[实用新型]磁力可变涵道助推爬壁机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及特种机器人技术领域，具体涉及到一种磁力可变涵道助推爬壁机器人。

背景技术

在机器人领域，尤其特种机器人广泛应用于军事、科研、工业、民用等领域。爬壁机器人，因其能代替人从事各种外壁的高危作业而被广泛应用，其中在船舶及核工业领域，磁吸附爬壁机器人的使用，能使船体或大型油罐除锈、打磨、喷漆、探伤等得到明显改进，节省劳动力且减少工人作业的危险性。

例如申请号为200710022762.1，名称为“电厂锅炉水冷壁爬壁机器人”的发明专利，公开了一种电厂锅炉水冷壁爬壁机器人。包括：升降平台、对称装置在升降平台左右侧的两个永磁吸附行走作业装置，永磁吸附行走作业装置包括车体和若干个永磁吸附行走轮组。其优点是，爬壁机器人是靠永磁轮吸附在铁墙面上的，性能稳定，吸附力强，摩擦力大，行走平稳，超载重，可携带各种较重设备，但是磁轮是直接和铁墙面接触的，磁力是恒定不变的，无法进行磁力的调节，不利于机器人在三维铁墙面之间过渡，只能应用于普通的平面。

再例如申请号为201310222443.0，名称为“钢板爬壁机器人”的发明专利，公开了一种钢板爬壁机器人，包括底盘和安装在底盘上的行走装置，行走装置由通过链轮安装在底盘上的履带构成，履带所围成的范围内设有绕组和铁芯，绕组平行于履带饶在铁芯中，通过自制的电磁铁产生磁力。其优点是，装配容易且吸附力强大，但是通过电生磁的原理产生磁力，消耗较多电能，履带及自身电磁绕组会增加机器人自身的重力，不利于其带负载，而且使用履带作为行走装置在三维铁墙面之间过渡时不够灵活。

因此，为解决现有技术的弊端，有必要设计一种磁力可变涵道助推爬壁机器人，通过推杆电机、涵道风扇、磁铁底盘的优化设计，解决机器人在三维铁墙面之间过渡、强负载、灵活控制等难题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有机器人在单一墙面运动、较差的三维壁面过渡可靠性、较小的负载能力三方面综合性能的不足，设计一种磁力可变涵道助推爬壁机器人，使其具有较大负载能力的同时，能够在三维铁墙面之间灵活稳定地过渡。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种磁力可变涵道助推爬壁机器人，包括涵道风扇、橡胶轮、推杆电机、磁力传感器、直流电机、车体、推杆电机支撑板、光轴套筒、同步带、磁铁底盘，其特征在于：所述涵道风扇通过角铝对称固定于所述车体两侧，所述推杆电机固定于所述推杆电机支撑板之上，所述磁力传感器的一端与所述车体连接，另一端与所述推杆电机支撑板连接，所述直流电机通过联轴器与所述橡胶轮连接，所述直流电机安装在所述车体两侧呈中心对称，采用差分驱动方式，所述橡胶轮对称分布于所述车体两侧，所述橡胶轮的同侧轮通过所述同步带连接，所述车体为8mm厚的铝合金材料。

所述磁铁底盘，包括光轴、牛眼轮、永磁铁、底盘连接器、光轴固定架，所述推杆电机的推杆通过所述底盘连接器与所述磁铁底盘连接，所述永磁铁安装于磁铁底盘之上，四个所述永磁铁为长宽及厚度相同的长方体，相邻所述永磁铁磁极互异，四个所述牛眼轮均匀分布安装于所述磁铁底盘之上，所述牛眼轮的直径大于所述永磁铁的厚度。

所述光轴穿过所述光轴套筒至所述车体上表面，所述光轴是保障所述磁铁底盘不发生偏离，当所述推杆电机推动所述磁铁底盘远离所述车体运动，所述永磁铁靠近所述铁墙面，机器人与所述铁墙面之间的磁力增大，当所述推杆电机拉动所述磁铁底盘靠近所述车体运动，所述永磁铁远离所述铁墙面，机器人与所述铁墙面之间的磁力减小。

当爬壁机器人由所述水平地面过渡到铁墙面时，所述磁铁底盘距离所述铁墙面较远，磁力较弱，启动所述涵道风扇提供推力，补偿减小的磁力，当爬壁机器人由所述铁墙面过渡到所述水平铁墙面时，所述磁铁底盘距离所述铁墙面和所述水平铁墙面较远，磁力较弱，启动所述涵道风扇提供推力，补偿减小的磁力和克服一部分自身的重力。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：由于设计了推杆电机位置闭环控制系统，故可通过推杆电机推动磁铁底盘，设定永磁铁与铁墙面的距离来改变磁力，便于机器人在三维铁墙面之间过渡，提高了爬壁机器人的灵活性；由于设计了涵道风扇助推装置，当机器人在壁面转换时，涵道风扇可提供推力，补偿壁面转换时减小的磁力，便于机器人能够稳定地在三维铁墙面之间过渡，增强了爬壁机器人的可靠性；由于机器人磁铁底盘通过永磁铁和牛眼轮配合设计了永磁间隙吸附装置，保证了爬壁机器人具有较强的负载能力的同时，磁铁底盘不会无缝贴合到铁墙面以至于磁力过大爬壁机器人无法在三维铁墙面之间过渡。

附图说明

图1为本实用新型三维模型图。