[发明专利]利用数学建模多点同步测厚的水冷壁爬壁机器人

摘要

利用数学建模多点同步测厚的水冷壁爬壁机器人，属于锅炉水冷壁检测领域。本发明是为了解决水冷壁管厚度检测的面积大、位置分散、不方便测量给工作人员带来很大的困难的问题。本发明所述的利用数学建模多点同步测厚的水冷壁爬壁机器人，在同步带主轮旋转的情况下，通过同步带同时带动同步带从轮和压紧轮轴同时旋转，实现机器人行走功能。磁铁支架上镶嵌多个磁铁，这些磁铁依靠磁力吸附在水冷壁表面，同时磁铁支架的结构恰好能够与水冷管的弧度相适应，并且由于磁铁支架为弹性构件，当磁铁支架卡接在水冷管上时，回力弹簧向内收紧，增加了磁铁支架夹持水冷管的力度，进一步提高机器人在水冷壁表面爬行的抓紧力，防止机器人坠落。

主权项

利用数学建模多点同步测厚的水冷壁爬壁机器人，其特征在于，它包括：无线传输电路一、上位机、连接部和两个呈左右对称结构的轮组；连接部包括：减震片组、减震片支撑架(16)和丝杠(21)；减震片组呈栅格形状，并且该减震片组在横向和纵向均能够伸缩，减震片支撑架(16)包括相互分离的两部分，减震片组的两端分别与减震片支撑架(16)的两部分铰接，丝杠(21)用于驱动减震片组进行伸缩运动，两个轮组分别固定在减震片支撑架(16)的两部分上；每个轮组包括：无线传输电路二、同步带(4)、多个磁铁支架(5)、压紧轮(7)、压紧轮轴(8)、驱动器(9)、碳纤维支架(10)、驱动轮架(11)、同步带主轮(12)、同步带从轮(14)、同步带从轮支撑架(17)、压紧轮支撑板(18)、直流伺服电机(19)、超声波测厚仪(20)、从动轴(22)和主动轴(23)；压紧轮轴(8)、从动轴(22)和主动轴(23)相互平行，且压紧轮轴(8)位于从动轴(22)和主动轴(23)的上方，压紧轮(7)固定在压紧轮轴(8)末端，同步带主轮(12)固定在主动轴(23)末端，同步带从轮(14)固定在从动轴(22)末端，同步带(4)同时套接在压紧轮(7)、同步带主轮(12)和同步带从轮(14)外侧，多个磁铁支架(5)均匀固定在同步带(4)外表面；碳纤维支架(10)沿纵向设置，一个轮组通过碳纤维支架(10)与减震片支撑架(16)的一部分固定连接，驱动轮架(11)固定在碳纤维支架(10)的末端，主动轴(23)的首端与驱动轮架(11)转动连接，且主动轴(23)与碳纤维支架(10)相互垂直，同步带从轮支撑架(17)固定在碳纤维支架(10)的首端，从动轴(22)的首端与同步带从轮支撑架(17)转动连接，压紧轮支撑板(18)固定在驱动轮架(11)上，压紧轮轴(8)的首端与压紧轮支撑板(18)转动连接，无线传输电路二和驱动器(9)固定在驱动轮架(11)上；磁铁支架(5)包括底和两个侧壁，两个侧壁分别固定在底的两边且相互正对，两个侧壁与底之间的夹角均为钝角，两个侧壁内侧的下方分别通过两个回力弹簧与底连接，磁铁支架(5)为弹性支架，两个侧壁内侧上均设有多个磁铁(6)；超声波测厚仪(20)的探头呈阵列式排布，超声波测厚仪(20)的厚度信号输出端连接无线传输电路二的厚度信号输入端，无线传输电路二的控制信号输出端连接驱动器(9)的控制信号输入端，驱动器(9)的驱动信号输出端连接直流伺服电机(19)的驱动信号输入端，直流伺服电机(19)通过主动轴(23)带动同步带主轮(12)转动，超声波测厚仪(20)固定在碳纤维支架(10)上，超声波测厚仪(20)用于检测水冷壁上水冷壁管熔敷层的厚度；无线传输电路一与无线传输电路二之间实现无线数据交互，无线传输电路一的厚度信号输出端连接上位机的厚度信号输入端；上位机中包括以下单元：初始值记录单元：实时采集并记录无线传输电路一获得的厚度信号，该厚度信号包括厚度信号初始值和厚度信号当前值，并将厚度信号初始值发送至标定单元，将实时采集的厚度信号当前值发送至实际值获得单元；标定单元：利用厚度信号初始值和实际厚度给定值建立实际厚度和初始值之间的映射模型和模型参数，并将该映射模型和模型参数发送至实际值获得单元，所述实际厚度给定值为预先设定的；实际值获得单元：将厚度信号当前值代入标定单元获得的映射模型中，获得标定后厚度信号实际值。