驱动件56为电机，驱动连杆57为安装在电机的输出轴上的凸轮。
31.更为优选的，滑动座52上设置有连接板54，壁面检测器55通过连接板54安装在滑动座52上。具体的，滑动座52的表面四周固定连接有连接螺栓53，滑动座52的底部通过连接螺栓53固定连接连接板54，连接板54的底部固定安装有壁面检测器55。可选的，在本实施例的技术方案中，壁面检测器55为电磁超声测厚仪，电磁超声测厚仪距离壁面3-5mm。
32.可选的，转动驱动件56为步进电机，步进电机安装在安装架40的内部固定，步进电机的输出端固定连接有凸轮，凸轮的一端铰接有从动连杆58，从动连杆58的一端铰接在滑动座5252的一侧。具体使用时，步进电机转动时带动输出端固定连接的凸轮57跟随转动和，凸轮57转动带动一端铰接的从动连杆58跟随转动，从动连杆58带动一端铰接的滑动座52在滑轨51表面滑动，滑动座52滑动带动底部安装的电磁超声测厚仪跟随移动从而对烟道内壁的多处位置进行探测，使得探测更多的数据便于了解烟道内壁的状态。
33.作为一种优选的实施方式，如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，爬壁机器人还包括图像采集器64和转动机构，图像采集器64通过转动机构安装在安装架40上。在使用时，通过图像采集器64可以对烟道内壁的灰尘分布进行拍摄影像和图片，转动机构可以调节图像采集器64进行更多方位的拍摄。可选的，在本实施例的技术方案中，转动机构包括减速电机62和转动支架63，转动支架63安装在减速电机62的输出端，图像采集器64安装在转动支架63上。在使用时，减速电机62转动带动输出端固定连接的转动支架63跟随转动，转动支架63转动带动顶部安装的图像采集器64跟随转动，从而调节图像采集器64进行多方位对烟道内壁的灰尘分布进行拍摄影像和图片。优选的，在本实施例的技术方案中，图像采集器64为高清摄像仪。
34.作为一种可选的实施方式，为了使得便于拍摄，在本实施例的技术方案中，转动机构还包括垫板61，减速电机62通过垫板61安装在安装架40上。在安装时，垫板61的表面固定安装减速电机62，用于支撑安装减速电机62，
35.如图3所示，为了使得具有照明功能，在本实施例的技术方案中，爬壁机器人还包括补光灯70，补光灯70安装在安装架40上。使用时，爬壁机器人在行进过程中通过补光灯70的照明可以清晰的为图像采集器64进行提供拍照亮度，同时便于观察前进的方向，绕开障碍物，实现自主避让。
36.为了使得进行供电和传输信息，如图3所示，在本实施例的技术方案中，安装架40安装在机器人主体10的前侧，机器人主体10的后侧安装有供电接口80和通讯接口90。供电接口80可以实现采用有源电缆供电，满足系统动力需求；通讯接口90与采用满足通讯要求的有线通讯电缆进行连接，满足通讯系统长期稳定运行。
37.除了上述的结构之外，如图1所示，机器人主体10的顶部安装有中央控制台20，爬壁机器人的两侧均安装有履带30，爬壁机器人的前端中部固定安装有安装架40，安装架40的前端固定安装有壁面检测器55和图像采集器64，壁面检测器55用于探测烟道内壁的厚度，检测数据传送到中央控制台最终通过通讯接口90传送至控制终端，为操作人员提供数据记录。
38.在本实施例中，壁面检测器55、转动驱动件56、减速电机62、图像采集器64、补光灯70均与中央控制台20电性连接，中央控制台20与通讯接口90电性连接，通讯接口90和供电接口80均与外接电源电性连接。具体使用时，当通讯接口90和供电接口80与外接电源连接后，中央控制台20接通电源后运行，将控制转动驱动件56和减速电机62运行带动壁面检测器55和图像采集器64进行收集数据，检测数据传送到中央控制台20最终通过通讯接口90传送至控制终端，为操作人员提供数据记录。
39.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
40.1、通过设有的壁面检测器55，安装架前端安装的滑轨51表面滑动连接有滑动座52，滑动座52底部固定连接的连接板用于安装壁面检测器55，壁面检测器55的探测端距离烟道3-5mm用于探测烟道内壁的厚度，检测数据传送到中央控制台最终通过通讯接口90传送至控制终端，为操作人员提供数据记录；
41.2、通过设有的图像采集器64，安装在安装架顶部的垫板61用于支持减速电机62，减速电机62转动带动输出端固定连接的转动支架63跟随转动，转动支架63转动带动顶部安装的图像采集器64跟随转动，从而通过图像采集器64对烟道内壁的灰尘分布进行拍摄影像和图片，拍摄的图片通过中央控制台传送到通讯接口90，并最终传送到控制终端，便于掌握烟道内部状况。
42.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附
图中不需要对其进行进一步讨论。
43.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。