磁力可變涵道助推爬壁機器人制造技術

本實用新型專利技術公開了一種磁力可變涵道助推爬壁機器人，包括涵道風扇、橡膠輪、推桿電機、磁力傳感器、直流電機、車體、推桿電機支撐板、光軸套筒、同步帶、磁鐵底盤，由于設計了推桿電機位置閉環控制系統，故可通過推桿電機推動磁鐵底盤，設定永磁鐵與鐵墻面的距離來改變磁力，便于機器人在三維鐵墻面之間過渡，提高了爬壁機器人的靈活性；由于設計了涵道風扇助推裝置，當機器人在壁面轉換時，涵道風扇可提供推力，補償壁面轉換時減小的磁力，便于機器人能夠穩定地在三維鐵墻面之間過渡，增強了爬壁機器人的可靠性；由于機器人磁鐵底盤通過永磁鐵和牛眼輪配合設計了永磁間隙吸附裝置，保證了爬壁機器人具有較強的負載能力的同時，磁鐵底盤不會無縫貼合到鐵墻面以至于磁力過大爬壁機器人無法在三維鐵墻面之間過渡。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及特種機器人
，具體涉及到一種磁力可變涵道助推爬壁機器人。
技術介紹
在機器人領域，尤其特種機器人廣泛應用于軍事、科研、工業、民用等領域。爬壁機器人，因其能代替人從事各種外壁的高危作業而被廣泛應用，其中在船舶及核工業領域，磁吸附爬壁機器人的使用，能使船體或大型油罐除銹、打磨、噴漆、探傷等得到明顯改進，節省勞動力且減少工人作業的危險性。例如申請號為200710022762.1，名稱為“電廠鍋爐水冷壁爬壁機器人”的專利技術專利，公開了一種電廠鍋爐水冷壁爬壁機器人。包括:升降平臺、對稱裝置在升降平臺左右側的兩個永磁吸附行走作業裝置，永磁吸附行走作業裝置包括車體和若干個永磁吸附行走輪組。其優點是，爬壁機器人是靠永磁輪吸附在鐵墻面上的，性能穩定，吸附力強，摩擦力大，行走平穩，超載重，可攜帶各種較重設備，但是磁輪是直接和鐵墻面接觸的，磁力是恒定不變的，無法進行磁力的調節，不利于機器人在三維鐵墻面之間過渡，只能應用于普通的平面。再例如申請號為201310222443.0，名稱為“鋼板爬壁機器人”的專利技術專利，公開了一種鋼板爬壁機器人，包括底盤和安裝在底盤上的行走裝置，行走裝置由通過鏈輪安裝在底盤上的履帶構成，履帶所圍成的范圍內設有繞組和鐵芯，繞組平行于履帶饒在鐵芯中，通過自制的電磁鐵產生磁力。其優點是，裝配容易且吸附力強大，但是通過電生磁的原理產生磁力，消耗較多電能，履帶及自身電磁繞組會增加機器人自身的重力，不利于其帶負載，而且使用履帶作為行走裝置在三維鐵墻面之間過渡時不夠靈活。因此，為解決現有技術的弊端，有必要設計一種磁力可變涵道助推爬壁機器人，通過推桿電機、涵道風扇、磁鐵底盤的優化設計，解決機器人在三維鐵墻面之間過渡、強負載、靈活控制等難題。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是克服現有機器人在單一墻面運動、較差的三維壁面過渡可靠性、較小的負載能力三方面綜合性能的不足，設計一種磁力可變涵道助推爬壁機器人，使其具有較大負載能力的同時，能夠在三維鐵墻面之間靈活穩定地過渡。本技術解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種磁力可變涵道助推爬壁機器人，包括涵道風扇、橡膠輪、推桿電機、磁力傳感器、直流電機、車體、推桿電機支撐板、光軸套筒、同步帶、磁鐵底盤，其特征在于:所述涵道風扇通過角鋁對稱固定于所述車體兩偵U，所述推桿電機固定于所述推桿電機支撐板之上，所述磁力傳感器的一端與所述車體連接，另一端與所述推桿電機支撐板連接，所述直流電機通過聯軸器與所述橡膠輪連接，所述直流電機安裝在所述車體兩側呈中心對稱，采用差分驅動方式，所述橡膠輪對稱分布于所述車體兩側，所述橡膠輪的同側輪通過所述同步帶連接，所述車體為8_厚的銷合金材料。所述磁鐵底盤，包括光軸、牛眼輪、永磁鐵、底盤連接器、光軸固定架，所述推桿電機的推桿通過所述底盤連接器與所述磁鐵底盤連接，所述永磁鐵安裝于磁鐵底盤之上，四個所述永磁鐵為長寬及厚度相同的長方體，相鄰所述永磁鐵磁極互異，四個所述牛眼輪均勻分布安裝于所述磁鐵底盤之上，所述牛眼輪的直徑大于所述永磁鐵的厚度。所述光軸穿過所述光軸套筒至所述車體上表面，所述光軸是保障所述磁鐵底盤不發生偏離，當所述推桿電機推動所述磁鐵底盤遠離所述車體運動，所述永磁鐵靠近所述鐵墻面，機器人與所述鐵墻面之間的磁力增大，當所述推桿電機拉動所述磁鐵底盤靠近所述車體運動，所述永磁鐵遠離所述鐵墻面，機器人與所述鐵墻面之間的磁力減小。當爬壁機器人由所述水平地面過渡到鐵墻面時，所述磁鐵底盤距離所述鐵墻面較遠，磁力較弱，啟動所述涵道風扇提供推力，補償減小的磁力，當爬壁機器人由所述鐵墻面過渡到所述水平鐵墻面時，所述磁鐵底盤距離所述鐵墻面和所述水平鐵墻面較遠，磁力較弱，啟動所述涵道風扇提供推力，補償減小的磁力和克服一部分自身的重力。與現有技術相比，本技術的優點在于:由于設計了推桿電機位置閉環控制系統，故可通過推桿電機推動磁鐵底盤，設定永磁鐵與鐵墻面的距離來改變磁力，便于機器人在三維鐵墻面之間過渡，提高了爬壁機器人的靈活性；由于設計了涵道風扇助推裝置，當機器人在壁面轉換時，涵道風扇可提供推力，補償壁面轉換時減小的磁力，便于機器人能夠穩定地在三維鐵墻面之間過渡，增強了爬壁機器人的可靠性；由于機器人磁鐵底盤通過永磁鐵和牛眼輪配合設計了永磁間隙吸附裝置，保證了爬壁機器人具有較強的負載能力的同時，磁鐵底盤不會無縫貼合到鐵墻面以至于磁力過大爬壁機器人無法在三維鐵墻面之間過渡。【附圖說明】圖1為本技術三維模型圖。圖2為本技術機器人鐵墻面吸附狀態示意圖。圖3為本技術磁鐵底盤結構圖。圖4為本技術機器人三維壁面過渡示意圖。附圖標號說明:1.涵道風扇2.橡膠輪3.推桿電機4.磁力傳感器5.直流電機6.車體7.推桿電機支撐板8.光軸套筒9.光軸10.同步帶11.鐵墻面12.磁鐵底盤13.牛眼輪14.永磁鐵15底盤連接器16.光軸固定架17.水平地面18.水平鐵墻面【具體實施方式】以下結合附圖實施例對本技術作進一步詳細描述。參見圖1，一種磁力可變涵道助推爬壁機器人，包括涵道風扇1、橡膠輪2、推桿電機3、磁力傳感器4、直流電機5、車體6、推桿電機支撐板7、光軸套筒8、同步帶10、磁鐵底盤12，其特征在于:所述涵道風扇I通過角鋁對稱固定于所述車體6兩側，所述推桿電機3固定于所述推桿電機支撐板7之上，所述磁力傳感器4的一端與所述車體6連接，另一端與所述推桿電機支撐板7連接，所述直流電機5通過聯軸器與所述橡膠輪2連接，所述直流電機5安裝在所述車體6兩側呈中心對稱，采用差分驅動方式，所述橡膠輪2對稱分布于所當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁力可變涵道助推爬壁機器人，包括涵道風扇(1)、橡膠輪(2)、推桿電機(3)、磁力傳感器(4)、直流電機(5)、車體(6)、推桿電機支撐板(7)、光軸套筒(8)、同步帶(10)、磁鐵底盤(12)，其特征在于：所述涵道風扇(1)通過角鋁對稱固定于所述車體(6)兩側，所述推桿電機(3)固定于所述推桿電機支撐板(7)之上，所述磁力傳感器(4)的一端與所述車體(6)連接，另一端與所述推桿電機支撐板(7)連接，所述直流電機(5)通過聯軸器與所述橡膠輪(2)連接，所述直流電機(5)安裝在所述車體(6)兩側呈中心對稱，采用差分驅動方式，所述橡膠輪(2)對稱分布于所述車體(6)兩側，所述橡膠輪(2)的同側輪通過所述同步帶(10)連接，所述車體(6)為8mm厚的鋁合金材料；所述磁鐵底盤(12)，包括光軸(9)、牛眼輪(13)、永磁鐵(14)、底盤連接器(15)、光軸固定架(16)，所述推桿電機(3)的推桿通過所述底盤連接器(15)與所述磁鐵底盤(12)連接，所述永磁鐵(14)安裝于磁鐵底盤(12)之上，四個所述永磁鐵(14)為長寬及厚度相同的長方體，相鄰所述永磁鐵(14)磁極互異，四個所述牛眼輪(13)均勻分布安裝于所述磁鐵底盤(12)之上，所述牛眼輪(13)的直徑大于所述永磁鐵(14)的厚度；所述光軸(9)穿過所述光軸套筒(8)至所述車體(6)上表面，所述光軸(9)是保障所述磁鐵底盤(12)不發生偏離，當所述推桿電機(3)推動所述磁鐵底盤(12)遠離所述車體(6)運動，所述永磁鐵(14)靠近鐵墻面(11)，機器人與所述鐵墻面(11)之間的磁力增大，當所述推桿電機(3)拉動所述磁鐵底盤(12)靠近所述車體(6)運動，所述永磁鐵(14)遠離所述鐵墻面(11)，機器人與所述鐵墻面(11)之間的磁力減小；當爬壁機器人由水平地面(17)過渡到所述鐵墻面(11)時，所述磁鐵底盤(12)距離所述鐵墻面(11)較遠，磁力較弱，啟動所述涵道風扇(1)提供推力，補償減小的磁力，當爬壁機器人由所述鐵墻面(11)過渡到水平鐵墻面(18)時，所述磁鐵底盤(12)距離所述鐵墻面(11)和所述水平鐵墻面(18)較遠，磁力較弱，啟動所述涵道風扇(1)提供推力，補償減小的磁力和克服一部分自身的重力。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳善強，金超，程楠，
申請(專利權)人：中國計量學院，
類型：新型
國別省市：浙江;33