[发明专利]一种多运动模式三轮自适应磁力爬壁机器人

说明书

本发明提供一种多运动模式三轮自适应磁力爬壁机器人，包括主结构板、前驱转向模块、后轮差速驱动模块、视觉模块、控制板、一个前磁性轮、两个后磁性轮、探伤检测模块，所述主结构板的前侧设有所述前驱转向模块，所述前驱转向模块与所述前磁性轮连接，所述主结构板的中后侧设有所述后轮差速驱动模块，两个所述后磁性轮与所述后轮差速驱动模块连接，所述控制板设置在所述主结构板上表面的中部，所述视觉模块设置在所述主结构板上表面的前侧，所述探伤检测模块设置在所述主结构板的后端，本发明能实现在不同曲率表面，不同直径管的内、外壁面中攀爬完成巡检作业，实现一机多用。

技术领域

本发明属于压力容器、罐体、管道表面检测工具，尤其涉及一种多运动模式三轮自适应磁力爬壁机器人。

背景技术

目前，我国在压力容器、罐体、管道表面检测等领域主要采取人工作业的方式，成本高、效率低、危险系数高。因此，特种爬壁机器人的研究与应用方兴未艾，由于其实用性与高效性，愈发广泛地运用在各行业中的大型容器罐等应用场合的检修、清洁与保养方面，使得原本高成本、高危险和人工作业难的问题得到根本上的改善。

爬壁机器人主要分为足式、履带式和轮式三类。其中，足式爬壁机器人越障能力强，但控制复杂，运动速度慢；履带式爬壁机器人运动稳定性强，转向能力差；而轮式爬壁机器人虽然运动速度快，但接触面积小，易产生打滑等意外情况。

现有的特种爬壁机器人通常具备吸附装置以及移动装置两大功能模块，并配备以其他特殊功能需求，如探伤、清洁、喷涂等其他模块。然而，目前大多数机器人的工作区域仍局限于一般的平面工作环境，在不同曲率表面甚至不同直径铁磁性壁面的运动中仍相对困难。期望同一款机器人允许具备能够在非一般平面如不同直径的外管壁、内管壁、曲率变化的面面接缝处具备移动能力。

目前，已经提出具有前后布置的两轮式爬壁机器人，如中国实用新型专利CN209972619U所述的两轮机器人，其优势在于体积与质量得到进一步缩小，配合曲面自适应机构，可以实现在不同曲面上的行走，具有较强的贴合能力，但行走稳定性仍有待提高，容易发生打滑等意外情况。

目前，已经提出具有三角形布置的三轮式爬壁机器人，如中国实用新型专利CN211685392U所提到的三轮式爬壁机器人，其特点在于其具有一定的曲面适应能力，但自由度较少，在变化曲面上的运动适应能力较差。

目前，已经提出具有四个轮子的爬壁机器人概念，以确保机器人的运动稳定性。更多的四轮爬壁机器人采用四轮单独驱动的方式，例如，US6000484公开使用以对角布置的四轮壁面清洁机器人，其特点是轮子固定到轮轴，其中一个轮轴在中间枢转以使其倾斜，有助于确保所有四个轮子将以相等的力接触壁面。四轮爬壁机器人具有的明显缺点体现在前轮转向时需要克服较大摩擦力，通常使用的独立的电机控制相应的轮子，其优势在于转向时差速可控，但弊端是采用了更多数量的电机，体积与质量都过于庞大，转向能力受限，控制逻辑更加复杂。

对于外管爬壁机器人而言，尤其是对于外径较小的管件，较多机器人在外管转弯时存在较大困难。因为在上述工况中，两轮机器人经常由于的支撑点不够、摩擦力不足的原因，产生打滑的现象；四轮机器人经常由于体积过大，转弯不灵敏，加上磁性轮吸附力较大，摩擦力条件复杂，导致运动达不到期望效果；而目前的三轮机器人虽然使得上述两轮、四轮爬壁机器人面临的问题得到一定改善，但仍存在面对不同曲面适应性不高、较难实现一机多用的效果。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种多运动模式三轮自适应磁力爬壁机器人，解决了目前大多数三轮爬壁机器人的工作区域仍局限于一般的平面工作环境，在不同曲率表面，甚至不同直径铁磁性壁面的运动中仍相对困难，较难实现一机多用的问题。