[发明专利]自适应曲率装置、基于永磁吸附的立面作业机器人

说明书

本发明为自适应曲率装置、基于永磁吸附的立面作业机器人，该装置包括：框架结构、减震弹簧、丝杠一、滑块、上连杆、下连杆、两个运动控制盒，所述框架结构沿高度方向延伸，框架结构的下部框架内固定安装伺服电机二，伺服电机二的输出端与丝杠一固定连接，丝杠一的上部固定在框架结构上；所述丝杠一上螺纹连接有滑块；所述运动控制盒为半包围结构；运动控制盒的敞开侧的上下分别铰接上连杆和下连杆，上连杆和下连杆的另一端铰接在框架结构不同高度的位置处；所述减震弹簧铰接于滑块和运动控制盒的封闭侧的上端。同等条件下该机器人吸附力强、能够适应大小曲率的曲面以及平面，能够完全贴合曲面，能高效完成除锈作业。

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，尤其是自适应曲率装置及应用该装置的永磁吸附立面作业机器人。

背景技术

随着自动化水平的提高，发明立面作业机器人应用于桥梁探测、船舶除锈、石化储油罐除锈和清洁、压力容器检修等领域的工程构想成为可能。目前国内在该领域内的立面作业大多采用人工方式，作业之前需先花费大量的人力物力搭建脚手架，存在作业效率低下、人员工作风险等级高及环境污染等不足。为了解决这一问题，亟需发明一款代替人工的立面作业机器人，由于轮式结构机器人工作速度快、效率高，结构灵活易调整，适用于平面及不同曲率的立面环境，因此本发明为基于轮式结构的立面作业机器人。

现有立面作业机器人通常包括车体及两侧轮组，机体内大多无柔性变形装置，不能自适应作业面曲率，只能适应平面和小曲率的曲面，不适用于较大曲率的曲面。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出基于自适应曲率装置及应用该机构的永磁吸附立面作业机器人。

本发明提供的第一方面的技术方案是：自适应曲率装置，其特征在于，该装置包括：框架结构、减震弹簧、丝杠一、滑块、上连杆、下连杆、两个运动控制盒，

所述框架结构沿高度方向延伸，框架结构的下部框架内固定安装伺服电机二，伺服电机二的输出端与丝杠一固定连接，丝杠一的上部固定在框架结构上；所述丝杠一上螺纹连接有滑块；两个运动控制盒对称设置在框架结构的两侧；

所述运动控制盒为半包围结构，运动控制盒内固定安装有用于驱动操作对象移动的伺服电机一；运动控制盒的敞开侧的上下分别铰接上连杆和下连杆，上连杆和下连杆的另一端铰接在框架结构不同高度的位置处；

所述减震弹簧铰接于滑块和运动控制盒的封闭侧的上端。

自适应曲率装置还包括有控制系统，控制系统用于接收超声波传感器的距离变化信息，并根据该信息控制伺服电机二的工作状态，使自适应曲率装置能够适应曲面变化。

本发明第二方面的技术方案是：一种基于永磁吸附的立面作业机器人，包括车体、车轮，其特征在于，该机器人还包括上述的自适应曲率装置；在车体前后两侧对称固定两个自适应曲率装置，自适应曲率装置的框架结构与车体固定在一起，每个自适应曲率装置中的伺服电机一伸出运动控制盒的封闭端固定连接车轮。

所述车轮为永磁车轮，两个永磁车轮对称安装在一个自适应曲率装置上，运动控制盒设在永磁车轮的内侧；所述永磁车轮包括：第一轮毂、环形磁铁、第二轮毂；所述环形磁铁设在所述第一轮毂上，所述第一轮毂与所述环形磁铁两侧限定出一定距离；所述第二轮毂设在所述环形磁铁与所述第一轮毂两侧。

所述车体包括支撑平台，支撑平台的前后端下部通过L型连接架与两个自适应曲率装置固连，支撑平台上安装有丝杠升降平台，在丝杠升降平台上安装作业需求装置，丝杠升降平台能够使作业需求装置上下移动；优选作业需求装置为高压水射流装置。

所述高压水射流装置包括：超高压旋转喷头、高压钢丝防爆水管、十字夹钢圆管固定架连接件一、十字夹钢圆管固定架连接件二、转换轴；