[发明专利]一种爬壁机器人

说明书

本发明公开了一种爬壁机器人，包括车架、设在车架上的驱动系统、与驱动机构连接的磁轮，驱动系统包括设在车架上的电机、与电机连接并用于驱动磁轮运动的传动机构，传动机构设在车架上，磁轮包括磁体模块、设在磁体模块外侧且外径大于磁体模块的圆环滚动件，磁体模块、圆环滚动件均与传动机构连接。本发明直接通过磁轮机构完成壁面过渡，控制系统简单，达到壁面过渡高稳定性的效果。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其是涉及一种爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人是种可以在各式各样壁面上攀爬、携带作业工具及附属设备并完成特定作业的移动机器人，被开发用于探索，检查，墙壁清洁和救援研究领域，主要代替人从事危险、繁重的现场作业，无需安装脚手架，可提高作业效率、提升作业质量并保证作业安全。但目前大多数机器人只能进行平面爬升，没有过渡能力。但在真实工作中，包含各种结构与障碍的环境，平面与平面之间的过渡是必不可少的。为了实现稳定和快速的攀爬，爬壁机器人需要具备壁面过渡能力。

申请号为2017100147777的中国专利“一种吸附在钢铁壁面的爬壁机器人”，该机器人包括前后两个结构相同的爬行车，在两车体之间设计了由电机驱动的转动关节，通过改变前后车体之间的角度完成壁面过渡，控制较为复杂。申请号为2017107478249的中国专利“一种可实现直角壁面过渡的永磁吸附爬壁机器人”，该机器人包括前后相同的移动模块，通过合页式的铰链连接，在直角壁面过渡时，前后车体被动改变夹角，完成壁面过渡，该机构无法提供稳定的壁面过渡能力。申请号为201811312586.X的中国专利“一种具备壁面过渡功能的爬壁机器人”，该机器人包括履带式行走的前车段和后车段，前后车段可以通过一定位机构改变角度，完成壁面过渡。目前具备壁面过渡能力的爬壁机器人大多为多段式的车体结构，通过改变前后车体之间夹角完成壁面过渡，整体车体结构和控制系统复杂，缺乏稳定性。

发明内容

本发明的目的在于针对上有技术现状，提出一种爬壁机器人，该机器人直接通过磁轮完成壁面过渡，控制简单，达到壁面过渡高稳定性的效果。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种爬壁机器人，包括车架、设在车架上的驱动系统、与驱动机构连接的磁轮，驱动系统包括设在车架上的电机、与电机连接并用于驱动磁轮运动的传动机构，传动机构设在车架上，磁轮包括磁体模块、设在磁体模块外侧且外径大于磁体模块的圆环滚动件，磁体模块、圆环滚动件均与传动机构连接；

磁轮通过磁体模块吸附在壁面上，电机控制传动机构转动，传动机构转动从而带动磁体模块和圆环滚动件向前运动；磁轮遇到壁面时，磁体模块相对圆环滚动件做内切运动使磁轮完成壁面过渡。磁体模块能相对所述圆环滚动件做内切运动过程为圆环滚动件由于接触壁面，保持静止，此时磁体模块仍要做旋转运动，磁体模块与圆环滚动件相切面产生较大的摩擦力，使圆环滚动件沿相切面向上运动，同时，磁体模块受到壁面的吸引力作用给圆滚动件向上运动提供动力，使磁轮完成壁面过渡。

作为优选，传动机构包括设在车架上的箱体、设在箱体上的齿轮组件、用于带动齿轮组件和磁轮转动的传动轴组件，传动轴组件分别与电机、齿轮组件、磁轮连接。电机转动带动传动轴组件转动，传动组件转动带动齿轮组件和磁轮转动。

作为优选，传动轴组件包括电机连接轴、磁轮驱动轴，电机连接轴分别与电机、齿轮组件连接，磁轮驱动轴分别与齿轮组件、磁体模块、圆环滚动件连接。电机转动带动电机连接轴转动，电机连接轴转动带动齿轮组件转动，齿轮组件转动带动磁轮驱动轴转动，磁轮驱动轴转动带动磁轮转动。

作为优选，齿轮组件包括与电机连接轴连接的主动齿轮、传动齿轮、与磁轮驱动轴连接的驱动齿轮，传动轴组件还包括与传动齿轮连接的齿轮传动轴。电机转动带动电机连接轴转动，电机连接轴转动带动主动齿轮转动，主动齿轮转动带动传动齿轮转动，传动齿轮转动带动齿轮传动轴和驱动齿轮转动，驱动齿轮转动带动磁轮驱动轴转动，磁轮驱动轴转动带动磁轮转动。