磁吸式柱面气体环境监测机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，包括两组对称设置的爬壁组件；爬壁组件包括底板、电机、主动轮、前从动轮、后从动轮和永磁体单元；两组爬壁组件的底板的内侧转动连接；电机固定在底板上表面的前端，主动轮位于底板外侧的前端，电机驱动主动轮转动；前从动轮设置在底板的下表面上，位于底板前端的内侧；后从动轮设置在底板的下表面上，位于底板后端的内侧；永磁体单元固定在底板的下表面上，位于底板的前端、主动轮和前从动轮之间；永磁体单元将机器人吸附在柱面上，电机分别驱动主动轮转动，带动机器人在柱面上移动，两个底板随所在柱面的弯曲程度而形成相适应的角度。本实用新型专利技术可实现在曲率较大柱面的自适应爬行。

Magnetic suction cylinder gas environment monitoring robot

【技术实现步骤摘要】
磁吸式柱面气体环境监测机器人
本技术属于机器人领域，涉及一种爬壁机器人，尤其涉及一种磁吸式柱面气体环境监测机器人。
技术介绍
自然界中存在着多种具有爬壁能力的动物，它们可以在各类复杂的环境中运动自如。基于对此类动物的仿生研究，世界各地陆续研制出了具有各种功能的爬壁机器人。爬壁机器人可以数种不同机理在壁面上附着爬行,并能携带各类工具完成特定的作业任务。磁吸式爬壁机器人就是一种利用磁铁与铁磁性表面的作用力实现爬壁功能的机器人。国内外研发的爬壁机器人的爬行环境大多仅限于铁磁性平面或曲率较小的柱面，比如日本三菱重工研制的壁面作业机器人、哈尔滨工业大学研制的多功能履带式爬壁机器人。这些机器人都能实现铁磁性壁面的爬行功能，但要求壁面比较平坦，适用的工作环境比较局限。近年来东京工业大学研制出了磁吸式爬壁机器人GunryuIII，该机器人采用多段履带进行壁面吸附，提高了磁吸式爬壁机器人的灵活度，但是机器人体型较大，仍然不适用于曲率大的柱面。
技术实现思路
本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，以克服现有技术的缺陷。为实现上述目的，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，包括两组对称设置的爬壁组件；爬壁组件包括底板、电机、主动轮、前从动轮、后从动轮和永磁体单元；两组爬壁组件的底板的内侧转动连接；同一组爬壁组件中，电机固定在底板上表面的前端，主动轮位于底板外侧的前端，主动轮安装在电机的输出轴上，电机驱动主动轮转动；前从动轮设置在底板的下表面上，位于底板前端的内侧，可以转动；后从动轮设置在底板的下表面上，位于底板后端的内侧，可以转动；永磁体单元固定在底板的下表面上，位于底板的前端、主动轮和前从动轮之间；永磁体单元将机器人吸附在柱面上，两组爬壁组件的电机分别驱动两个主动轮转动，带动机器人在柱面上移动，前从动轮和后从动轮支撑底板、并随之移动而转动，两个底板随所在柱面的弯曲程度而形成相适应的角度。进一步，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，还可以具有这样的特征：其中，永磁体单元包括圆柱形永磁体和条形永磁体；圆柱形永磁体固定在底板下表面的前端外侧；条形永磁体沿左右方向设置，位于圆柱形永磁体的后方。进一步，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，还可以具有这样的特征：其中，条形永磁体的一端位于圆柱形永磁体的正后方，另一端延伸至前从动轮的内侧后端。进一步，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，还可以具有这样的特征：其中，主动轮的外表面由内至外依次包覆有海绵层和砂纸层。进一步，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，还可以具有这样的特征：还包括固定在底板上的电池、稳压模块、直流电调和遥控信号接收机；电池与稳压模块的输入级连接；稳压模块的输出级与直流电调的电源输入级连接；直流电调的两套输出级分别与两组爬壁组件的电机的正负级连接；遥控信号接收机与直流电调的信号输入级连接；遥控信号接收机接收到遥控信号后，直流电调通过控制两个电机的转向和转速，驱动相应的主动轮实现机器人的前进、后退与转向。进一步，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，还可以具有这样的特征：还包括固定在底板上的主控模块、温度传感器、有害气体传感器和无线数据发射模块；主控模块的电源输入端口与稳压模块的输出级连接；温度传感器和有害气体传感器均与主控模块连接，主控模块控制温度传感器和有害气体传感器探测周围环境，获得环境数据；无线数据发射模块与主控模块连接，将主控模块获得的环境数据发送至计算机上。进一步，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，还可以具有这样的特征：其中，电池、遥控信号接收机、温度传感器、有害气体传感器固定在右侧的爬壁组件的底板上，均位于其电机的后方，电池和遥控信号接收机位于底板的内侧，遥控信号接收机位于电池的前方，温度传感器和有害气体传感器位于底板的外侧，温度传感器位于有害气体传感器的前方；直流电调、主控模块、稳压模块和无线数据发射模块固定在左侧的爬壁组件的底板上，均位于其电机的后方，直流电调位于底板的内侧，稳压模块和无线数据发射模块位于底板的外侧，稳压模块位于无线数据发射模块的前方，主控模块位于直流电调和无线数据发射模块的后方。进一步，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，还可以具有这样的特征：其中，爬壁组件还包括盖壳；同一组爬壁组件中，盖壳的下侧边沿与底板的边沿相匹配，盖壳前端的下侧与底板的前端转动连接，盖壳可打开和闭合在底板上。进一步，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，还可以具有这样的特征：其中，底板的前端边沿为沿左右方向设置的直线，后端边沿呈四分之一圆弧形，两组爬壁组件的底板位于同一平面时，其后端拼合呈半圆弧形。进一步，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，还可以具有这样的特征：其中，两组爬壁组件的底板通过两个合页转动连接。本技术的有益效果在于：本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，采用两块角度可变的底板设计，两块底板通过合页转动连接，当永磁体单元与铁磁性柱面作用时，两块底板分别通过轮子与柱面接触；当机器人以不同方向爬行于柱面时，两块底板通过合页随时从动地调节至适应的角度。此外，底板下表面设有前从动轮和后从动轮，两种从动轮可使两块底板与柱面保持良好的距离。其中，主动轮和前从动轮位于永磁体单元的两侧，可进一步保证永磁体单元处的底板与柱面保持良好的距离，在实现稳定的吸附效果的同时，保证机器人顺利地在柱面上爬行。另外，永磁体单元包括一个圆柱形永磁体和一个条形永磁体，二者分布科学合理，可以保证整体吸附力足够搭载传感器等元件的条件下，将吸附力分布至主动轮附近，保证主动轮与柱面产生足够的摩擦力，进而驱动机器人在柱面上爬行。角度可变的两块底板设计、独特的滚轮设计以及永磁体的布局设计，实现了机器人稳定地、全方位地爬行于大曲率柱面并进行环境侦查的预期效果。附图说明图1是磁吸式柱面气体环境监测机器人的结构示意图。图2是磁吸式柱面气体环境监测机器人的结构示意图；图3是磁吸式柱面气体环境监测机器人的侧视图；图4是磁吸式柱面气体环境监测机器人的俯视图；图5是主动轮的结构示意图；图6是底板的结构示意图；图7是磁吸式柱面气体环境监测机器人的盖壳闭合时、两个底板形成一定角度的后视图。具体实施方式以下结合附图来说明本技术的具体实施方式。如图1-4所示，本技术提供一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，包括两组对称设置的爬壁组件、电池2、稳压模块3、直流电调4、遥控信号接收机5、主控模块6、温度传感器7、有害气体传感器8和无线数据发射模块9。爬壁组件包括底板11、电机12、主动轮13、前从动轮14、后从动轮15、永磁体单元和盖壳17。两组爬壁组件的底板11的内侧转动连接。其中，两组爬壁组件的底板11通过两个合页111转动连接。同一组爬壁组件中：电机12固定在底板11上表面的前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，其特征在于：/n包括两组对称设置的爬壁组件；/n所述爬壁组件包括底板、电机、主动轮、前从动轮、后从动轮和永磁体单元；/n两组爬壁组件的底板的内侧转动连接；/n同一组所述爬壁组件中，所述电机固定在底板上表面的前端，所述主动轮位于底板外侧的前端，主动轮安装在电机的输出轴上，电机驱动主动轮转动；/n所述前从动轮设置在底板的下表面上，位于底板前端的内侧，可以转动；/n所述后从动轮设置在底板的下表面上，位于底板后端的内侧，可以转动；/n所述永磁体单元固定在底板的下表面上，位于底板的前端、主动轮和前从动轮之间；/n永磁体单元将机器人吸附在柱面上，两组爬壁组件的电机分别驱动两个主动轮转动，带动机器人在柱面上移动，前从动轮和后从动轮支撑底板、并随之移动而转动，两个底板随所在柱面的弯曲程度而形成相适应的角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁吸式柱面气体环境监测机器人，其特征在于：
包括两组对称设置的爬壁组件；
所述爬壁组件包括底板、电机、主动轮、前从动轮、后从动轮和永磁体单元；
两组爬壁组件的底板的内侧转动连接；
同一组所述爬壁组件中，所述电机固定在底板上表面的前端，所述主动轮位于底板外侧的前端，主动轮安装在电机的输出轴上，电机驱动主动轮转动；
所述前从动轮设置在底板的下表面上，位于底板前端的内侧，可以转动；
所述后从动轮设置在底板的下表面上，位于底板后端的内侧，可以转动；
所述永磁体单元固定在底板的下表面上，位于底板的前端、主动轮和前从动轮之间；
永磁体单元将机器人吸附在柱面上，两组爬壁组件的电机分别驱动两个主动轮转动，带动机器人在柱面上移动，前从动轮和后从动轮支撑底板、并随之移动而转动，两个底板随所在柱面的弯曲程度而形成相适应的角度。


2.根据权利要求1所述的磁吸式柱面气体环境监测机器人，其特征在于：
其中，所述永磁体单元包括圆柱形永磁体和条形永磁体；
所述圆柱形永磁体固定在底板下表面的前端外侧；
所述条形永磁体沿左右方向设置，位于圆柱形永磁体的后方。


3.根据权利要求2所述的磁吸式柱面气体环境监测机器人，其特征在于：
其中，所述条形永磁体的一端位于所述圆柱形永磁体的正后方，另一端延伸至所述前从动轮的内侧后端。


4.根据权利要求1所述的磁吸式柱面气体环境监测机器人，其特征在于：
其中，所述主动轮的外表面由内至外依次包覆有海绵层和砂纸层。


5.根据权利要求1所述的磁吸式柱面气体环境监测机器人，其特征在于：
还包括固定在所述底板上的电池、稳压模块、直流电调和遥控信号接收机；
所述电池与稳压模块的输入级连接；
所述稳压模块的输出级与直流电调的电源输入级连接；
所述直流电调的两套输出级分别与两组所述爬壁组件的电机的正负级连接；
所述遥控信号接收机与直流电调的信号输入级连接；
遥控信号接收机接收到遥控信号后...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈国栋，吉爱红，徐杰，常乐，
申请(专利权)人：南京高源环保工程有限公司，南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32