[实用新型]一种爬壁机器人

说明书

本实用新型涉及一种爬壁机器人，包括框架、两条同步带以及若干电磁铁，所述框架的两侧分别设置有一组环形轨道，每组环形轨道有两个，所述环形轨道的轨道平面竖向设置；所述两条同步带分别在驱动机构的连接下设置于所述框架的两侧，所述若干电磁铁分布于两条同步带上，各电磁铁的线圈两极滑动于相应的两条环形轨道内；所述两条环形轨道与框架底侧相应的下侧部采用导电材料制成并且两条环形轨道的下侧部分别连接电源的两极，所述电磁铁移动至所述环形轨道的下侧部时其线圈导电产生磁场。本实用新型能够确保机器人爬壁过程中所需吸附力的同时不会产生由于吸附力导致的行进阻力。

技术领域

本发明涉及一种爬壁机器人，尤其是一种能够吸附在钢铁壁面的爬壁机器人，属于工业技术领域。

背景技术

移动机器人主要由移动平台(行走机构)、执行机构及相关驱动动力、信息感知与控制系统等构成。行走机构可以分为轮式(包括履带式)和足式(腿式)等形式。在平坦、坚实的地面，轮式运动比腿式运动效率高，而且结构简单、活动灵活。一般性的移动机器人通常采用轮式运动机构。腿式运动适宜于粗糙和非结构化地形，机构自由度多，控制复杂。腿式运动以一系列机器人和地面之间的点接触为特征。其主要优点包括在粗糙地形上良好的自适应性和机动性。

目前，国内外广泛开展爬壁机器人研究。爬壁机器人的吸附方式主要有负压吸附、仿生干性粘合剂吸附和磁力吸附等。负压吸附不受工作条件和工作介质限制，但是当吸附壁面有裂纹或凹凸时，吸盘容易漏气。干性粘合剂吸附是利用各种物体接触面之间的分子力进行吸附，可以在任意场合应用。磁力吸附方式仅适用于导磁材料的壁面。磁力吸附可以分为电磁铁吸附、永磁体吸附、电磁和永磁混合吸附。

检索发现，申请号2010102893277的中国专利提出了“轮式越障爬壁机器人”，永磁铁安装在机器人底盘下，与被吸附面形成面状非接触吸附。由于磁力是恒定的，所以这个磁力既是吸附力，也成为运动的阻力。磁力越大，吸附性越好，但是机动性越差。磁力越小，机动性越好，但是吸附性越差。申请号2015106680094的中国专利提出了“爬壁机器人”，变磁吸附单元轮流与风电塔筒表面吸附与脱离。但是所采用的变磁吸附单元体积笨重，而且该专利采用机械拨杆控制吸附单元的磁力，可靠性低。申请号2017107659155的中国专利提出了“一种轮式磁吸附爬壁机器人”，吸附模块由永久磁条构成，通过调整吸附模块上的螺栓来调整永久磁条与作业壁面之间的间隙(5-10mm)。机器人移动时，吸附力下降，安全性降低。申请号为2017100147777的中国专利提出了“一种吸附在钢铁壁面的爬壁机器人”，电磁铁通过电刷与通电板导通得点、脱离时失电。也就是说，电磁铁的轮流通电保证了爬壁机器人的吸附性和较好的灵活性。电磁铁上面固定压缩弹簧(接通电磁铁的一根引线)，弹簧的另外一端连接电刷触点，触点与通电板接触得电。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸附性和灵活性均较好，能够在钢铁壁面移动的爬壁机器人，具体由以下技术方案实现：

一种爬壁机器人，包括框架、两条同步带以及若干电磁铁，所述框架的两侧分别设置有一组环形轨道，每组环形轨道有两个，所述环形轨道的轨道平面竖向设置；所述两条同步带分别在驱动机构的连接下设置于所述框架的两侧，所述若干电磁铁分布于两条同步带上，各电磁铁的线圈两极滑动于相应的两条环形轨道内；所述两条环形轨道与框架底侧相应的下侧部采用导电材料制成并且两条环形轨道的下侧部分别连接电源的两极，所述电磁铁移动至所述环形轨道的下侧部时其线圈导电产生磁场。

所述的爬壁机器人，其进一步设计在于，驱动机构为轮毂电机，该轮毂电机设置于所述框架的侧部，并且与相应的同步带驱动连接。

所述的爬壁机器人，其进一步设计在于，所述框架连接有两个轮毂电机以及两个同步带轮，其中一轮毂电机连接于框架一侧的前部，该侧的后部可转动地连接有一同步带轮，相应地一条同步带箍套于该轮毂电机的轮毂外侧以及该侧同步带轮上；另一轮毂电机连接于框架另一侧的后部，该侧的前部可转动地连接有另一同步带轮，相应地，另一条同步带箍套于该侧轮毂电机的轮毂外侧以及该侧的同步带轮上。