[实用新型]磁性爬壁机器人及爬壁机器人系统

说明书

本实用新型公开了一种磁性爬壁机器人及爬壁机器人系统。所述磁性爬壁机器人包括机器人主体以及与机器人主体连接的至少两个支撑腿，支撑腿至少具有两个方向的活动自由度，支撑腿还与电控永磁吸附机构连接，电控永磁吸附机构用以与导磁金属壁面配合，电控永磁吸附机构包括导磁轭铁以及设置在导磁轭铁上的相互配合的两个以上主磁体和一个以上可逆磁体，可逆磁体上绕制有励磁线圈，当向励磁线圈输入第一激励电流时，电控永磁吸附机构为充磁状态并与导磁金属壁面吸附，而当向励磁线圈输入第二激励电流时，电控永磁吸附机构为退磁状态并与导磁金属壁面脱离。所述的磁性爬壁机器人无需持续通电即可保持吸附或释放状态，提高了爬壁机器人续航能力。

技术领域

本实用新型涉及一种爬壁机器人，特别涉及一种磁性爬壁机器人及爬壁机器人系统，属于行走机器人技术领域。

背景技术

爬壁机器人可以在倾斜壁面、竖直壁面甚至天花板上运动，并通过携带工具完成一定的任务，可在各种不适宜人类从事的作业环境下工作，如核工业和石化行业的罐体检测、船舶行业的除锈和喷涂等。爬壁机器人最重要的技术包括移动控制和吸附控制，其中吸附控制是爬壁机器人与其他类型机器人最显著的区别，因此也是爬壁机器人技术研究的核心内容。

通常的，爬壁机器人的吸附控制技术主要有三种：负压吸附、防生吸附和磁场吸附。其中，负压吸附具有良好的壁面材料适应性，但由风机、气管和气泵等构成的负压装置结构复杂、体积大且吸附力有限；仿生吸附是利用人造绒毛等材料制作触手，创新性很强，但目前实用化的产品很少。磁场吸附是利用磁场产生的作用力，吸附力较大但只适合在导磁材料表面上使用。按移动机构的不同，可分为腿足式、车轮式和履带式。按照磁力来源的不同，通常分为电磁式和永磁式。电磁式的如公开号为CN201610653897一种四足式电磁吸附爬壁机器人中披露了一种磁性爬壁机器人的制造方法，其特征在于底部装有电磁吸盘。但采用电磁铁作为吸附手段时，需要通电才能保持吸附状态，当电量不足或者突然断电时，爬壁机器人会失去吸附力。CN203793467U基于磁性座原理的爬壁机器人中披露了一种磁性爬壁机器人的制作原理，其主要特征是采用永磁体提供磁场产生吸力，不用通电才有磁性，但其采用机械结构换向，一是增加了足部结构的复杂程度，当足部结构较小时尤为如此；二是机械结构必然带来磨损问题，使得故障的可能性增加。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种磁性爬壁机器人及爬壁机器人系统，主要适用于可导磁的铁或钢材等材料表面，应用领域包括罐体/管道检测、高层焊接、船体除锈喷漆等，以克服现有技术的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种磁性爬壁机器人，包括机器人主体以及与机器人主体连接的至少两个支撑腿，所述支撑腿至少具有两个方向的活动自由度，所述支撑腿还与电控永磁吸附机构连接，所述电控永磁吸附机构用以与导磁金属壁面配合，所述电控永磁吸附机构包括导磁轭铁以及设置在导磁轭铁上的相互配合的两个以上主磁体和一个以上可逆磁体，所述可逆磁体上绕制有励磁线圈，当向所述励磁线圈输入第一激励电流时，所述电控永磁吸附机构为充磁状态并与导磁金属壁面吸附，而当向所述励磁线圈输入第二激励电流时，所述电控永磁吸附机构为退磁状态并与导磁金属壁面脱离，所述第一激励电流与第二激励电流的方向相反。

进一步的，两个以上所述主磁体均为永磁体，所述可逆磁体为永磁体。

更进一步的，所述主磁体为高矫顽力永磁体，所述可逆磁体为低矫顽力永磁体。

优选的，所述主磁体的材质包括永磁铁氧体、钐钴或钕铁硼中的任意一种，但不限于此。

优选的，所述主磁体的矫顽力为600-2000kA/m。

优选的，所述可逆磁体的材质包括锰铝碳、铝镍钴或铁铬钴中的任意一种，但不限于此。

优选的，所述可逆磁体的矫顽力为30-200kA/m。