一种应用于无损检测轮式爬壁机器人的越障辅助机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种应用于无损检测轮式爬壁机器人的越障辅助机构，属于机器人领域。其解决了现有技术中爬壁机器人面对复杂的壁面障碍时越障稳定性差等技术问题。其包括高度调节机构、磁吸附机构以及安装机构；高度调节机构由导杆、弹簧、弹簧顶板及直线轴承组成；磁吸附机构由十字脚架、永磁轮组成。通过高度调节机构，保证磁吸附机构和机器人自身车轮在越障过程中始终可靠的吸附在壁面上，实现安全稳定的越障，永磁轮可以沿着高度调节机构中导杆上下移动。本实用新型专利技术具有良好的障碍自适应能力和越障能力，能够辅助爬壁机器人在10mm及以下高度焊缝上稳定行走，可满足无损检测轮式爬壁机器人运行，检测等工程应用需求。

An obstacle avoidance auxiliary mechanism applied to nondestructive testing wheel climbing robot

The utility model discloses an obstacle avoidance auxiliary mechanism for a non-destructive detection wheel type wall climbing robot, which belongs to the robot field. The utility model solves the technical problems of climbing robot in the existing technology, such as poor stability of obstacle crossing when facing complex wall obstacles. It includes the height adjustment mechanism, the magnetic adsorption mechanism and the installation mechanism, and the height adjusting mechanism is composed of guide rod, spring, spring roof and linear bearing, and the magnetic adsorption mechanism is composed of a cross frame and a permanent magnet wheel. Through the height adjustment mechanism, it is ensured that the magnetic adsorption mechanism and the robot's own wheels are always reliably adsorbed on the wall during the barrier process to achieve safe and stable obstacle obstacle, and the permanent magnet wheel can move up and down the guide rod of the height adjustment mechanism. The utility model has good obstacle self-adaptive ability and obstacle surmounting ability, and can assist the wall climbing robot to walk steadily on the weld seam of 10mm and below, and can meet the engineering application requirements of nondestructive testing of wheel climbing robot.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于无损检测轮式爬壁机器人的越障辅助机构
本技术涉及机器人领域，具体涉及一种用于爬壁机器人的越障辅助机构。
技术介绍
为了实现油气储罐等大型罐体表面的无损检测，减轻检测过程中的人工安全风险与成本，提高检测效率，无损检测爬壁机器人得到了广泛应用。无损检测爬壁机器人通常以轮式结构最为常用，并采用圆形永磁体作为车轮，既满足运动要求，又可以作为磁吸附部件。同时在机器人车体前端搭载扫描桥，从而实现罐体检测等作业。轮式爬壁机器人工作壁面通常要求障碍(焊缝，杂质等)垂直高度小于10mm，才能保证爬壁机器人安全稳定的在壁面上运行。但在实际工作过程中，壁面状况各不相同，且焊缝高度并不唯一，因此如何保障爬壁机器人稳定的越障是实际工作中亟待解决的问题。无损检测轮式爬壁机器人的辅助越障装置，是为了解决爬壁机器人工作过程中越障时车轮与壁面接触不牢固，无法达到安全稳定运行的问题。如申请号201210540925.6的专利公开了一种“具有曲面自适应吸附的磁轮式爬壁机器人”，其公开的技术方案有：在每个曲面自适应车架上对称布置固定安装两个磁性驱动轮单元，两个曲面自适应车架由活页铰链铰接。采用带有活页铰链的曲面自适应车架，在网格结构所采用的最小管径(60mm)钢管上，保证爬壁机器人与钢管紧密地贴合。该专利的特点是通过采用弹性元件与驱动电机，带动安装在活动铰链上的车轮，满足曲面上的吸附条件。但其机构复杂，体型较大，控制复杂，对机器人本体改动较大。综上所述，上述各类的爬壁机器人面对复杂的壁面障碍时均没有简单有效的机构来解决越障稳定性问题。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本技术提供了一种应用于无损检测轮式爬壁机器人的越障辅助机构，其能解决轮式爬壁机器人爬壁运行过程可能出现的越障不稳定等状况，极大的提高了爬壁机器人工作过程的安全性，保证设备完整和操作人员的人身安全。其技术解决方案包括：一种应用于无损检测轮式爬壁机器人的越障辅助机构，所述越障辅助机构连接在无损检测轮式爬壁机器人扫描桥两端，所述越障辅助机构包括具有障碍自适应的高度调节机构、补偿磁吸力的磁吸附机构以及用于同所述扫描桥连接的安装机构；所述高度调节机构，其包括导杆一、导杆二、弹簧顶板、弹簧一、弹簧二、轴承一和轴承二，所述导杆一和导杆二竖向并列设置，且二者高度相同，所述弹簧顶板位于所述导杆一和导杆二的顶部，所述弹簧一、弹簧二分别套置在所述导杆一、导杆二上，所述轴承一、轴承二分别位于所述导杆一、导杆二的中下部，所述弹簧一的两端恰好限位于所述弹簧顶板和轴承一之间，所述弹簧二的两端恰好限位于所述弹簧顶板和轴承二之间；所述安装机构包括顶板和侧板，所述顶板横向设置在所述轴承一和轴承二上，且所述顶板可带动所述轴承一、轴承二分别沿着导杆一、导杆二做上下移动；所述磁吸附机构设置在所述导杆一、导杆二的底部。作为本技术的一种优选，上述磁吸附机构包括转轴、安装在所述转轴上的永磁轮以及位于所述转轴两端的十字脚架，所述转轴两端的十字脚架分别连接在导杆一、导杆二的底端。作为本技术的另一种优选，侧板与所述顶板之间通过螺丝连接，所述越障辅助机构通过所述侧板与所述扫描桥连接。优选的，所述顶板与轴承一、轴承二之间均通过螺丝连接。优选的，所述轴承一、轴承二均为直线轴承。本技术所带来的有益技术效果为：(1)采用高度调节机构，保证了在复杂壁面上，面对高度不同的障碍时，磁轮与壁面都能紧密接触，提高运行稳定性。(2)本技术磁吸附机构，其永磁轮可以沿着高度调节机构中导杆上下移动，并且在弹簧的作用下，可以保证牢靠的吸附在壁面上；当爬壁机器人前轮接触障碍时，机器人本体前部上移，远离壁面，固定在扫描桥两侧的侧板、顶板一起上移，压缩高度调节机构中的弹簧，弹簧受压缩后，反过来给顶板向壁面的压力，从而使爬壁机器人前轮始终牢固的与壁面接触，不会出现脱离等情况大大提高了无损检测轮式爬壁机器人工作时越障的稳定性与安全性。(3)本技术经济，结构简单紧凑，体积小，重量轻，能够快速地安装到现有的爬壁机器人上。附图说明下面结合附图对本技术做进一步说明：图1为本技术越障辅助机构安装在扫描桥两端的整体结构图；图2为本技术越障辅助机构结构示意图；图3主要示出了高度调节机构结构示意图；图4主要示出了安装机构结构示意图；图5主要示出了磁吸附机构结构示意图；图6为本技术越障辅助机构工作状态示意图。图中，1、侧板，2、顶板，3、导杆，4、弹簧，5、弹簧顶板，6、直线轴承，7、十字脚架，8、永磁轮。具体实施方式本技术提出了一种应用于无损检测轮式爬壁机器人的越障辅助机构，为了使本技术的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本技术做详细说明。实施例1：本技术一种应用于无损检测轮式爬壁机器人的越障辅助机构，如图1所示，其连接在无损检测轮式爬壁机器人扫描桥两端，其具体结构如图2所示，包括具有障碍(焊缝等)自适应的高度调节机构、补偿磁吸力的磁吸附机构以及用于同所述扫描桥连接的安装机构。如图3所示，高度调节机构包括两个竖向布置的导杆3、套置在两个导杆3上的两个弹簧4、一个弹簧顶板5和两个直线轴承6，其中，弹簧顶板5位于导杆3的顶端，其对两个弹簧起到限位的作用，两个直线轴承6位于两个导杆3的中下部处，且两个直线轴承在导杆3的高度是相同的，两个弹簧4的两端限位于弹簧顶板5和直线轴承6之间。安装机构包括一顶板2和侧板1，如图4所示的为顶板2和右侧板，顶板2和右侧板二者通过螺丝连接，侧板1与爬壁机器人前端扫描桥端面连接。在顶板2上设置有与两个直线轴承配合安装的两个圆孔，顶板2安装在两个直线轴承上，二者之间优选为螺丝连接，其目的在于顶板2的上下移动将带动两个直线轴承6沿着两个导杆3上下移动。如图5所示，磁吸附机构，包括转轴、安装在转轴上的永磁轮8以及位于转轴两端的十字脚架7，十字脚架分别连接在导杆一、导杆二的底端，永磁轮8可以沿着导杆3进行上下移动，永磁轮8来提供越障过程中磁吸力。实施例2：与实施例1不同之处在于：安装机构包括一顶板2和左侧板，左侧板以适应与爬壁机器人前端扫描桥的另一个端面连接。实施例3：在实施例1的基础上，磁吸附机构中永磁轮8的顶面与顶板2的垂直距离小于10mm。下面对上述越障辅助机构的使用方法做详细说明。本技术越障辅助机构在无损检测轮式爬壁机器人中的使用方法，结合图1和图6所示，当爬壁机器人即将遇到障碍时，磁吸附机构中的永磁轮先于爬壁机器人的前轮接触障碍，此时，由于磁吸附机构可沿着高度调节机构的导杆上下移动，并且在弹簧的作用下，可以保证牢靠的吸附在壁面上；当爬壁机器人前轮接触障碍时，机器人本体前部上移，远离壁面，固定在扫描桥两侧的侧板、顶板一起上移，压缩高度调节机构中的弹簧，弹簧受压缩后，反过来给顶板向壁面的压力，从而使爬壁机器人前轮始终牢固的与壁面接触，不会出现脱离等情况。爬壁机器人继续运动时，后轮接触到障碍，此时机器人本体前部靠近壁面，弹簧压缩量减小，但仍处于压缩状态，此时，弹簧拉动弹簧顶板下移，使机器人本体前部靠近壁面，从而使后轮牢固的与壁面接触。因此该装置保证在越障情况下，机器人四个车轮都能牢固的与壁面接触，从而保证运行的稳定性和安全性。本技术中未述及的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于无损检测轮式爬壁机器人的越障辅助机构，所述越障辅助机构连接在无损检测轮式爬壁机器人扫描桥两端，其特征在于：所述越障辅助机构包括具有障碍自适应的高度调节机构、补偿磁吸力的磁吸附机构以及用于同所述扫描桥连接的安装机构；所述高度调节机构，其包括导杆一、导杆二、弹簧顶板、弹簧一、弹簧二、轴承一和轴承二，所述导杆一和导杆二竖向并列设置，且二者高度相同，所述弹簧顶板位于所述导杆一和导杆二的顶部，所述弹簧一、弹簧二分别套置在所述导杆一、导杆二上，所述轴承一、轴承二分别位于所述导杆一、导杆二的中下部，所述弹簧一的两端恰好限位于所述弹簧顶板和轴承一之间，所述弹簧二的两端恰好限位于所述弹簧顶板和轴承二之间；所述安装机构包括顶板和侧板，所述顶板横向设置在所述轴承一和轴承二上，且所述顶板可带动所述轴承一、轴承二分别沿着导杆一、导杆二做上下移动；所述磁吸附机构设置在所述导杆一、导杆二的底部。

【技术特征摘要】
1.一种应用于无损检测轮式爬壁机器人的越障辅助机构，所述越障辅助机构连接在无损检测轮式爬壁机器人扫描桥两端，其特征在于：所述越障辅助机构包括具有障碍自适应的高度调节机构、补偿磁吸力的磁吸附机构以及用于同所述扫描桥连接的安装机构；所述高度调节机构，其包括导杆一、导杆二、弹簧顶板、弹簧一、弹簧二、轴承一和轴承二，所述导杆一和导杆二竖向并列设置，且二者高度相同，所述弹簧顶板位于所述导杆一和导杆二的顶部，所述弹簧一、弹簧二分别套置在所述导杆一、导杆二上，所述轴承一、轴承二分别位于所述导杆一、导杆二的中下部，所述弹簧一的两端恰好限位于所述弹簧顶板和轴承一之间，所述弹簧二的两端恰好限位于所述弹簧顶板和轴承二之间；所述安装机构包括顶板和侧板，所述顶板横向设置在所述轴承一和轴承二上，且所述顶板可带动所述轴承一、轴承...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬杰，杨为刚，刘晶姝，孙振华，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心，
类型：新型
国别省市：北京,11