一种磁吸附爬壁机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁吸附爬壁机器人，包括机器人行走装置，可变距磁力吸附装置和控制系统，所述可变距磁力吸附装置，包括磁吸附驱动机构、磁体安装板和磁体组，磁体组安装在磁体安装板上，磁吸附驱动机构用于驱动磁体安装板运动，进而调节磁体组与行走表面之间间距，继而改变机器人与行走表面之间的磁吸附力的大小；控制系统包括电源模块、控制器、角度传感器，通过角度传感器实时检测采集机器人的角度信息，控制器通过步进电机驱动器与机器人行走装置的底盘电机连接，并且控制器通过步进电机驱动器与可变距磁力吸附装置的磁吸附驱动机构的电机连接，进而实现对机器人行走以及对行走表面磁吸附力大小的控制。行走表面磁吸附力大小的控制。行走表面磁吸附力大小的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种磁吸附爬壁机器人


[0001]本技术属于机器人
，具体涉及一种磁吸附爬壁机器人。

技术介绍

[0002]磁吸附式爬壁机器人是特种移动机器人领域中一个十分重要的类型，它能够在不同倾斜度和高度的导磁壁面上进行作业，以降低危险行业的人力成本。作为一种恶劣、危险、极限情况下作业的自动化机械装置，越来越受到人们的重视，爬壁机器人在执行任务时，往往要携带检测仪器、清洗设备、侦察武器等物品，要求具有一定的负载能力，而负载能力越强，要求机器人吸附机构提供的吸附力越大。但是吸附力在机器人运动时成为最主要的运动阻力，使其运动性能变差，即爬壁机器人负载能力和运动灵活性之间是一对矛盾。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种磁吸附爬壁机器人。该机器人能够根据自身倾斜角度，进行对行走面磁吸附力大小自适应调整，有效的解决了机器人负载能力和运动灵活性矛盾的问题。
[0004]本技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种磁吸附爬壁机器人，包括机器人行走装置，可变距磁力吸附装置和控制系统，可变距磁力吸附装置安装在机器人壳体的腹部内，机器人行走装置安装在机器人壳体底部；
[0006]所述可变距磁力吸附装置，包括磁吸附驱动机构、磁体安装板和磁体组，磁体组安装在磁体安装板上，磁吸附驱动机构用于驱动磁体安装板运动，进而调节磁体组与行走表面之间间距，继而改变机器人与行走表面之间的磁吸附力的大小；
[0007]所述控制系统，包括电源模块、控制器、角度传感器，角度传感器与控制器连接，通过角度传感器实时检测采集机器人的角度信息，控制器通过步进电机驱动器与机器人行走装置的底盘电机连接，并且控制器通过步进电机驱动器与可变距磁力吸附装置的磁吸附驱动机构的电机连接，进而实现对机器人行走以及对行走表面磁吸附力大小的控制。
[0008]在上述技术方案中，所述机器人行走装置，采用履带式行走结构，包括橡胶履带和底盘驱动电机，橡胶履带对称固定安装在机器人壳体的两侧下方，底盘驱动电机位于机器人壳体的底部并与橡胶履带连接，提供运动动力。
[0009]在上述技术方案中，所述磁吸附驱动机构包括电机、基座、丝杠、滑台，电机安装在基座上，基座通过螺栓固定安装在机器人壳体上，电机的输出轴通过支撑轴承与联轴器连接，联轴器另一端与丝杠连接，丝杠末端通过止推轴承安装在基座上；滑台通过滑轨滑动安装在基座上，并且滑台与丝杠螺纹配合，通过丝杠驱动滑台在基座上做直线往复运动；磁体安装板为L型，通过安装销安装在滑台上。
[0010]在上述技术方案中，所述磁体组由N块永磁体组成，N块永磁体成一排排布，排布规则为：横向磁化和纵向磁化间隔排列，且相间隔的两个横向磁化方向相反，相间隔的两个纵
向磁化方向也相反。
[0011]在上述技术方案中，控制器采用STM32F103型号单片机。
[0012]在上述技术方案中，角度传感器采用是SINDT双轴数字型角度传感器。
[0013]在上述技术方案中，控制器还通过红外遥控接收模块MC7RB与上位机通信，进而接收上位机的控制信号。
[0014]本技术的优点和有益效果为：
[0015]本技术的磁吸附爬壁机器人，采用可变距磁力吸附装置，工作时，控制器根据角度传感器采集到的机器人实时角度信息，对可变距磁力吸附装置的电机进行相应控制，以调节磁体组与行走表面之间间距，继而改变机器人与行走表面之间的磁吸附力的大小，倾角值越大则磁吸附力越大，起到了兼顾负载能力和运动灵活性的作用，有效的解决了机器人负载能力和运动灵活性矛盾的问题。
附图说明
[0016]图1是：爬壁机器人组成简图；
[0017]图2是：爬壁机器人内部剖视示意图；
[0018]图3是：可变距磁力吸附装置的结构示意图；
[0019]图4是：可变距磁力吸附装置的结构示意图；
[0020]图5是：磁体组的排布示意图；
[0021]图6是：爬壁机器人的控制系统示意图。
[0022]其中，1：机器人壳体，2：机器人行走装置，3：可变距磁力吸附装置，4：控制系统，3-1：磁吸附驱动机构，3-2：磁体安装板，3-3：磁体组，3-11：电机，3-12：基座，3-13：丝杠，3-14：滑台，3-15：支撑轴承，3-16：联轴器，3-17：止推轴承，3-18：滑轨，4-1：电源模块，4-2：控制器，4-3：角度传感器。
[0023]对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
[0024]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合具体实施例进一步说明本技术的技术方案。
[0025]参见附图，一种磁吸附爬壁机器人，包括机器人行走装置，可变距磁力吸附装置和控制系统。控制系统4安装在机器人壳体1的顶部，可变距磁力吸附装置3安装在机器人壳体1的腹部内，机器人行走装置2安装在机器人壳体1底部。
[0026]所述机器人行走装置2，采用履带式行走结构，包括橡胶履带和底盘驱动电机。
[0027]所述可变距磁力吸附装置3，包括磁吸附驱动机构3-1、磁体安装板3-2和磁体组3-3，磁体组3-3安装在磁体安装板3-2上，磁吸附驱动机构3-1用于驱动磁体安装板运动，进而调节磁体组与行走表面之间间距，继而改变机器人与行走表面之间的磁吸附力的大小。参见附图3和附图4，具体来讲，所述磁吸附驱动机构3-1包括电机3-11、基座3-12、丝杠3-13、滑台3-14，电机3-11安装在基座3-12上，基座3-12通过螺栓固定安装在机器人壳体上，电机3-11的输出轴通过支撑轴承3-15与联轴器3-16连接，联轴器另一端与丝杠3-13连接，丝杠
3-13末端通过止推轴承3-17安装在基座3-12上；滑台3-14通过滑轨3-18滑动安装在基座3-12上，并且滑台3-14与丝杠3-13螺纹配合，通过丝杠3-13驱动滑台3-14在基座上做直线往复运动；磁体安装板3-2为L型，通过安装销3-21安装在滑台3-14上。
[0028]进一步的，参见附图5，所述磁体组3-3由7块永磁体组成，7块永磁体按箭头代表的磁化方向成一排排布，排布规则为：横向磁化和纵向磁化间隔排列，且相间隔的两个横向磁化方向相反，相间隔的两个纵向磁化方向也相反。所述横向磁化方向是指机器人的宽度方向，所述纵向磁化方向是指机器人的首尾方向，
[0029]参见附图6，所述控制系统，主要包括电源模块4-1、控制器4-2、角度传感器4-3，控制器采用STM32F103型号单片机，角度传感器采用是SINDT双轴数字型角度传感器，电源模块为各个模块供电，角度传感器与控制器连接，通过角度传感器实时检测采集机器人的角度信息，控制器通过步进电机驱动器与机器人行走装置的底盘电机连接，并且控制器通过步进电机驱动器与可变距磁力吸附装置的电机连接，进而实现对机器人行走以及对行走表面磁吸附力大小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁吸附爬壁机器人，其特征在于：包括机器人行走装置，可变距磁力吸附装置和控制系统，可变距磁力吸附装置安装在机器人壳体的腹部内，机器人行走装置安装在机器人壳体底部；所述可变距磁力吸附装置，包括磁吸附驱动机构、磁体安装板和磁体组，磁体组安装在磁体安装板上，磁吸附驱动机构用于驱动磁体安装板运动，进而调节磁体组与行走表面之间间距；所述控制系统，包括电源模块、控制器、角度传感器，角度传感器与控制器连接，通过角度传感器实时检测采集机器人的角度信息，控制器通过步进电机驱动器与机器人行走装置的底盘电机连接，并且控制器通过步进电机驱动器与可变距磁力吸附装置的磁吸附驱动机构的电机连接。2.根据权利要求1所述的磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述机器人行走装置，采用履带式行走结构。3.根据权利要求1所述的磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝华，杜泽亮，王明科，邓三鹏，孙磊，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心，
类型：新型
国别省市：