一种变径吸附爬壁机器人底盘机构及工作方法技术

本发明专利技术涉及一种变径吸附爬壁机器人底盘机构及工作方法，包括工具安装平台，所述工具安装平台两侧通过旋转关节安装有吸附机构框架，所述吸附机构框架上安装有动力机构、动力传动机构及链传动机构，所述动力机构通过动力传动机构驱动链传动机构工作，所述链传动机构上安装有多个旋转吸附单元，所述旋转吸附单元包括固定于链传动机构上的旋转组件及固定于旋转组件上的磁铁组件，本发明专利技术的爬壁机器人底盘结构，能够实现对风电塔筒外壁的自适应调整吸附，吸附稳定，避免了失稳掉落的现象。

Chassis mechanism and working method of variable diameter adsorption wall climbing robot

The invention relates to a chassis mechanism and a working method of a variable diameter adsorption wall climbing robot, including a tool installation platform. The two sides of the tool mounting platform are installed with an adsorption mechanism through a rotating joint. The framework of the adsorption mechanism is equipped with a power mechanism, a power transmission mechanism and a chain transmission mechanism, and the power mechanism passes through the mechanism. A power transmission mechanism drives a chain drive mechanism, and the chain transmission mechanism is equipped with a plurality of rotating adsorption units. The rotating adsorption unit includes a rotating assembly fixed on the chain drive mechanism and a magnet assembly fixed on the rotating assembly. The invention has the bottom plate structure of the wall climbing robot, which can realize the outside wind tower tube. The wall adaptively adjusts the adsorption and stabilizes the adsorption to avoid the phenomenon of instability and falling.

【技术实现步骤摘要】
一种变径吸附爬壁机器人底盘机构及工作方法
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种变径吸附爬壁机器人底盘机构及工作方法。
技术介绍
目前，风电行业针对风电塔筒的检修任务多采用人工检修法，检修人员悬吊于塔筒外壁进行检修的过程中，由于高空风力较大极易出现晃动的情况，既不利于检修工作的展开，又对检修人员生命安全造成威胁。同时现有的爬壁机器人不能很好的适应风电塔筒的变径特点，由于吸附机构的局限性，在进行连续变径爬行以及转弯的过程中容易出现失稳掉落的情况。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供了一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，使用时安全可靠、吸附力稳定，具备连续变径及转弯运动的能力，同时可以搭载不同检修工具完成多种任务，为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，包括工具安装平台，所述工具安装平台两侧通过旋转关节安装有吸附机构框架，所述吸附机构框架上安装有动力机构、动力传动机构及链传动机构，所述动力机构通过动力传动机构驱动链传动机构工作，所述链传动机构上安装有多个旋转吸附单元，所述旋转吸附单元包括固定于链传动机构上的旋转组件及固定于旋转组件上的磁铁组件，磁铁组件用于吸附风电塔筒的外壁，所述旋转组件实现磁铁组件吸附方向的自适应变化，使磁铁组件在各个运动状态下保持吸附力最大，提高吸附的稳定性，所述旋转关节调节吸附机构框架与工具安装平台之间的角度，实现对变径风电塔筒外壁的自适应吸附。进一步的，所述旋转关节包括固定于吸附机构框架上的U型架及固定于工具安装平台上的轴架，所述U型架的两个侧壁及轴架上具有同心的通孔，所述通孔中插入有转轴，U型架绕转轴的转动，实现了吸附机构框架的转动。进一步的，沿变径吸附爬壁机器人底盘机构运动方向，所述动力机构分别安装于工具安装平台的两侧，包括电机及电机固定板，所述电机固定板固定于吸附机构框架上，电机固定于电机固定板上。进一步的，所述动力传动机构采用带传动，包括主动带轮、从动带轮及同步带，所述主动带轮与电机的输出轴连接，主动带轮通过同步带驱动从动带轮的运动。进一步的，所述链传动机构包括主动传动轴、驱动链轮、从动传动轴、从动链轮及传送链，所述主动传动轴及从动传动轴可转动的安装在吸附机构框架上，驱动链轮安装在主动传动轴上，从动链轮安装在从动传动轴上，驱动链轮与从动链轮绕接有传送链，所述主动传动轴与从动带轮连接，从动带轮驱动其转动，进而驱动主动链轮及从动链轮的转动。进一步的，所述旋转组件包括吸附单元固定块，所述吸附单元固定块安装于链传动机构上，所述吸附单元固定块中贯穿有长销轴，所述长销轴通过轴承与吸附单元固定块连接，所实现长销轴的自由转动，所述吸附单元固定块上放置吸附单元旋转块，所述吸附单元固定块与吸附单元旋转块的接触面为弧面，所述吸附单元旋转块的两侧固定有短销轴，所述短销轴与长销轴之间连接有连接块，所述连接块防止吸附单元旋转块从吸附单元固定块上脱离。进一步的，所述磁铁组件包括轭铁、永磁体、隔磁体及胶套，所述轭铁固定于吸附单元旋转块上，轭铁上固定有两个永磁体，所述两个永磁体之间设置隔磁体，所述两个永磁体利用胶套进行包裹，所述胶套固定于轭铁上。本专利技术还公开了一种变径吸附爬壁机器人底盘机构的工作方法，包括以下步骤：步骤1：在工具安装平台上安装风电塔筒检修用工具。步骤2：将变径吸附爬壁机器人底盘机构利用磁铁组件吸附在风电塔筒外壁上。步骤3：启动动力机构，动力机构驱动链传动机构转动，带动变径吸附爬壁机器人底盘机构沿风电塔筒外壁的爬升到检修位置，对风电塔筒进行检修。步骤4：检修完成后，变径吸附爬壁机器人底盘机构回到初始位置，取回即可。进一步的，所述步骤3中，吸附机构框架利用旋转关节相对工具安装平台转动，实现吸附机构框架与工具安装平台之间角度的自适应调整，能够更好的满足变径的电塔筒外壁的吸附要求，磁铁组件在爬升过程中，通过旋转组件自适应的调整吸附方向，使吸附力保持最大，提高了吸附的稳定性。本专利技术的有益效果：1.本专利技术吸附机构框架通过旋转关节安装在工具安装平台上，通过旋转关节实现工具安装平台和吸附机构框架之间的角度变化，增加设备的旋转自由度，从而实现更好的适应吸附风电塔筒外壁面。2.本专利技术的磁铁组件安装在旋转组件上，通过永磁体吸附方向的自适应变化，使各个磁铁组件在各个运动状态下尽可能保持吸附力最大，在运动过程中稳定吸附。3.本专利技术采用电机前后布置方案，使得选用大功率电机时也不会增加设备整体尺寸，增加设备运行稳定性。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1是本专利技术整体结构示意图；图2是本专利技术俯视结构示意图；图3是本专利技术侧视结构示意图；图4是本专利技术对变径风电塔筒外壁吸附原理图；图5是本专利技术图4的侧视示意图；图6是本专利技术旋转吸附单元结构示意图；图7是本专利技术旋转吸附单元爆炸结构示意图；其中：1.工具安装平台，2.旋转关节，3.吸附机构框架，4.动力机构，5.链传动机构，6.动力传动机构，7.旋转吸附单元，21.U型架，22.轴架，23.转轴，31.吸附框架板，32.连接板，41.电机，42.电机固定板，51.主动传动轴，52.驱动链轮，53.从动传动轴，54.从动链轮，55.传送链，551.链节，61.主动带轮，62.从动带轮，63.同步带，71.第一吸附固定块，72.第二吸附固定块，73.耳板，74.轴承，75.长销轴，76.吸附单元旋转块，77.短销轴，78.V型连接块，79.轭铁，710.永磁体，711.隔磁体，712.胶套。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，现有的爬壁机器人不能很好的适应风电塔筒的变径特点，由于吸附机构的局限性，在进行连续变径爬行以及转弯的过程中容易出现失稳掉落的情况，针对上述问题，本申请提出了一种变径吸附爬壁机器人底盘机构。定义变径吸附爬壁机器人底盘机构运动方向为前后方向，另外两个方向为左右方向，本申请的一种典型实施方式中，如图1-7所示，一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，包括工具安装平台1，所述工具安装平台左、右两侧通过旋转关节2安装有吸附机构框架3，所述吸附机构框架包括两个吸附框架板31，所述两个吸附框架板通过连接板32连接为一体，所述两个吸附框架板位于工具安装平台的一侧安装有动力机构4，所述动力机构分别位于工具安装平台的前、后两侧，所述两个吸附框架板之间安装有链传动机构5及动力传动机构6，所述动力机构通过动力传动机构驱动链传动机构工作，所述链传动机构上安装有多个旋转吸附单元7，所述旋转吸附单元包括固定于链传动机构上的旋转组件及固定于旋转组件上的磁铁组件，磁铁组件用于吸附风电塔筒的外壁，实现变径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，其特征在于，包括工具安装平台，所述工具安装平台两侧通过旋转关节安装有吸附机构框架，所述吸附机构框架上安装有动力机构、动力传动机构及链传动机构，所述动力机构通过动力传动机构驱动链传动机构工作，所述链传动机构上安装有多个旋转吸附单元，所述旋转吸附单元包括固定于链传动机构上的旋转组件及固定于旋转组件上的磁铁组件，磁铁组件用于吸附风电塔筒的外壁，所述旋转组件实现磁铁组件吸附方向的自适应变化，使磁铁组件在各个运动状态下保持吸附力最大，提高吸附的稳定性，所述旋转关节调节吸附机构框架与工具安装平台之间的角度，实现对变径风电塔筒外壁的自适应吸附。

【技术特征摘要】
1.一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，其特征在于，包括工具安装平台，所述工具安装平台两侧通过旋转关节安装有吸附机构框架，所述吸附机构框架上安装有动力机构、动力传动机构及链传动机构，所述动力机构通过动力传动机构驱动链传动机构工作，所述链传动机构上安装有多个旋转吸附单元，所述旋转吸附单元包括固定于链传动机构上的旋转组件及固定于旋转组件上的磁铁组件，磁铁组件用于吸附风电塔筒的外壁，所述旋转组件实现磁铁组件吸附方向的自适应变化，使磁铁组件在各个运动状态下保持吸附力最大，提高吸附的稳定性，所述旋转关节调节吸附机构框架与工具安装平台之间的角度，实现对变径风电塔筒外壁的自适应吸附。2.如权利要求1所述的一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，其特征在于，所述旋转关节包括固定于吸附机构框架上的U型架及固定于工具安装平台上的轴架，所述U型架的两个侧壁及轴架上具有同心的通孔，所述通孔中插入有转轴，U型架绕转轴的转动，实现了吸附机构框架的转动。3.如权利要求1所述的一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，其特征在于，沿变径吸附爬壁机器人底盘机构运动方向，所述动力机构分别安装于工具安装平台的两侧，包括电机及电机固定板，所述电机固定板固定于吸附机构框架上，电机固定于电机固定板上。4.如权利要求3所述的一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，其特征在于，所述动力传动机构采用带传动，包括主动带轮、从动带轮及同步带，所述主动带轮与所述电机的输出轴连接，主动带轮通过同步带驱动从动带轮的运动。5.如权利要求4所述的一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，其特征在于，所述链传动机构包括主动传动轴、驱动链轮、从动传动轴、从动链轮及传送链，所述主动传动轴及从动传动轴可转动的安装在吸附机构框架上，驱动链轮安装在主动传动轴上，从动链轮安装在从动传动轴上，驱动链轮与从动链轮绕接有...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯嘉瑞，万熠，陈涛，梁西昌，孙尧，黄鑫，荣学文，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37