一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人制造技术

本发明专利技术涉及水下机器人技术领域，尤其是一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人。其包括两个左右对称设置的行走车架模块，所述两个行走车架模块之间通过中间车架模块可拆卸的连接，行走车架模块上端后部设置密封控制盒，行走车架模块前端设置摄像头；所述行走车架模块包括行走车架框架，所述行走车架框架包括两个左右对称设置的铰接车板，铰接车板包括分前后设置的前纵梁和后纵梁，前纵梁后端和后纵梁前端通过第一铰接螺栓铰接连接，前纵梁上沿高度方向设置长条形的第一限位螺栓孔。本发明专利技术采用自适应车架结构，行走车架框架和中间车架模块采用铰接的连接形式，使得爬壁机器人能够适应各种曲率以及凹凸不平的表面，大大提高了爬壁机器人的工作能力。人的工作能力。人的工作能力。

【技术实现步骤摘要】
一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人


[0001]本专利技术涉及水下机器人
，尤其是一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人。

技术介绍

[0002]水下爬壁机器人是一种在极限环境下作业的机器人，它将水下密封技术、爬壁技术和移动机器人技术集成于一体，使之能够在倾斜、垂直或者倒立壁面上灵活运动，同时可携带相关设备完成工作任务，能够有效解决人工难以或不能完成的任务，实现水下高强度、高危险环境中的自动化作业，大大提高了生产效率，节省了工人劳动力，同时有效降低了劳动风险。目前，水下爬壁机器人已经在民用船舶、海军舰艇、海洋平台、海底管道、大坝的水下检修、清刷作业中得到了一定的应用。
[0003]根据吸附方式的不同，爬壁机器人可分为磁吸附、负压吸附、推力吸附等。磁吸附又分为永磁吸附和电磁吸附，电磁吸附式结构复杂、安全性差，而永磁铁具有可靠性高、体积小等优势，逐步成为未来的主要发展方向。
[0004]在实际应用中，爬壁机器人的工作表面是多曲率、多障碍的空间曲面，例如船体表面和海洋管道等，会导致爬壁机器人吸附力的变化，进而影响爬壁机器人的负载和作业能力，此外，工作表面的凹凸不平和障碍物也会导致爬壁机器人底盘的离地间隙发生变化，如底盘的离地间隙过低可能会被障碍物卡住；驱动轮悬空可能导致驱动失效等。因此，要求爬壁机器人具备曲面自适应能力。目前多数磁吸附爬壁机器人均采用履带式或磁轮式吸附。履带式磁吸附可以产生很大的吸附力，但是其转向能力很差，对曲面的适应力差，翻越障碍能力不足。磁轮式爬壁机器人转向性能和曲面适应性较好，但是由于磁轮尺度的限制，导致吸附能力不足。

技术实现思路

[0005]本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人，采用自适应结构的行走车架模块，车架部分均采用铰接的形式，使得爬壁机器人能够适应各种曲率以及凹凸不平的表面，大大提高了爬壁机器人的工作能力。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人，包括两个左右对称设置的行走车架模块，所述两个行走车架模块之间通过中间车架模块可拆卸的连接，行走车架模块上端后部设置密封控制盒，行走车架模块前端设置摄像头；所述行走车架模块包括行走车架框架，所述行走车架框架包括两个左右对称设置的铰接车板，铰接车板包括分前后设置的前纵梁和后纵梁，前纵梁后端和后纵梁前端通过第一铰接螺栓铰接连接，前纵梁上沿高度方向设置长条形的第一限位螺栓孔，后纵梁上对应第一限位螺栓孔的位置连接第一限位螺栓，第一限位螺栓前端伸入第一限位螺栓孔中，前纵梁后端和后纵梁能够围绕第一铰接螺栓相对转动，并通过第一限位螺栓孔和第一限位螺栓实现转动幅度的限制。
[0008]进一步的，行走车架框架前后部分别转动连接从动轴和驱动轴，从动轴和驱动轴两端分别连接行走车轮，驱动轴上连接减速机输出端，减速机输入端连接水密电机，驱动轴上连接驱动链轮，从动轴上连接从动链轮，驱动链轮通过传动链条连接从动链轮，后纵梁后端通过连接件可拆卸的连接减速机壳体，前纵梁前端通过轴套结构转动连接从动轴。
[0009]进一步的，前纵梁后端和后纵梁上共同设置相互贯通的第一锁紧螺栓孔，第一锁紧螺栓孔内能够设置第一锁紧螺栓，第一锁紧螺栓能够将铰接车板变成刚性连接。
[0010]进一步的，前纵梁上沿长度方向设置前减重孔，后纵梁上沿长度方向设置后减重孔。
[0011]进一步的，中间车架模块包括两个分前后设置的对接组件，两个对接组件两端分别连接在两个行走车架模块的后纵梁上，对接组件包括第一对接板和第二对接板，第一对接板和第二对接板通过第二铰接螺栓铰接连接，第一对接板一端垂直设置第一支板，第二对接板一端垂直设置第二支板，所述第一对接板上沿高度方向设置长条形的第二限位螺栓孔，第二对接板上对应第二限位螺栓孔的位置设置第二限位螺栓，第二限位螺栓前端伸入第二限位螺栓孔中，第一对接板和第二对接板能够围绕第二铰接螺栓转动，第二限位螺栓和第二限位螺栓孔能够限制转动的幅度。
[0012]进一步的，第一对接板和第二对接板上设置前后贯通的第二锁紧螺栓孔，第二锁紧螺栓孔内能够设置第二锁紧螺栓，第一对接板和第二对接板均连接在后纵梁上。
[0013]进一步的，行走车架模块上端设置清洗模块。
[0014]进一步的，清洗模块包括清洗连接板，清洗连接板上通过连接件可拆卸的连接清洗安装板，清洗安装板通过连接件可拆卸的连接在中间车架模块上，清洗连接板上设置轴承座，轴承座内转动连接转轴，转轴上端固接摆臂一端，摆臂另一端连接清洗枪，清洗连接板上设置往复移动驱动机构，往复移动驱动机构连接摆臂，往复移动驱动机构能够带动摆臂往复移动；所述往复移动驱动机构包括固定在清洗连接板底部的水下舵机，水下舵机驱动端穿过清洗连接板并连接曲柄一端，曲柄另一端通过销轴连接连杆一端，连杆另一端连接摆轴下端，摆轴上端转动连接摆臂。
[0015]进一步的，行走车架模块的前后部底端面分别设置吸附模块，吸附模块能够根据曲面形状自动调节至吸力最大的位置。
[0016]进一步的，吸附模块包括永磁铁，永磁铁下端和左右两侧包覆设置包板，永磁铁上端包覆设置顶板，永磁铁前后端分别包覆设置侧板，包板和顶板、侧板通过连接件可拆卸的连接并将永磁铁完全包覆在内，侧板上设置贯通的定位孔，顶板两端分别设置凸出的定位插块，顶板两端的定位插块分别对应伸入两侧的侧板的定位孔中，所述侧板上通过紧固螺栓连接磁铁连接板，磁铁连接板通过轴套连接行走车架模块，侧板上连接紧固螺栓位置处沿高度方向设置长条形的高度调节孔，磁铁连接板侧面通过连接件可拆卸的连接磁铁调节板，磁铁调节板上端连接调节螺栓，调节螺栓前端伸入侧板的调节螺栓孔中。
[0017]本专利技术的有益效果如下：
[0018]本专利技术采用自适应车架结构，行走车架框架和中间车架模块采用铰接的连接形式，使得爬壁机器人能够适应各种曲率以及凹凸不平的表面，大大提高了爬壁机器人的工作能力；本专利技术设有自适应吸附模块，永磁铁离地间隙可调，同时吸附模块能够绕轴转动，当工作表面不平时，可自动调整至吸附力最大的位置，与自适应车架有效组成了自适应底
盘系统，显著提高了越障能力和曲面适应能力；本专利技术采用差速式转向，同时设置有8个轮子，均能够提供驱动力和制动力，使得整车驱动力分布均衡，有效减小了越障时部分车轮打滑带来的影响，提高了行走的平稳性和可靠性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术立体结构图。
[0020]图2为本专利技术去除清洗模块结构图。
[0021]图3为本专利技术行走车架模块结构图。
[0022]图4为本专利技术行走车架框架结构图。
[0023]图5为本专利技术中间车架模块结构图。
[0024]图6为本专利技术清洗模块结构图。
[0025]图7为本专利技术吸附模块结构图。
[0026]图8为本专利技术吸附模块安装结构图。
[0027]图9为本专利技术越障的示意图。
[0028]图10为本专利技术在一种凸表面行走示意图。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人，包括两个左右对称设置的行走车架模块(100)，其特征在于：所述两个行走车架模块(100)之间通过中间车架模块(200)可拆卸的连接，行走车架模块(100)上端后部设置密封控制盒(500)，行走车架模块(100)前端设置摄像头(600)；所述行走车架模块(100)包括行走车架框架(110)，所述行走车架框架(110)包括两个左右对称设置的铰接车板，铰接车板包括分前后设置的前纵梁(111)和后纵梁(112)，前纵梁(111)后端和后纵梁(112)前端通过第一铰接螺栓(113)铰接连接，前纵梁(111)上沿高度方向设置长条形的第一限位螺栓孔(115)，后纵梁(112)上对应第一限位螺栓孔(115)的位置连接第一限位螺栓(114)，第一限位螺栓(114)前端伸入第一限位螺栓孔(115)中，前纵梁(111)后端和后纵梁(112)能够围绕第一铰接螺栓(113)相对转动，并通过第一限位螺栓孔(115)和第一限位螺栓(114)实现转动幅度的限制。2.如权利要求1所述的一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人，其特征在于：所述行走车架框架(110)前后部分别转动连接从动轴(120)和驱动轴(130)，从动轴(120)和驱动轴(130)两端分别连接行走车轮(190)，驱动轴(130)上连接减速机(150)输出端，减速机(150)输入端连接水密电机(140)，驱动轴(130)上连接驱动链轮(170)，从动轴(120)上连接从动链轮(180)，驱动链轮(170)通过传动链条(160)连接从动链轮(180)，后纵梁(112)后端通过连接件可拆卸的连接减速机(150)壳体，前纵梁(111)前端通过轴套结构转动连接从动轴(120)。3.如权利要求2所述的一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人，其特征在于：所述前纵梁(111)后端和后纵梁(112)上共同设置相互贯通的第一锁紧螺栓孔(116)，第一锁紧螺栓孔(116)内能够设置第一锁紧螺栓，第一锁紧螺栓能够将铰接车板变成刚性连接。4.如权利要求3所述的一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人，其特征在于：所述前纵梁(111)上沿长度方向设置前减重孔(117)，后纵梁(112)上沿长度方向设置后减重孔(118)。5.如权利要求1～4中任意一项所述的一种磁力自适应的水陆两用爬壁机器人，其特征在于：所述中间车架模块(200)包括两个分前后设置的对接组件，两个对接组件两端分别连接在两个行走车架模块(100)的后纵梁(112)上，对接组件包括第一对接板(210)和第二对接板(230)，第一对接板(210)和第二对接板(230)通过第二铰接螺栓(250)铰接连接，第一对接板(210)一端垂直设置第一支板(220)，第二对接板(230)一端垂直设置第二支板(240)，所述第一对接板(210)上沿高度方向设置长条形的第二限位螺栓孔(270)，第二对接板(230)上对应第二限位螺栓孔(270)的位置设置第二限位螺栓(260)，第二限位螺栓(260)前端伸入第二限位螺栓...

【专利技术属性】
技术研发人员：许锋炜，张东京，葛沈瑜，张震，吴世海，潘广善，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：