一种爬壁车及基于该爬壁车的检测机器人制造技术

一种爬壁车及基于该爬壁车的检测机器人，包括行走车和两个履带系统，行走车内设有向两个履带系统提供动力的驱动装置，每个履带系统均包括前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置；行走车的底部设有非接触式变磁力永磁吸附机构，前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置均包括主动链轮、从动链轮和履带条，前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置中均设有多级连杆单元，履带条的外侧面上设有真空负压吸附装置，每个真空负压吸附装置均包括软体吸盘、微型气压传感器、微型斜度传感器和微型气泵。本发明专利技术能够实现单一维度或多维度、非平坦壁面上的障碍物越障运动、弯曲地面上的运动。

A wall climbing vehicle and a detection robot based on the wall climbing vehicle

A wall climbing car and a detection robot based on the wall climbing car, including a walking car and two caterpillar systems, with a driving device that provides power to two caterpillar systems. Each crawler system includes a front crawler device, a rear caterpillar device, and a middle crawler device. The bottom of the walking car is equipped with a non-contact magnetic variable. The force permanent magnet adsorption mechanism, the front crawler device, the rear crawler device and the middle crawler device all include the active sprocket, the driven sprocket and the crawler strip. The front crawler device, the rear caterpillar device and the middle caterpillar device are all equipped with multistage connecting rod units, and the outer side of the crawler strip is equipped with vacuum vacuum pressure adsorption device, each vacuum The negative pressure adsorption device includes a soft sucker, a micro pressure sensor, a micro slope sensor and a micro air pump. The invention can realize obstacle movement and bending movement on a single dimension or multi-dimensional, non flat wall.

【技术实现步骤摘要】
一种爬壁车及基于该爬壁车的检测机器人
本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种爬壁车及基于该爬壁车的检测机器人。
技术介绍
工业和工程中，要完成石化企业大型储油储气钢罐的检测、船体裂缝的探测和核工业焊缝的探伤这类工作不可避免的要进行高空作业。而为替代人力且高效安全地作业，就需要相应的壁面检测爬壁机器人的运用。吸盘吸附爬壁机器人作为一种比较常见类型的爬壁机器人，其以下的技术缺陷大大限制了其在这类地方的应用：（1）对被吸附壁面具有局限性，仅能在诸如玻璃这类的光滑壁面上实现吸附稳定，而在粗糙或凹凸不平的壁面上则会因为吸盘的漏气无法正常工作。（2）吸盘负压吸附机器人在吸附稳定和运动灵活之间存在着矛盾，即吸附性能好的机器人运动起来不灵活，运动灵活的机器人通常吸附安全性差。（3）现有机器人的吸盘吸附装置能为其提供的吸附力很有限，这限制了机器人的载荷，意味着机器人能携带的作业设备及其有限，限制了其应用。（4）多维度运动（机器人在相交两壁面间的过度）、小半径圆锥壁面上的运动、单一维度且非平坦壁面上的大障碍物越障运动、弯曲壁面上的运动，现有吸盘负压吸附机器人或者运动不稳定或者难以实现这些运动。为解决以上技术缺陷，并进一步提高现有吸盘负压吸附机器人的各项重要性能指标，以使这类爬壁机器人能在这些地方中更普遍的被运用，迫切需要一种新型吸盘负压吸附爬壁机器人来实现这一目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种爬壁车及基于该爬壁车的检测机器人，可运用到石化企业大型储油储气钢罐检测、船体裂缝探测和核工业焊缝探伤等领域。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案为：一种爬壁车，包括行走车以及对称设在行走车相对两侧边的两个履带系统，行走车内设有向两个履带系统提供动力的驱动装置，每个履带系统均包括前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置，中间履带装置设在行走车的外侧边，前置履带装置和后置履带装置分别设在中间履带装置的两端的外侧边；其中，行走车的底部设有非接触式变磁力永磁吸附机构，前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置均包括主动链轮、从动链轮以及闭环套设在主动链轮和从动链轮外的履带条，前置履带装置的主动链轮与中间履带装置的从动链轮传动联接，后置履带装置的主动链轮与中间履带装置的主动链轮传动联接，前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置中均设有多级连杆单元，且前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置的履带条的外侧面上均设置有若干个真空负压吸附装置，每个真空负压吸附装置均包括软体吸盘、微型气压传感器、微型斜度传感器和微型气泵。其中，软体吸盘的上端密封固定在履带条外侧面，且微型气压传感器、微型斜度传感器和微型气泵均设在软体吸盘的上端，其中，微型气压传感器与软体吸盘内腔的介质相接触，微型气压传感器不与软体吸盘的外部介质相接触，微型气泵的气体进口和气体出口分别与软体吸盘的外部介质和软体吸盘内腔的介质相接触。其中，非接触式变磁力永磁吸附机构包括固定座、第一电机、丝杠以及配合套设在丝杠上的螺母，固定座由上下分置的上顶板和下底板连接而成，上顶板安装在行走车的底部，第一电机安装在上顶板上，丝杠的上端与第一电机传动连接，丝杠的下端伸出下底板上设置的通孔，螺母上设有尺寸大于通孔直径的凸肩以及连接在凸肩下表面上的轭铁和永磁体；下底板的上表面设有导向管，轭铁上设有间隙配合设在导向管内的移动杆，移动杆的上端设有不能从导向管中脱出的限位螺母。本专利技术中，前置履带装置和后置履带装置中的多级连杆单元为对称设置的若干个连杆单元Ⅰ；前置履带装置中，每三个连杆Ⅰ组成一个连杆单元Ⅰ，每个连杆单元Ⅰ中的三个连杆Ⅰ的一端通过一个销钉连接在一起，位于前置履带装置上方的连杆Ⅰ的另一端通过销钉连接一个托带轮，托带轮与前置履带装置上方的履带条相接触，位于中间的连杆Ⅰ的另一端通过弹簧与相邻连杆单元Ⅰ中的销钉相连接，位于前置履带装置下方的连杆Ⅰ的另一端通过销钉连接一个负重轮，负重轮与前置履带装置下方的履带条相接触。本专利技术中，中间履带装置中的多级连杆单元为若干个连杆单元Ⅱ，每三个连杆Ⅱ组成一个连杆单元Ⅱ，每个连杆单元Ⅱ中的三个连杆Ⅱ的一端通过一个销钉连接在一起，位于中间履带装置上方的连杆Ⅱ的另一端通过销钉连接一个托带轮，托带轮与中间履带装置上方的履带条相接触，位于中间的连杆Ⅱ的另一端通过弹簧与相邻连杆单元Ⅱ中的销钉相连接，位于中间履带装置下方的连杆Ⅱ的另一端通过销钉连接一个负重轮，负重轮与中间履带装置下方的履带条相接触。进一步地，每个连杆单元Ⅱ中，位于中间履带装置下方的连杆Ⅱ的负重轮上的销钉的端部设有有伸入行走车内的多段连杆，行走车的内壁连接有导向块，导向块内滑动配合连接有竖直设置的导向杆，伸出导向块上端的导向杆上连接有限位螺母，导向杆的下端连接与多段连杆连接，位于多段连杆与导向块之间的导向杆上套设有弹簧。其中，每个履带系统的驱动装置均包括带动后置履带机构的第一驱动装置和带动前置履带机构的第二驱动装置，其中，第一驱动装置包括固定板、第一电机、第二电机和第三电机，第一电机和第二电机安装在底板上，第一电机的驱动轴上安装有第一齿轮，第一齿轮外啮合设置有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮的齿面均竖直设置，且第二齿轮的齿面上连接有空心轴，空心轴与固定在侧板上的轴承相连接，中间履带机构中的主动链轮安装在伸出行走车外的空心轴的端部，使第一电机带动中间履带机构中的主动链轮转动；空心轴内部间隙配合有第一长轴，第一长轴的一端与第二电机的驱动轴传动连接，第一长轴的另一端伸出中间履带机构中的主动链轮外且与固定板连接，第三电机安装在该固定板上，第三电机的驱动轴与后置履带机构中的主动链轮传动连接；第二驱动装置包括固定板、第四电机和第五电机，第四电机安装在底板上，第四电机的驱动轴传动连接有第二长轴，第二长轴外间隙配合套设有空心轴，空心轴与固定在侧板上的轴承相连接，中间履带机构中的从动链轮安装在伸出行走车外的空心轴的端部，第二长轴的一端伸出中间履带机构中的从动链轮外且与固定板连接，第五电机安装在固定板上，第五电机的驱动轴与前置履带机构中的主动链轮传动连接。进一步地，行走车上还设有防倾覆装置，防倾覆装置包括旋转台、连接架、弹簧和万向轮，旋转台安装在顶板上，万向轮包括轮叉和安装在轮叉上的滚轮，连接架的一端固定在旋转台上，连接架的另一端与弹簧的上端连接，弹簧的下端与轮叉连接；旋转台包括第六电机、旋转轴和基座，第六电机固定安装在顶板的上表面，且第六电机的驱动轴与旋转轴的一端传动连接，基座固定在旋转轴的另一端，连接架的一端固定在该基座上；所述的连接架包括固定连接的第一连接杆和向行走车外延伸的第二连接杆，第二连接杆上固定连接有竖直设置的第三连接杆，第三连接杆的下端与弹簧的上端连接；其中，第一连接杆与第二连接杆的连接部位位于行走车外部，且位于行走车外的第一连接杆向下方弯折，使滚轮与履带机构位于同一平面。一种检测机器人，包括一种爬壁车，还包括超声波探测机构、摄像机构以及设在行走车内的控制器，该控制器与每个真空负压吸附装置中的微型气压传感器、微型斜度传感器和微型气泵连接。进一步地，超声波探测机构包括超声波探头与摄像头模块、横向移动单元、纵向移动单元和连接件，横向移动单元包括横向框架、安装在横向框架上的横向电机、由横向电机带动的横向丝杠以及配合套设在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种爬壁车，包括行走车以及对称设在行走车相对两侧边的两个履带系统，行走车内设有向两个履带系统提供动力的驱动装置，其特征在于：每个履带系统均包括前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置，中间履带装置设在行走车的外侧边，前置履带装置和后置履带装置分别设在中间履带装置的两端的外侧边；其中，行走车的底部设有非接触式变磁力永磁吸附机构，前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置均包括主动链轮、从动链轮以及闭环套设在主动链轮和从动链轮外的履带条，前置履带装置的主动链轮与中间履带装置的从动链轮传动联接，后置履带装置的主动链轮与中间履带装置的主动链轮传动联接，前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置中均设有多级连杆单元，且前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置的履带条的外侧面上均设置有若干个真空负压吸附装置，每个真空负压吸附装置均包括软体吸盘、微型气压传感器、微型斜度传感器和微型气泵。

【技术特征摘要】
1.一种爬壁车，包括行走车以及对称设在行走车相对两侧边的两个履带系统，行走车内设有向两个履带系统提供动力的驱动装置，其特征在于：每个履带系统均包括前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置，中间履带装置设在行走车的外侧边，前置履带装置和后置履带装置分别设在中间履带装置的两端的外侧边；其中，行走车的底部设有非接触式变磁力永磁吸附机构，前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置均包括主动链轮、从动链轮以及闭环套设在主动链轮和从动链轮外的履带条，前置履带装置的主动链轮与中间履带装置的从动链轮传动联接，后置履带装置的主动链轮与中间履带装置的主动链轮传动联接，前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置中均设有多级连杆单元，且前置履带装置、后置履带装置和中间履带装置的履带条的外侧面上均设置有若干个真空负压吸附装置，每个真空负压吸附装置均包括软体吸盘、微型气压传感器、微型斜度传感器和微型气泵。2.根据权利要求1所述的一种爬壁车，其特征在于：软体吸盘的上端密封固定在履带条外侧面，且微型气压传感器、微型斜度传感器和微型气泵均设在软体吸盘的上端，其中，微型气压传感器与软体吸盘内腔的介质相接触，微型气压传感器不与软体吸盘的外部介质相接触，微型气泵的气体进口和气体出口分别与软体吸盘的外部介质和软体吸盘内腔的介质相接触。3.根据权利要求1所述的一种爬壁车，其特征在于：所述的非接触式变磁力永磁吸附机构包括固定座、第一电机、丝杠以及配合套设在丝杠上的螺母，固定座由上下分置的上顶板和下底板连接而成，上顶板安装在行走车的底部，第一电机安装在上顶板上，丝杠的上端与第一电机传动连接，丝杠的下端伸出下底板上设置的通孔，螺母上设有尺寸大于通孔直径的凸肩以及连接在凸肩下表面上的轭铁和永磁体；下底板的上表面设有导向管，轭铁上设有间隙配合设在导向管内的移动杆，移动杆的上端设有不能从导向管中脱出的限位螺母。4.根据权利要求1所述的一种爬壁车，其特征在于：前置履带装置和后置履带装置中的多级连杆单元为对称设置的若干个连杆单元Ⅰ；前置履带装置中，每三个连杆Ⅰ组成一个连杆单元Ⅰ，每个连杆单元Ⅰ中的三个连杆Ⅰ的一端通过一个销钉连接在一起，位于前置履带装置上方的连杆Ⅰ的另一端通过销钉连接一个托带轮，托带轮与前置履带装置上方的履带条相接触，位于中间的连杆Ⅰ的另一端通过弹簧与相邻连杆单元Ⅰ中的销钉相连接，位于前置履带装置下方的连杆Ⅰ的另一端通过销钉连接一个负重轮，负重轮与前置履带装置下方的履带条相接触。5.根据权利要求1所述的一种爬壁车，其特征在于：中间履带装置中的多级连杆单元为若干个连杆单元Ⅱ，每三个连杆Ⅱ组成一个连杆单元Ⅱ，每个连杆单元Ⅱ中的三个连杆Ⅱ的一端通过一个销钉连接在一起，位于中间履带装置上方的连杆Ⅱ的另一端通过销钉连接一个托带轮，托带轮与中间履带装置上方的履带条相接触，位于中间的连杆Ⅱ的另一端通过弹簧与相邻连杆单元Ⅱ中的销钉相连接，位于中间履带装置下方的连杆Ⅱ的另一端通过销钉连接一个负重轮，负重轮与中间履带装置下方的履带条相接触。6.根据权利要求5所述的一种爬壁车，其特征在于：每个连杆单元Ⅱ中，位于中间履带装置下方的连杆Ⅱ的负重轮上的销钉的端部设有有伸入行走车内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱德荣，沈俊芳，宋伟志，杨浩进，吕超鹏，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41