一种多体磁吸附式曲面自适应爬壁机器人的制作方法

1.本实用新型涉及爬壁机器人技术领域，尤其涉及一种多体磁吸附式曲面自适应爬壁机器人。


背景技术：

2.爬壁机器人是移动机器人中的一类，在特种作业中有着广泛的应用，近年来随着机器人技术的不断进步，爬壁机器人也成为机器人学研究的重要论题之一。相对于加速发展的机器人技术，社会发展中生产、服务、环保等方面对于爬壁机器人的需求也越来越迫切。与工业机器人和地面移动机器人不同，爬壁机器人一般受重力影响较大，因此其工作环境复杂性、结构设计原则和控制方法等更为特殊，这也给该类机器人的广泛应用带来了诸多的难点和挑战。尽管如此，研究一种具有小型化、低功耗、可无缆工作、对各种结构适应性强等特点的爬壁机器人一直以来都是科学研究和工程研究工作不断积极探索的目标，在将来建筑物检测、壁面清洗、管道维护、极限环境侦测、灾害救援等领域爬壁类机器人有着广阔的应用前景。
3.目前研制的爬壁机器人大多是针对垂直壁面或较大曲率半径的壁面,适用于中小型曲率壁面作业的机器人则研究较少。为了满足化工储罐、大型船舶、油气管道等无损检测与防腐作业领域对爬壁机器人的迫切需求，本项目开展对曲面自适应磁吸四足爬壁机器人的研究。曲面自适应磁吸四足爬壁机器人采用一种基于永磁电磁相结合吸附原理的爬壁机器人机械结构，能够自适应不同曲率半径的钢制曲面，实现全方位移动，提高作业效率和质量。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种多体磁吸附式曲面自适应爬壁机器人。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种多体磁吸附式曲面自适应爬壁机器人，包括上主体板和下主体板，所述上主体板和下主体板之间前后侧左右方向上分别安装有第一舵机，所述第一舵机输出端转动连接有第二舵机，所述第二舵机输出端转动连接有第三舵机，所述第三舵机输出端转动连接有爬壁脚组件。
7.进一步地，所述爬壁脚组件包括中心吸附脚，所述中心吸附脚四周外围端均匀连接有辅助爬壁脚，所述辅助爬壁脚包括转动座，所述转动座上转动连接有转动杆，所述转动杆上转动连接有支板，所述支板下端固定连接有辅助吸附脚。
8.进一步地，所述中心吸附脚和辅助吸附脚包括圆框，所述圆框内顶部安装有电磁铁，所述电磁铁下端固定连接压缩弹簧一端，所述压缩弹簧另一端固定连接有吸附永磁铁。
9.进一步地，所述第一舵机的输出端竖直设置，所述第二舵机和第三舵机的输出端纵向设置。
10.相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
11.本实用新型采用足式移动机构，通过离散地面支撑，实现机器人精确稳定的直线移动；采用多个扭矩大、精度高、速度快的舵机相结合，实现机器人作业表面全方位灵活移动；机器人高性能磁吸附装置配置三个方位自适应吸附单元，基于三点共面原理，可被动自适应作业表面曲率变化，同时采用电磁与永磁相结合的吸附形式，在确保机器人失电状态下在作业表面可靠吸附的同时，可通过调整电磁铁电流控制磁场强度，实现机器人运动过程中吸附装置的可靠吸附与灵活抬起。
附图说明
12.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
13.图1为本实用新型提出的一种多体磁吸附式曲面自适应爬壁机器人的立体结构示意图；
14.图2为本实用新型提出的一种多体磁吸附式曲面自适应爬壁机器人的爬壁脚组件结构示意图；
15.图3为本实用新型提出的一种多体磁吸附式曲面自适应爬壁机器人的吸附脚截面结构示意图。
16.图中：1-下主体板、2-上主体板、3-第一舵机、4-第二舵机、5-第三舵机、6-爬壁脚组件、7-中心吸附脚、8-支板、9-转动杆、10-转动座、11-辅助吸附脚、12-电磁铁、13-圆框、14-压缩弹簧、15-吸附永磁铁。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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。
19.参照图1-3，一种多体磁吸附式曲面自适应爬壁机器人，包括上主体板2和下主体板1，所述上主体板2和下主体板1之间前后侧左右方向上分别安装有第一舵机3，所述第一舵机3输出端转动连接有第二舵机4，所述第二舵机4输出端转动连接有第三舵机5，所述第三舵机5输出端转动连接有爬壁脚组件6。
20.本实用新型面向化工储罐、大型船舶、油气管道等无损检测与防腐作业领域对爬壁机器人的迫切需求，针对现有爬壁机器人普遍存在的曲率适应性欠佳、运动灵活性不足等突出问题，提出一种能够被动自适应作业表面曲率变化，实现作业表面全方位灵活移动与障碍跨越的新型爬壁机器人移动机构；
21.本实用新型包括上主体板2和下主体板1，上主体板2和下主体板1之间前后侧左右方向上分别安装有第一舵机3，第一舵机3输出端转动连接有第二舵机4，第二舵机4输出端
转动连接有第三舵机5，第三舵机5输出端转动连接有爬壁脚组件6，采用足式移动机构，通过离散地面支撑，实现机器人精确稳定的直线移动；采用多个扭矩大、精度高、速度快的舵机相结合，实现机器人作业表面全方位灵活移动。
22.所述爬壁脚组件6包括中心吸附脚7，所述中心吸附脚7四周外围端均匀连接有辅助爬壁脚，所述辅助爬壁脚包括转动座10，所述转动座10上转动连接有转动杆9，所述转动杆9上转动连接有支板8，所述支板8下端固定连接有辅助吸附脚11。
23.本实用新型中的中心吸附脚7外配置三个方位自适应辅助吸附脚11，基于三点共面原理，可被动自适应作业表面曲率变化，控制更加便利，吸附效果极佳。
24.所述中心吸附脚7和辅助吸附脚11包括圆框13，所述圆框13内顶部安装有电磁铁12，所述电磁铁12下端固定连接压缩弹簧14一端，所述压缩弹簧14另一端固定连接有吸附永磁铁15。
25.本实用新型同时采用电磁与永磁相结合的吸附形式，在确保机器人失电状态下在作业表面可靠吸附的同时，可通过调整电磁铁电流控制磁场强度，实现机器人运动过程中吸附装置的可靠吸附与灵活抬起，具体的，机器人中的吸附脚在吸附时，电磁铁12断电，此时的吸附永磁铁15伸出圆框13外，与施工壁吸附，移动过程中，部分吸附脚抬起，可以为电磁铁12通电，电磁铁12通电后，其向上吸引吸附永磁铁15，将吸附永磁铁15吸入圆框13内，即可抬起，综上所述，实现爬壁机器人的灵活爬壁作业。
26.所述第一舵机3的输出端竖直设置，所述第二舵机4和第三舵机5的输出端纵向设置。
27.本实用新型采用多个扭矩大、精度高、速度快的舵机相结合，实现机器人作业表面全方位灵活移动。
28.本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型面向化工储罐、大型船舶、油气管道等无损检测与防腐作业领域对爬壁机器人的迫切需求，针对现有爬壁机器人普遍存在的曲率适应性欠佳、运动灵活性不足等突出问题，提出一种能够被动自适应作业表面曲率变化，实现作业表面全方位灵活移动与障碍跨越的新型爬壁机器人移动机构；
29.本实用新型包括上主体板2和下主体板1，上主体板2和下主体板1之间前后侧左右方向上分别安装有第一舵机3，第一舵机3输出端转动连接有第二舵机4，第二舵机4输出端转动连接有第三舵机5，第三舵机5输出端转动连接有爬壁脚组件6，采用足式移动机构，通过离散地面支撑，实现机器人精确稳定的直线移动；采用多个扭矩大、精度高、速度快的舵机相结合，实现机器人作业表面全方位灵活移动；
30.本实用新型同时采用电磁与永磁相结合的吸附形式，在确保机器人失电状态下在作业表面可靠吸附的同时，可通过调整电磁铁电流控制磁场强度，实现机器人运动过程中吸附装置的可靠吸附与灵活抬起，具体的，机器人中的吸附脚在吸附时，电磁铁12断电，此时的吸附永磁铁15伸出圆框13外，与施工壁吸附，移动过程中，部分吸附脚抬起，可以为电磁铁12通电，电磁铁12通电后，其向上吸引吸附永磁铁15，将吸附永磁铁15吸入圆框13内，即可抬起，综上所述，实现爬壁机器人的灵活爬壁作业。
31.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范
围之内。