一种爬壁机器人制造技术

本发明专利技术涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种爬壁机器人，爬壁机器人包括磁吸底盘以及设置在磁吸底盘上的打磨吸尘机构、涂油机构和电控机构：磁吸底盘能够吸附在二衬台车的钢模上，且能够进行转向；打磨吸尘机构包括第一快换组件，第一快换组件与磁吸底盘可拆卸连接；涂油机构包括第二快换组件，第二快换组件与磁吸底盘可拆卸连接；电控机构与磁吸底盘、打磨吸尘机构和涂油机构电连。第一快换组件和第二快换组件能够实现打磨吸尘机构和涂油机构的快速拆装，使得打磨吸尘机构和涂油机构能够快速进行拆装替换，提高了爬壁机器人的作业效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种爬壁机器人


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，具体涉及一种爬壁机器人。

技术介绍

[0002]目前，爬壁机器人能够应用于石化工业、船舶、核电等行业，但这些领域的爬壁机器人的作业面多数为开阔立面，视野良好，多采用人工手动目视控制。对于二次衬砌的隧道施工领域而言，二次衬砌台车位于钻爆法隧道，作业环境狭窄，钢模呈卧式曲面，钢模位于二衬台车的外表面，目视操作无法从地面观察顶部情况，因此难以通过人工手动目视控制，需要一款路径可规划的爬壁机器人，并且能够自动完成除锈、涂油作业。现有路径规划方法多采用机器视觉、激光雷达建模、倾角传感器、编码器等方法，由于隧道内光线暗、钢模打磨时存在灰尘，会影响摄像头识别轨迹，使得爬壁机器人偏离原本的规划路径；二衬台车尺寸大，采用遍历方法进行整体建模，操作复杂、且无参照物；由于钢模表面存在衬砌窗口、残留油渍等因素，爬壁机器人会打滑；编码器计数存在误差且会不断累积。
[0003]爬壁机器人具备吸附和移动两个基本功能，用于垂直或弯曲壁面进行特种作业，又称为壁面移动机器人。广泛应用于对大型石化储罐探伤检查或喷漆处理、建筑物清洁和喷涂、船舶除锈、核工业中检查测厚等，还可以用于桥隧及风电等行业。隧道施工中为保障隧道内壁的衬砌质量，要求定期对衬砌台车的钢模表面进行打磨除锈和涂油，由于二衬台车作业空间极其狭窄(狭窄是指二衬台车的外壁与隧道的内壁之间的间隙狭窄)、施工中粉尘大、工作环境恶劣，现有产品和技术不适用，目前仍以人工作业为主。
[0004]综上所述，亟需一种结构紧凑、可靠稳定、功能齐全、操作便捷、自动化程度高、适应复杂恶劣工况的爬壁机器人。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]鉴于现有技术的上述缺点和不足，本专利技术提供一种爬壁机器人，其解决了爬壁机器人对二衬台车进行自动化打磨和涂油作业的技术问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为了达到上述目的，本专利技术的爬壁机器人包括：
[0009]磁吸底盘以及设置在所述磁吸底盘上的打磨吸尘机构、涂油机构和电控机构：
[0010]所述磁吸底盘能够吸附在所述二衬台车的金属结构上，且能够进行转向；
[0011]所述打磨吸尘机构包括第一快换组件，所述第一快换组件与所述磁吸底盘可拆卸连接；
[0012]所述涂油机构包括第二快换组件，所述第二快换组件与所述磁吸底盘可拆卸连接；
[0013]所述电控机构与所述磁吸底盘、打磨吸尘机构和涂油机构电连接。
[0014]可选地，所述磁吸底盘包括底盘和多个安装于所述底盘上的回转驱动单元；
[0015]所述底盘能够通过多个所述回转驱动单元的配合驱动进行转向；
[0016]所述回转驱动单元能够吸附在金属结构上。
[0017]可选地，所述回转驱动单元包括回转驱动器、橡胶轮和磁力轮；
[0018]所述回转驱动器设置于所述底盘上；
[0019]所述回转驱动器的输出轴同轴连接于所述橡胶轮和所述磁力轮，所述橡胶轮和所述磁力轮沿所述回转驱动器的输出轴的轴线排列，所述橡胶轮的外径大于所述磁力轮的外径。
[0020]可选地，所述磁吸底盘还包括辅助磁吸组件；
[0021]所述辅助磁吸组件包括横梁和连接在所述横梁两端的两个磁吸单元，所述横梁安装于所述底盘上；
[0022]所述磁吸单元包括永磁铁、挂杆和挂杆固定件，所述挂杆通过所述挂杆固定件悬吊于所述横梁的端部，所述永磁铁套设在所述挂杆上。
[0023]可选地，所述第一快换组件和所述第二快换组件均包括至少两个固定板、固定板连接件和转接支架；
[0024]所述至少两个固定板与所述磁吸底盘连接；
[0025]所述转接支架包括凹形支架，所述凹形支架能够卡入相邻的两个所述固定板之间；
[0026]所述固定板与所述凹形支架通过所述固定板连接件可拆卸连接。
[0027]可选地，所述第一快换组件和所述第二快换组件还均包括卡扣杆、卡板和卡板固定件；
[0028]所述卡扣杆穿过所述固定板与所述凹形支架，以对所述凹形支架进行竖直方向上的限位；
[0029]所述卡扣杆上设置有卡槽，所述卡板卡入所述卡槽，并通过所述卡板固定件与所述凹形支架连接。
[0030]可选地，所述打磨吸尘机构和所述涂油机构均包括高度调节组件；
[0031]所述转接支架还包括第一连接块，所述第一连接块连接于所述凹形支架；
[0032]所述高度调节组件包括升降支架、升降杆和紧固件；
[0033]所述升降杆竖直穿过所述升降支架，并与所述第一连接块螺纹连接；
[0034]所述紧固件设置于所述升降杆上，以锁死或解锁所述升降杆。
[0035]可选地，所述升降杆包括手轮和支撑座；
[0036]所述手轮设置于所述升降杆的顶端，所述支撑座设置于所述升降杆的底端，所述支撑座与所述打磨吸尘机构连接。
[0037]可选地，所述打磨吸尘机构还包括打磨支架以及安装于所述打磨支架上的打磨组件和吸尘组件；
[0038]所述升降支架与所述打磨支架固定连接；
[0039]所述打磨组件包括打磨驱动单元和打磨件，所述打磨驱动单元设置于所述打磨支架上，所述打磨件设置于所述打磨支架内，所述打磨件的两端与所述打磨支架转动连接，并与所述打磨驱动单元传动连接；
[0040]所述吸尘组件包括离心风机、滤清器、橡胶罩壳和罩壳安装板，所述离心风机与所
述滤清器连通，并均设置于所述打磨支架上，所述橡胶罩壳通过所述罩壳安装板与所述打磨支架连接。
[0041]可选地，所述涂油机构还包括涂油支架、增压泵、油箱和喷头；
[0042]所述涂油支架能够与所述升降支架固定连接，所述增压泵与所述油箱连通，并均设置于所述涂油支架上；
[0043]所述喷头与所述增压泵连通。
[0044]可选地，所述电控机构包括电气柜以及内置于所述电气柜的测距传感器和控制器；
[0045]所述电气柜设置于所述磁吸底盘上；
[0046]所述控制器连接有所述测距传感器和所述磁吸底盘。
[0047]可选地，所述爬壁机器人还包括基准面工装；
[0048]所述基准面工装包括基准板和永磁安装支架；
[0049]所述永磁安装支架的底端能够吸附在金属结构上，所述基准板与所述永磁安装支架连接；
[0050]所述测距传感器能够测得所述测距传感器与所述基准板的间距；
[0051]所述电控机构内设置有成对的所述测距传感器，成对的所述测距传感器能够分别将测得的间距传输到所述控制器，以使所述控制器能够对所述磁吸底盘的行走方向进行纠偏。
[0052](三)有益效果
[0053]本专利技术的有益效果是：磁吸底盘具有磁力，二衬台车的钢模为金属结构，磁吸底盘能够直接吸附在钢模上。相较于现有的真空吸附、负压吸附，磁力吸附的稳定性高，且无需提供气源，坚固耐用。
[0054]打本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁机器人包括磁吸底盘(1)以及设置在所述磁吸底盘(1)上的打磨吸尘机构(2)、涂油机构(4)和电控机构(3)：所述磁吸底盘(1)能够吸附在金属结构上，且能够进行转向；所述打磨吸尘机构(2)包括第一快换组件(21)，所述第一快换组件(21)与所述磁吸底盘(1)可拆卸连接；所述涂油机构(4)包括第二快换组件(41)，所述第二快换组件(41)与所述磁吸底盘(1)可拆卸连接；所述电控机构(3)与所述磁吸底盘(1)、打磨吸尘机构(2)和涂油机构(4)电连接。2.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述磁吸底盘(1)包括底盘(11)和多个安装于所述底盘(11)上的回转驱动单元(12)；所述底盘(11)能够通过多个所述回转驱动单元(12)的配合驱动进行转向；所述回转驱动单元(12)能够吸附在金属结构上。3.根据权利要求2所述的爬壁机器人，其特征在于，所述回转驱动单元(12)包括回转驱动器(121)、橡胶轮(122)和磁力轮(123)；所述回转驱动器(121)设置于所述底盘(11)上；所述回转驱动器(121)的输出轴同轴连接于所述橡胶轮(122)和所述磁力轮(123)，所述橡胶轮(122)和所述磁力轮(123)沿所述回转驱动器(121)的输出轴的轴线排列，所述橡胶轮(122)的外径大于所述磁力轮(123)的外径。4.根据权利要求2所述的爬壁机器人，其特征在于，所述磁吸底盘(1)还包括辅助磁吸组件(13)；所述辅助磁吸组件(13)包括横梁(131)和连接在所述横梁(131)两端的两个磁吸单元，所述横梁(131)安装于所述底盘(11)上；所述磁吸单元包括永磁铁(132)、挂杆(133)和挂杆固定件(134)，所述挂杆(133)通过所述挂杆固定件(134)悬吊于所述横梁(131)的端部，所述永磁铁(132)套设在所述挂杆(133)上。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的爬壁机器人，其特征在于，所述第一快换组件(21)和所述第二快换组件(41)均包括至少两个固定板(211)、固定板连接件(212)和转接支架；所述至少两个固定板(211)与所述磁吸底盘(1)连接；所述转接支架包括凹形支架(213)，所述凹形支架(213)能够卡入相邻的两个所述固定板(211)之间；所述固定板(211)与所述凹形支架(213)通过所述固定板连接件(212)可拆卸连接。6.根据权利要求5所述的爬壁机器人，其特征在于，所述第一快换组件(21)和所述第二快换组件(41)还均包括卡扣杆(215)、卡板(216)和卡板固定件(217)；所述卡扣杆(215)穿过所述固定板(211)与所述凹形支架(213)，以对所述凹形支架(213)进行竖直方向上的限位；所述卡扣杆(215)上设置有卡槽，所述卡板(216)卡入所述卡槽，并通过所述卡板固定件(217)与所述凹形支架(213)连接。
7.根据权利要求5所述的爬壁机器人，其特征在于，所述打磨吸尘机构(2)和所述涂油...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖金军，颜科，易达云，陈望，蒋海华，祝爽，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：