一种勘测裂纹的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勘测裂纹的磁吸附爬壁机器人，属机械勘测领域。本实用新型专利技术在主体框架的下方设置吸附结构能够使机器人带有吸力吸附在管道壁面上；在主体框架的上方安装驱动结构能够驱动机器人运动；在驱动结构的上方安装检测结构能够对管道壁面进行实时监测，便于及时对存在裂纹的管道实现修复；在主体框架的两侧分别安装第一行走结构和第二行走结构，通过对驱动结构与第一行走结构及第二行走结构配合使用能够使机器人在驱动结构的作用下带动第一行走结构和第二行走结构运动，机器人可以在管道内行走。因此，本实用新型专利技术提出爬壁机器人依靠永磁体磁力能够牢靠的吸附在管道壁面进行勘测工作，且能够灵活的在管道内壁行走。行走。行走。

【技术实现步骤摘要】
一种勘测裂纹的磁吸附爬壁机器人


[0001]本技术属于机械勘测领域，具体涉及一种勘测裂纹的磁吸附爬壁机器人。

技术介绍

[0002]吸附式爬壁机器人将机器人移动技术与壁面吸附结合，其结构、控制是机器人领域研究热点之一。爬壁机器人按照吸附方式可分为仿生吸附，静电吸附，正负压吸附以及永磁吸附；按照行走方式分为履带式，轮式和足式。其中，永磁吸附具有吸附力大，结构简单，无需外部供电的特点，但受限于铁质表面。履带式具有爬行速度快，控制方便，转向灵活和与壁面摩擦接触面大的特点。目前常见的履带式爬壁机器人多采用磁性履带或者磁性轮，通过电机带动磁铁旋转，从而克服磁性吸力，这样设计的机器人体积较大，不易在小曲率铁磁面上实现爬行。

技术实现思路

[0003]为了克服上述现有技术中履带式爬壁机器人体积大不易在小曲率铁磁面实现爬行，且不能实时监测管道壁面裂纹的问题，本技术的目的在于提供一种勘测裂纹的磁吸附爬壁机器人。
[0004]为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]本技术提出的一种勘测裂纹的磁吸附爬壁机器人，包括主体框架；主体框架的上方安装有用于驱动机器人运动的驱动结构，驱动结构的上方安装有用于监测管道壁面是否存在裂纹的检测结构；主体框架的下方安装有用于为机器人提供吸附力的吸附结构；主体框架的两侧分别安装有驱动机器人行走的第一行走结构和第二行走结构；
[0006]驱动结构包括第一步进电机和第二步进电机；第一行走结构包括第一齿轮和第一双层挡板，第二行走结构包括第四齿轮和第二双层挡板，第一双层挡板和第二双层挡板分别安装在主体框架的两侧，第一双层挡板上套设有第一履带，第二双层挡板上套设有第二履带，第一齿轮安装在第一双层挡板中，第四齿轮安装在第二双层挡板中，且第一齿轮与第一履带的凹槽啮合，第四齿轮与第二履带的凹槽啮合；第一步进电机和第二步进电机均并排安装在主体框架的上方，第一齿轮套设在第一步进电机的转轴上，第四齿轮套设在第二步进电机的转轴上；第一双层挡板内安装有支撑第一履带的第一支撑结构，第二双层挡板内安装有用于支撑第二履带的第二支撑结构。
[0007]优选地，所述驱动结构还包括电路板和电池；
[0008]所述电池安装在第一步进电机和第二步进电机的中间，所述电池、第一步进电机和第二步进电机并排安装在主体框架的上方，所述电路板安装在第一步进电机、电池和第二步进电机的上方；所述第一步进电机、电池和第二步进电机通过电路板相连为第一步进电机和第二步进电机供电；
[0009]所述第一步进电机、电池和第二步进电机等间距设置在主体框架的上方。
[0010]优选地，所述第一双层挡板和所述第二双层挡板均通过两个梯形板形成双层结
构，每个梯形板的四周均开设三个第一孔和一个第二孔，第一孔内安装有支撑柱；
[0011]第一支撑结构包括第二齿轮、第一轴承和第二轴承；第二支撑结构包括第三齿轮、第三轴承和第四轴承；
[0012]第二齿轮位于第一双层挡板中，第二齿轮套设在支撑柱上，用于支撑第一履带；第三齿轮位于第二双层挡板中，第三齿轮套设在支撑柱上，用于支撑第二履带；
[0013]第一轴承和第二轴承均位于第一双层挡板内，第一轴承套设在第一齿轮下方的支撑柱上，第二轴承套设在第二齿轮下方的支撑柱上，用于支撑第一履带；第三轴承和第四轴承均位于第二双层挡板内，第三轴承套设在第三齿轮下方的支撑柱上，第四轴承套设在第四齿轮下方的支撑柱上，用于支撑第二履带。
[0014]优选地，所述检测结构包括摄像头和摄像头支架；
[0015]所述摄像头支架铆接在主体框架上，所述摄像头铆接在摄像头支架上。
[0016]优选地，所述第一双层挡板和所述第二双层挡板分别与所述主体框架通过铆接方式连接。
[0017]优选地，所述吸附结构通过磁铁、隔磁气隙和壁面构成闭合磁回路。
[0018]优选地，所述吸附结构由钕铁硼制成。
[0019]优选地，还包括顶盖，所述顶盖位于在检测结构的上方，所述顶盖通过螺栓与主体框架相连。
[0020]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0021]本技术提出的一种勘测裂纹的磁吸附爬壁机器人，通过在主体框架上安装第一步进电机和第二步进电机，再对主体框架的两侧分别安装第一带孔的双层挡板和第二带孔的双层挡板，对第一带孔的双层挡板内安装第一齿轮，对第二带孔的双层挡板内安装第四齿轮，可以将第一步进电机的转轴伸入第一齿轮带动第一齿轮转动，将第二步进电机的转轴伸入第四齿轮带动第四齿轮转动，再对第一带孔的双层挡板上安装第一履带，对第二带孔的双层挡板上安装第二履带，在第一齿轮和第四齿轮转动的情况下带动第一履带和第二履带运动，并对第一带孔的双层挡板内安装第一支撑结构，方便将第一履带支撑起来，对第二带孔的双层挡板内安装第二支撑结构方便将第二履带支撑起来，借助第一齿轮与第一履带的啮合作用及第四齿轮与第二履带的啮合作用，使机器人可以在管道壁面行走；再对主体框架的下方安装吸附结构能够使机器人带有吸力使机器人吸附在管道壁面上；对驱动结构的上方安装检测结构可以对管道壁面进行实时监测，方便工作人员及时了解管道壁面的情况，及时对存在裂纹的管道进行修复，避免发生危险事故。因此，本技术提出的勘测裂纹的爬壁机器人通过将主体框架、检测结构、驱动结构、第一行走结构和第二行走结构进行结合，能够使机器人吸附在管道壁面且能够爬行，实现了机器人自由灵活的在管道上移动进行工作，达到了能够灵活勘测管道的目的，依靠永磁体的磁力，可靠的吸附在管道上进行勘测工作。
[0022]进一步地，对检测结构上方安装顶盖，目的是为了避免管道出现破损损坏机器人，因此安装顶盖能够保证机器人的结构稳定。
[0023]进一步地，将第一步进电机、电池和第二步进电机等间距设置，一方面是为了使第一步进电机与第一齿轮对接，第二步进电机与第四齿轮对接，第一步进电机的转轴转动从而带动第一齿轮转动，第二步进电机的转轴转动从而带动第四齿轮转动，实现机器人的行
走功能；同时避免电池在发电的情况下产生热能引爆第一步进电机和第二步进电机；另一方面起到驱动结构内部结构简洁的效果。
[0024]进一步地，第一轴承的、第二轴承和第二齿轮均套设在支撑柱上，只能够转动，没有其他自由度，目的是为了把第一履带撑开，又不会阻碍第一履带的转动；第三轴承、第四轴承和第三齿轮均套设在支撑柱上，只能够转动，没有其他自由度，目的是为了把第二履带撑开，又不会阻碍第二履带的转动。
[0025]进一步地，吸附结构由钕铁硼制成，具有小型化、轻量化和薄型化的优点。
[0026]进一步地，采用磁吸附为机器人提供正压力，以履带与管道壁面之间摩擦力作为驱动力，克服机器人自身重量和工作工具的重量，完成勘测工作。
附图说明
[0027]为了更清楚的说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种勘测裂纹的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，包括主体框架（2）；主体框架（2）的上方安装有用于驱动机器人运动的驱动结构（5），驱动结构（5）的上方安装有用于监测管道壁面是否存在裂纹的检测结构（3）；主体框架（2）的下方安装有用于为机器人提供吸附力的吸附结构（1）；主体框架（2）的两侧分别安装有驱动机器人行走的第一行走结构（6）和第二行走结构（7）；驱动结构（5）包括第一步进电机（12）和第二步进电机（15）；第一行走结构（6）包括第一齿轮（16）和第一双层挡板（18），第二行走结构（7）包括第四齿轮（22）和第二双层挡板（24），第一双层挡板（18）和第二双层挡板（24）分别安装在主体框架（2）的两侧，第一双层挡板（18）上套设有第一履带（19），第二双层挡板（24）上套设有第二履带（25），第一齿轮（16）安装在第一双层挡板（18）中，第四齿轮（22）安装在第二双层挡板（24）中，且第一齿轮（16）与第一履带（19）的凹槽啮合，第四齿轮（22）与第二履带（25）的凹槽啮合；第一步进电机（12）和第二步进电机（15）均并排安装在主体框架（2）的上方，第一齿轮（16）套设在第一步进电机（12）的转轴上，第四齿轮（22）套设在第二步进电机（15）的转轴上；第一双层挡板（18）内安装有支撑第一履带（19）的第一支撑结构，第二双层挡板（24）内安装有用于支撑第二履带（25）的第二支撑结构。2.根据权利要求1所述的勘测裂纹的磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述驱动结构（5）还包括电路板（13）和电池（14）；所述电池（14）安装在第一步进电机（12）和第二步进电机（15）的中间，所述电池（14）、第一步进电机（12）和第二步进电机（15）并排安装在主体框架（2）的上方，所述电路板（13）安装在第一步进电机（12）、电池（14）和第二步进电机（15）的上方；所述第一步进电机（12）、电池（14）和第二步进电机（15）通过电路板（13）相连为第一步进电机（12）和第二步进电机（15）供电；所述第一步进电机（12）、电池（14）和第二步进电机（15...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭艳婕，应付俊，邱健龙，李升，王淼，陈雨欣，李继言，杨雷，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：