[发明专利]一种六足仿生式电厂锅炉水冷壁检测维修爬壁机器人

说明书

本发明涉及一种六足仿生式电厂锅炉水冷壁检测维修爬壁机器人，包括机器人本体和设置于本体两侧的多条机械腿，每条机械腿包括三个大扭矩舵机、大腿、小腿、腿根零件、磁足，腿根零件与磁足之间设有弹性自适应装置，机械腿各个关节之间均为枢轴连接，可自由旋转，通过步态算法控制各个舵机的角度，模仿六足昆虫行走，实现机器人灵活行走。机器人本体上设置有补光灯、摄像机和柔性机械臂，柔性机械臂前端可搭载超声波测厚探头、水冷壁焊接装置、水冷壁切割装置，用于锅炉水冷壁的检测和维修。磁足采用断电吸附式电磁铁，可避免异常断电造成机器人脱落。本发明负载能力强，运动灵活，壁面适应能力强，几乎实现锅炉内部全覆盖无死角，应用前景好。

技术领域

本发明涉及机器人自动化检测维修技术领域，具体是一种六足仿生式电厂锅炉水冷壁检测维修爬壁机器人。

背景技术

从日本钢管株氏会社于1988年开发了首台磁性轮式爬壁机器人开始，爬壁机器人行业得到了快速发展。日本日立公司研制了一台8足磁足式爬壁机器人，依靠磁足提供的吸附力吸附在壁面上，但是由于机器人步法控制比较复杂，运动灵活性不好，而且采用电磁铁提供吸力，存在意外断电造成的安全隐患，所以没有推广。

火力发电在我国电力供应中占主导地位。在锅炉中，煤粉燃烧后释放热量，这些热量通过水冷壁管传递给管内介质，使其转换为过热蒸汽推动汽轮机发电。由于运行煤种比设计煤种较差，所以锅炉水冷壁的高温腐蚀无法避免，高温火焰及烟气冲刷水冷壁管，任何型式、参数、容量的锅炉都会发生这种腐蚀。由于水冷壁的高度一般在6-80m，所以检修时须搭满堂脚手架，现在国内电站锅炉检修普遍使用人工检修，检修危险系数高、周期长、效果差，价格高。机器代人是电厂锅炉检修的趋势。

国内很多科研单位在锅炉爬壁机器人方面也进行了大量的研究，以往的研究表明轮式移动式机器人在相对平坦的地形上行驶时，具有相当的优势，运动速度迅速、平稳，结构和控制也较简单，但在不平地面上行驶时，能耗将大大增加，车轮的作用也将严重丧失，移动效率大大降低。为了改善轮子对松软地面和不平地面的适应能力，履带式移动式机器人应运而生但履带式机器人在不平地面上的机动性仍然很差，行驶时机身晃动严重。

目前的机器人以及现有技术无法在实际中得到应用，主要在于爬壁机器人本体的负载能力，运动灵活性，以及壁面适应性这三个方面的综合性能存在不足，导致锅炉检测维修百年来全部为人工作业。

发明内容

为解决现有爬壁机器人所存在的结构复杂、通用性较差，控制复杂，灵活性不强、成本较高等问题，本发明提供一种六足仿生式电厂锅炉水冷壁检测维修爬壁机器人，克服了现有技术的壁垒，所研发的检测维修爬壁机器人负载能力强，运动灵活，壁面适应能力强，几乎实现锅炉内部全覆盖无死角，应用前景好。本发明的机器人可以在锅炉内如履平地，可以达到人无法达到的地方，完成特种作业。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种六足仿生式电厂锅炉水冷壁检测维修爬壁机器人，包括机器人本体及设置于机器人本体两侧的多条机械腿，多条机械腿在机器人本体两侧对称或不对称设置；

每条机械腿均包括第一舵机、第二舵机、第三舵机、大腿零件、小腿零件、腿根零件、磁足，其中，大腿零件与机器人本体的壳体通过第一连接轴枢轴连接，大腿零件与小腿零件通过第二连接轴枢轴连接，小腿零件为一个“L”型的壳体，小腿零件还与腿根零件的一端通过第三连接轴枢轴连接，腿根零件的另一端与磁足通过弹性自适应装置连接，其中，磁足固定在弹性自适应装置上，弹性自适应装置通过第四连接轴与腿根零件连接；机械腿整体可绕第一连接轴旋转，小腿零件可绕第二连接轴旋转，腿根零件可绕第三连接轴旋转，弹性自适应装置可绕第四连接轴呈360°旋转；

所述的第一舵机设置于机器人本体的壳体内，第二舵机与第三舵机垂直设置，共同放在小腿零件“L”型的壳体内；

所述机器人本体的壳体上还设置有补光灯和云台，云台上设置有摄像机，该摄像机绕支撑杆呈360°旋转摄像；