[发明专利]一种磁铁随动车轮及爬壁机器人

说明书

本发明涉及一种磁铁随动车轮及爬壁机器人，包括：车轮组件，所述车轮组件包括第一车轮和第二车轮，所述第一车轮和第二车轮通过轮轴相连；磁铁组件，所述磁铁组件包括连轴套和随动磁铁，所述随动磁铁与所述连轴套固定连接，所述随动磁铁与所述连轴套之间设置有力传感器，所述连轴套通过轴承套设于所述轮轴上，所述连轴套两端与所述第一车轮和第二车轮之间存在间隙，所述随动磁铁的底面与所述车轮组件的外周之间存在高度差。本发明随动磁铁能够根据磁吸附力的情况自动调整角度，保证随动磁铁对导磁壁面的磁吸附力始终为最大值，爬壁机器人能够适于曲面的导磁壁面，且利用力传感器的反馈实现路径的自动调整，大大提高了机器人的安全性。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是指一种磁铁随动车轮及爬壁机器人。

背景技术

磁吸附爬壁机器人是特种机器人的一种，是一种设计用来在恶劣、危险、极限情况下、在导磁壁面上进行特定作业如检查、检测、焊接、打磨等的一种自动化机械装置，越来越受到人们的重视。尤其是微型爬壁机器人，使得取代人工进行各种极限作业成为了可能，如进入空间狭窄的核工业管道群进行外管壁的检测和维修等。

一般爬壁机器人实现方法主要两种：真空吸附与磁吸附。真空吸附式具有不受壁面材料限制的优点，但当壁面凹凸不平时，容易使吸盘漏气，从而使磁吸附力下降，承载能力降低，并且真空吸附装置主要由吸盘、气缸和真空泵等组成，这些装置很难按比例进行微型化，所以很难在微型爬壁机器人上得到较好的应用。磁吸附法具有两种方式：永磁体和电磁铁。它的结构简单，磁吸附力较大，对壁面凹凸适应性强，不存在真空吸附漏气的问题。与电磁铁方式相比，永磁体方式具有吸附不耗能、结构简单、安全性高、不受断电影响等优点。传统磁吸附爬壁机器人的磁铁组位于车轮间且与机器人本体固定连接，磁铁与本体间位置和角度固定，在平整壁面上是相对可靠的。

但在实际应用中，有些导磁壁面是空间曲面，其表面形貌变化大，凹凸不平，曲率半经较小，且曲率变化范围较大。对于在这类表面运行的磁吸附爬壁机器人，其吸附装置和叶片表面之间的气隙会发生变化，导致磁吸附力的变化，进而影响爬壁机器人的负载能力。另外，由于导磁壁面的凹凸不平，也会对爬壁机器人的运动性能产生影响，如壁面的凹凸不平可能会使驱动轮悬空，导致驱动失效。影响爬壁机器人爬行安全。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中磁吸附爬壁机器人的磁铁组固定，适应性差，影响爬壁机器人安全的缺陷，提供一种磁铁随动车轮及爬壁机器人，确保有足够的磁吸附力，保证爬壁机器人的安全。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁铁随动车轮，包括：

车轮组件，所述车轮组件包括第一车轮和第二车轮，所述第一车轮和第二车轮通过轮轴相连；

磁铁组件，所述磁铁组件包括连轴套和随动磁铁，所述随动磁铁与所述连轴套固定连接，所述随动磁铁与所述连轴套之间设置有力传感器，所述连轴套通过轴承套设于所述轮轴上，所述连轴套两端与所述第一车轮和第二车轮之间存在间隙，所述随动磁铁的底面与所述车轮组件的外周之间存在高度差。

在本发明的一个实施例中，所述随动磁铁的下表面沿所述车轮组件的周向设置为梯形。

在本发明的一个实施例中，所述轮轴为实心圆杆，所述连轴套通过深沟球轴承套装于所述轮轴上。

在本发明的一个实施例中，所述第一车轮和第二车轮固定连接于所述轮轴两端，所述轮轴其中一端与第一电机相连。

在本发明的一个实施例中，所述轮轴为中空连接轴，所述中空连接轴内设置有第二电机，所述中空连接轴两端分别固定连接所述第一车轮和第二车轮，所述第二电机一端与所述第一车轮固定连接，所述连轴套通过滑动轴承与所述轮轴转动连接。

在本发明的一个实施例中，所述随动磁铁两端延伸有安装臂，所述连轴套外设置有压头，所述力传感器夹持在所述安装臂和压头之间。