[实用新型]一种具有壁面自适应能力的爬壁机器人用轮式越障机构

说明书

一种具有壁面自适应能力的爬壁机器人用轮式越障机构，包括两个轮式驱动机构、非接触磁吸附机构、丝杆机构以及两个弹簧机构。轮式驱动机构放置于丝杆机构的两侧并与丝杆机构固定连接，非接触磁吸附机构放置于轮式驱动机构的下方并与丝杆机构底部固定连接，弹簧机构分别固装于轮式驱动机构内部，并与非接触磁吸附机构连接。本实用新型实现了非接触磁吸附轮式机构的越障以及磁吸附力的调节，克服了现有磁吸附轮式机构越障能力有限以及磁吸附力不可调节的缺点；非接触磁吸附机构磁吸附力的调节发生在轮式驱动机构与壁面接触之后，磁吸附力的调节可以不受壁面条件的限制，具有很强的壁面自适应能力。

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域。

背景技术

爬壁机器人是一种能够携带作业工具在各式各样的壁面上实现特定作业功能的特种机器人，可以替代人在危险、极限等环境下作业，在建筑清洗、船舶焊接、核储罐检测等领域具有广阔的应用前景。

吸附机构和行走机构是爬壁机器人实现壁面安全、高效作业的关键组成部分。常用的吸附方式主要有负压吸附和磁吸附，其中永磁吸附由于具有结构小、吸附力大、无需提供能源等特点，被铁磁环境下工作的爬壁机器人广泛采用。常用的行走方式主要有腿足式、履带式和轮式，其中轮式行走方式由于具有运动灵活、平稳等特点，被从事检测、焊接等作业的爬壁机器人所采用。

现有的永磁吸附轮式爬壁机器人普遍存在磁吸附力不可调节，不具备越障能力或越障能力有限的问题。

中国专利申请号201620441879.8记载了“一种新型轮式永磁吸附爬壁机器人”，涉及了磁吸附轮式爬壁机器人的吸附和移动技术，采用永磁轮和非接触磁吸附机构相配合的方式，提高了机器人壁面适应能力。

该专利虽然在一定程度上提高了机器人的壁面适应能力，但机器人底盘高度决定了其越障能力，其越障能力十分有限；磁吸附机构相对机器人的位置固定，磁吸附力不可调节，在越障或弧形壁面作业时，其磁吸附力将会衰减，增加了机器人的作业风险。

中国专利申请号201010289541.2记载了一种“磁吸附力可调节的爬壁机器人用轮式越障机构”，机构采用非接触式永磁吸附，并利用差动螺旋原理通过丝杆机构实现磁吸附力的调节以及机构的越障。

该专利虽然通过差动螺旋原理实现了磁吸附力的调节和机构的越障，但是丝杆与磁吸附机构、驱动轮组之间均为刚性连接，磁吸附机构与驱动轮组之间的相对位置和驱动轮组升降的高度一一对应，该机构只对于平面或曲率半径大的壁面才有效，而对于小曲率半径的壁面，当驱动轮组与壁面接触时，磁吸附机构会因为未到达预设的位置而失效，从而使机器人存在跌落的风险。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出了一种具有壁面自适应能力的爬壁机器人用轮式越障机构，解决现有磁吸附机构和轮式移动机构存在的问题，该机构具有越障和磁吸附力的调节的功能，且具有壁面自适应能力，能够适应不同类型的壁面。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

本实用新型所述的一种具有壁面自适应能力的爬壁机器人用轮式越障机构，包括两个轮式驱动机构、非接触磁吸附机构、丝杆机构以及两个弹簧机构，两个轮式驱动机构放置于丝杆机构的两侧并与丝杆机构固定连接，非接触磁吸附机构放置于两个轮式驱动机构的下方并与丝杆机构底部固定连接，两个弹簧机构分别固装于两个轮式驱动机构内部，并与非接触磁吸附机构连接，通过驱动丝杆机构能够实现丝杆机构、轮式驱动机构以及非接触磁吸附机构相对于机器人本体的上升与下降。

所述的两个轮式驱动机构的结构完全相同，均包括：驱动轮、箱体、大齿轮、齿轮轴、小齿轮、安装法兰Ⅰ以及驱动电机Ⅰ，其中：驱动轮安装在箱体侧面，大齿轮套装于齿轮轴上，并与小齿轮一同安装在箱体内部，驱动电机Ⅰ通过安装法兰Ⅰ安装于箱体侧面，驱动电机Ⅰ通过驱动小齿轮并带动大齿轮和齿轮轴，最终实现对驱动轮的驱动。