[发明专利]核电站磁吸爬壁机器人及其控制系统和方法

说明书

本发明公开了核电站磁吸爬壁机器人及其控制系统和方法，爬壁机器人包括车体、驱动组件、履带组件、电磁吸附组件、清扫组件、MCU控制单元和电源；本方案巧妙性通过在爬壁机器人的履带上设置交错布设的连接块和永磁块，同时利用橡胶块作为连接块，令履带组件与爬行壁面能够更好的接触贴合，还进一步通过加入电流控制单元和倾角传感单元，使得爬壁机器人在行进过程中的姿态、行进参数的以监控，从而令MCU控制单元能够控制电流控制单元调节更为精准的电流来供应电磁吸附组件，本方案尤其适用于核电站穹顶这样的半球式结构的磁性金属壁，同样，若磁性金属壁面有弧形结构或其它倾斜曲面的结构，本爬壁机器人也适用，本方案爬壁机器人具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及爬壁机器人技术领域，尤其涉及核电站磁吸爬壁机器人及其控制系统和方法。

背景技术

爬壁机器人按照吸附原理可以分为磁吸式、吸气式和吸盘式。其中，磁吸式爬壁机器人适用于像核电站穹顶和大型储罐等磁性金属墙面，这种墙面可以利用磁性履带来吸附行走，具有良好的稳定性和操控性。然而现有的磁性爬壁机器人设计多针对于竖直磁性金属墙壁，其大多只有一个磁吸力发生源，因此，在核电站穹顶这些半球式设计的结构上使用这类爬壁机器人很容易造成机器人倾覆跌落的问题，尤其是其爬行履带在非平面爬壁上容易发生受力不均衡等影响爬壁机器人姿态稳定的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种结构稳固、行进平稳且履带受力均匀和操作便利可靠的核电站磁吸爬壁机器人及其控制系统和方法。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种核电站磁吸爬壁机器人，其包括：

车体，为矩形壳体结构，其内部形成安装腔；

驱动组件，为一对且设置在车体宽度方向两侧；

履带组件，为一对且设置在车体宽度方向两侧并与驱动组件一一对应连接；

电磁吸附组件，为两对，且两两相对设置在车体的底板上，所述电磁吸附组件的一端穿入到安装腔内，其另一端穿出底板，所述电磁吸附组件穿出底板的端部不高于履带组件将车体底板抬升的高度；所述电磁吸附组件用于得电吸附于金属材质的爬行壁面；

MCU控制单元，设置在安装腔内，且与电磁吸附组件和驱动组件电连接，由MCU控制单元控制电磁吸附组件得电和失电，以及控制驱动组件驱动履带组件带动车体在爬行壁面行进；

电源，与MCU控制单元、驱动组件和电磁吸附组件连接；

其中，所述履带组件包括：

履带本体，为链式履带且与驱动组件连接；

连接块和永磁块，均为多个，且呈环形阵列交替布设在履带本体的外周侧；

另外，相邻永磁块之间同性磁极相对；所述连接块远离履带本体的端面与永磁块远离履带本体的端面相平或高于永磁块远离履带本体的端面。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述连接块为橡胶块，所述永磁块为钕铁硼磁铁；所述的电源为外接电源或内置电源，为内置电源时，所述内置电源固定在安装腔内。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述爬行壁面可以为核电站穹顶、侧壁、桥梁底部、船舶侧壁或大型储罐侧壁。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述连接块的数量与所述永磁块的数量为1∶1，且连接块与永磁块之间的布设间距为3～20mm；

所述连接块远离所述履带本体的端面高于所述永磁块远离所述履带本体的端面0～5mm。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述驱动组件包括：