[发明专利]爬壁机器人

说明书

技术领域

本发明涉及针对集装箱内部的检查设备，具体而言，涉及一种爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人是一种能够在垂直壁面上攀爬并完成作业的机器人，其通常需要具备吸附和移动两个基本功能。按照不同的吸附原理，现有的爬壁机器人主要分为以下几种型式：真空吸盘式，其吸附力受壁面材料的限制，容易在凹凸不平的表面产生漏气而导致吸附力下降，且承载能力比较低。仿生方式，即通过研究壁虎等爬行动物脚掌的吸附原理，设计出的高分子合成的粘性材料，这些材料利用分子与分子之间的范德华力，在很小的接触面积上就可获得巨大的吸附力。然而，仿生方式仍需要壁面材料较为粗糙且制造成本较高。磁吸附方式，进一步分为有电磁体和永磁体两种方式，与真空吸附方式相比，磁吸附形式对壁面的凹凸适应性较强，吸附力大，也不存在漏气的隐患，但要限制壁面为导磁材料。

无论上述何种方式的爬壁机器人，其都是针对特定场所的应用。在对集装箱检查这一应用领域中，由于集装箱壁面涂覆有防腐漆而较为光滑，无法应用仿生方式的机器人。且集装箱为了增加强度，其外壳钢板采用多道折弯结构，类似于波浪状，使得真空吸盘式的机器人容易产生漏气问题。考虑到集装箱一般采用铁磁性材料，磁吸附方式的机器人较为适合，但现有磁吸附方式的爬壁机器人并无针对集装箱检查的特定设计，无法满足该领域对爬壁机器人的需要。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种吸附稳定且适用于集装箱的爬壁机器人。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供一种爬壁机器人，其中，所述爬壁机器人包括多个单元节、多个铰接机构、功能组件以及控制系统；所述多个单元节呈阵列分布且包括多排和多列，所述多个单元节的一部分为驱动节，另一部分为从动节；每个所述驱动节包括轮架和设于其底部的驱动轮，所述轮架设有驱动机构和转向机构，分别用以驱动所述驱动轮和控制所述驱动轮转向；每个所述从动节包括轮架和设于其底部的从动轮；所述多个铰接机构分别在横向或纵向上连接于相邻两所述单元节之间；所述功能组件设于所述多个单元节的至少其中之一；所述控制系统用以控制所述驱动机构、转向机构和功能组件；其中，各所述驱动轮和从动轮中至少其中之一具有磁性。

根据本发明的其中一个实施方式，所述驱动轮为永磁磁性轮；和/或，所述从动轮为万向轮；

根据本发明的其中一个实施方式，所述驱动轮的外周表面为球面。

根据本发明的其中一个实施方式，每个所述铰接机构包括两个铰接臂以及销轴；所述两个铰接臂分别连接于相邻两所述单元节轮架的两相对侧；所述销轴连接于所述两个铰接臂的端部，使所述两铰接臂可转动地连接。

根据本发明的其中一个实施方式，所述驱动机构为驱动电机；和/或，所述转向机构为舵机。

根据本发明的其中一个实施方式，所述功能组件包括摄像头、温度传感器、湿度传感器、气体传感器、红外线成像设备及辐射监测器的至少其中之一。

根据本发明的其中一个实施方式，所述控制系统具有信息显示模块，用以显示所述功能组件拍摄、记录、检测或计算出的数据信息。

根据本发明的其中一个实施方式，所述阵列的排数和列数均大于二时，所述多个单元节包括至少四个所述驱动节，且所述四个驱动节分别位于所述阵列的四角位置。

根据本发明的其中一个实施方式，所述阵列的排数等于列数。

根据本发明的其中一个实施方式，所述功能组件设于位于所述阵列中心位置的至少一个所述单元节。

由上述技术方案可知，本发明提出的爬壁机器人的优点和积极效果在于：

本发明提出一种爬壁机器人，通过互相以铰接机构连接的多个单元节排列成阵列形式，并在各单元节中设置独立的驱动轮或从动轮，而使该爬壁机器人能够适应各种特殊形式的壁面，提高其通过性。同时，由于驱动轮或从动轮中至少一个具有磁性，因此能够使该爬壁机器人与铁磁性材料制成的集装箱之间产生磁吸力，保证吸附力。另外，本申请阵列式的多个单元节可根据需求增减，且适于批量制造，每个单元节结构简单，制造成本较低。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种爬壁机器人的俯视图；

图2是图1示出的爬壁机器人的侧视图；