[发明专利]一种可变形磁吸机器人及其在船舱检测中的工作方法

说明书

本发明提供一种可变形磁吸机器人及其在船舱检测中的工作方法，所述机器人包括可折叠腿部结构、足底爪式磁吸模块、轮式驱动模块、控制模块和框架；所述框架包括机器人主体；所述可折叠腿部结构包括上腿部和下腿部；所述上腿部通过两个电机Ⅰ与所述机器人主体相连接；所述上腿部与所述下腿部通过电机Ⅱ连接；所述足底爪式磁吸模块包括橡胶足底和爪式结构；所述爪式结构包括相对设置的两块侧部电磁铁以及一块内部电磁铁；所述轮式驱动模块包括轮和电机Ⅲ；所述控制模块分别与所述电机Ⅰ、所述电机Ⅱ、所述侧部电磁铁和所述电机Ⅲ电连接。本发明解决了现有的轮式磁吸机器人存在移动效率低，控制精度低以及检测效率低等问题。

技术领域

本发明涉及检测机器人领域，具体而言，尤其涉及一种可变形磁吸机器人及其在船舱检测中的工作方法。

背景技术

密闭空间是指一个密封及闭塞的环境，例如船舱、坑道及沙井等。它在当今运输业、石油化工业、航运行业等众多领域应用广泛，但因其与外界相对隔离、进出口有限、空间密封等特质，常会造成空间内积存有毒有害物质和氧气不足的问题，使密闭空间作业效率低下，且易产生人员伤亡。作业人员需要经过大量的事前培训，并在作业前仔细检查空间安全等级后才能开始作业，但空间有限加上空气或其它物质、药剂流通不顺畅或者房间内存有仪器都会引起特别危险，中毒、气体燃烧或爆炸等事故屡屡发生。

为避免人员伤亡，提高船舱检测工作效率，申请日为2012年6月7日，申请号为201210185203.3，名称为“一种复合磁吸附式视频检测爬壁机器人”的发明专利公开了一种轮式机器人进行相关检测，其解决方案为吸附装置同时采用了磁轮和永磁间隙吸附装置，前轮采用磁轮，在保证吸附力的同时提高了结构的紧凑性，同时换套后轮在底盘上安装了永磁间隙吸附装置。但轮式机器人越障能力、地形适应能力差，难以满足密闭空间的复杂环境需求；

再如专利申请号为200710072319.5，申请日为2007年6月6日，名称为“基于真空吸附原理的小型微声爬壁机器人”的发明专利，其技术方案为六足步行结构，每一个足的驱动关节是由电机、安装在电机两端的谐波减速器、与谐波减速器相连的行星减速器相连的伞齿轮组成的一个模块，模块的两端通过关节分别于机体被动杆相连，吸盘通过被动关节安装在被动杆上，吸盘通过管路与二位三通阀相连。但该多足爬壁机器人采用的真空吸附方式，吸力较小，移动速度缓慢，难以满足高效检测的需求。

但是，轮式磁吸机器人存在很多问题，例如，在船舱内移动效率低，轮式结构非常容易打滑，控制精度低，船舱内存在许多复杂地形结构，轮式结构无法稳固吸附；多足式磁吸机器人同样存在诸如移动缓慢，结构控制复杂，地形要求高；均无法完成高效的检测工作。

发明内容

根据上述提出现有的轮式磁吸机器人存在移动效率低，控制精度低以及检测效率低等技术问题，而提供一种检测范围广、移动方式灵活的可变形磁吸机器人及其在船舱检测中的工作方法。

本发明采用的技术手段如下：

一种可变形磁吸机器人，包括可折叠腿部结构、足底爪式磁吸模块、轮式驱动模块、控制模块和框架；

所述框架包括机器人主体，所述机器人主体为长方体，所述机器人主体四条侧棱上分别安装一个所述可折叠腿部结构；所述可折叠腿部结构包括上腿部和下腿部；所述上腿部通过两个电机Ⅰ与所述机器人主体相连接；所述上腿部与所述下腿部通过电机Ⅱ连接；

所述足底爪式磁吸模块包括橡胶足底和爪式结构；所述爪式结构包括相对设置的两块侧部电磁铁以及一块内部电磁铁，所述侧部电磁铁铰接安装于所述下腿部底部，所述内部电磁铁固定安装于所述下腿部底面上；所述橡胶足底为半球形结构，包裹于所述侧部电磁铁底部；

所述轮式驱动模块安装于所述机器人主体底部，所述轮式驱动模块包括四个轮，每一个所述轮均连接于一个电机Ⅲ，通过所述电机Ⅲ控制所述轮的工作；