[发明专利]一种用于玻璃幕墙结构检测的爬壁机器人及控制检测方法

权利要求书

1.一种用于玻璃幕墙胶接结构检测的爬壁机器人，包括主体车架(1)，以及驱动主体车架(1)移动的麦克纳姆轮驱动装置(2)，其特征在于还包括：

电控云台(3)、涵道风扇(4)、悬挂牵引装置(5)、激光器(6)和红外热像仪(7)；

涵道风扇(4)对称固定于主体车架(1)的四周；涵道风扇(4)气流方向垂直于主体车架(1)的平面，给主体车架(1)一个推力，使其紧贴玻璃幕墙；

悬挂牵引装置(5)固定于玻璃幕墙的爬行表面上方，用于牵引主体车架(1)；

电控云台(3)为旋转部件，其设置于主体车架(1)的中部；通过控制电控云台(3)的旋转角度，以调节红外热像仪(7)与激光器(6)的排列方向。

2.根据权利要求1所述用于玻璃幕墙胶接结构检测的爬壁机器人，其特征在于：

所述悬挂牵引装置(5)包括直线滑轨(501)、卷轴(502)、绳索(503)、滑块(504)、滑轨电机(505)，卷轴电机(507)；

滑块(504)设于直线滑轨(501)上，由滑轨电机(505)通过丝杆，驱动滑块(504)沿直线滑轨(501)的轨迹移动；

卷轴(502)通过基座安装于滑块(504)上，卷轴(502)由卷轴电机(507)驱动其转动，使绳索(503)缠绕在卷轴(502)上，并实现绳索(503)的收放动作。

3.根据权利要求2所述用于玻璃幕墙胶接结构检测的爬壁机器人，其特征在于：

所述卷轴(502)由两个同轴卷筒(506)组成，两条绳索(503)分别缠绕在同轴卷筒(506)上，同轴卷筒(506)在卷轴电机(507)的驱动下，同步收放两条绳索(503)。

4.根据权利要求3所述用于玻璃幕墙胶接结构检测的爬壁机器人，其特征在于：

所述主体车架(1)的中部开设有窗口；

所述电控云台(3)，包括云台电机(303)和齿轮盘组(304)；

云台电机(303)驱动齿轮盘组(304)转动，带动激光器(6)和红外热像仪(7)作360°同步旋转，并通过窗口对玻璃幕墙的结构胶区域扫描。

5.根据权利要求4所述用于玻璃幕墙胶接结构检测的爬壁机器人，其特征在于：所述齿轮盘组(304)上，固定有导轨(302)，在导轨(302)上安装有两个可调移动支架(301)；所述激光器(6)和红外热像仪(7)分别固定在相应的可调移动支架(301)上。

6.根据权利要求4所述用于玻璃幕墙胶接结构检测的爬壁机器人，其特征在于：

所述主体车架(1)内设有惯性测量模块和控制模块，主体车架(1)和绳索(503)之间的连接结构(101)内嵌有角度传感器和拉力传感器；

所述惯性测量模块用于检测主体车架(1)，即爬壁机器人的姿态；

所述角度传感器检测绳索(503)与主体车架(1)之间的角度；

所述拉力传感器检测绳索(503)的牵引力矩。

7.根据权利要求6所述用于玻璃幕墙胶接结构检测的爬壁机器人，其特征在于：

控制模块根据主体车架(1)运行方向，控制电控云台(3)转动，使激光器(6)和红外热像仪(7)旋转至始终与主体车架(1)的运行方向一致：激光器(6)在前，红外热像仪(7)在后；

控制模块根据角度传感器检测数据，控制滑块(504)在直线滑轨(501)上的位置，使绳索(503)角度保持垂直；

控制模块根据拉力传感器检测数据，控制卷轴电机(507)输出力矩。

8.根据权利要求7所述用于玻璃幕墙胶接结构检测的爬壁机器人，其特征在于：

所述麦克纳姆轮驱动装置(2)对称置于主体车架(1)的四周；

爬壁机器人工作时，相对于玻璃幕墙受力状态，如下式所示：

f＝μ×4×Fp；

f≥2G；

其中，

Fp为单个涵道风扇的推力；

μ为玻璃幕墙和麦克纳姆轮之间的摩擦系数；

f为麦克纳姆轮驱动装置(2)与玻璃幕墙壁面产生的摩擦力；

G为爬壁机器人的重力。