【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及移动机器人，特别涉及一种适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人。
技术介绍
1、随着城市的建设与发展，各种工程项目不断增多，对这些建筑的质量要求也越来越高。目前在具有圆柱壁面的摩天大楼、桥梁、石化检测、水工建筑等相关行业中，例如风机的塔筒、石化塔和水工建筑壁面等因长期受水流冲击和日晒雨淋会产生裂缝、凹坑等缺陷，这些缺陷存在一定的安全隐患，需要进行定期的检查维护。传统的检查维护方法主要有用望远镜观察并记录、搭建脚手架、使用举升机、吊篮、人工悬吊作业等。采用人工检测的方法，存在检修工期长、劳动强度大、危险性高、成本高、检测范围受限等缺点。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，以解决采用人工检测存在检修工期长、劳动强度大、危险性高、成本高、检测范围受限等问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，包括横向驱动装置、横向连接装置、吸附装置及两个柱形带轮，其中吸附装置和两个柱形带轮均设置于横向驱动装置和横向连接装置之间，且两个柱形带轮分别布置于吸附装置的两侧，横向驱动装置用于驱动两个柱形带轮绕自身轴线整体转动，两个柱形带轮能够沿自身轴线方向移动，实现负压吸附爬壁机器人沿横向及纵向移动。
4、所述柱形带轮包括纵向驱动机构、短轴、轮架安装板、长轴及履带传动机构，其中轮架安装板为两个且平行设置，纵向驱动机构安装在两个轮架
5、短轴和长轴分别设置于两个轮架安装板的外侧中心位置处，短轴用于与所述横向连接装置连接，长轴用于与所述横向驱动装置连接。
6、所述履带传动机构包括履带、同步带轮架、十字连轴器及同步带轮a；
7、所述轮架安装板的外缘处沿周向设置多个同步带轮架，各同步带轮架上转动安装有同步带轮a，相邻的两个同步带轮a之间通过十字连轴器连接，形成闭环结构；
8、两个所述轮架安装板上相对应的两个同步带轮a通过一履带传动连接；
9、履带包括多个短履带和两个长履带，两个长履带对称设置，且均与所述纵向驱动机构连接；多个短履带分别设置于长履带的两侧。
10、所述纵向驱动机构包括纵向驱动左侧支座、纵向驱动右侧支座、减速电机a、大齿轮a、同步带轮b、小齿轮a及惰轮，其中减速电机a设置于纵向驱动左侧支座和纵向驱动右侧支座之间，大齿轮a设置于减速电机a的输出端；两个同步带轮b及四个惰轮均可转动地设置于纵向驱动左侧支座和纵向驱动右侧支座之间，且四个惰轮布置于同步带轮b的两侧；两个同步带轮b分别与相互啮合的两个小齿轮a同轴安装，且其中一小齿轮a与大齿轮a啮合；
11、两个所述长履带分别经过两个同步带轮b，且各所述长履带通过位于同步带轮b两侧的两个惰轮转向。
12、两个所述轮架安装板之间通过多组调节组件连接；
13、调节组件包括调节螺杆和调节螺母，其中调节螺杆和调节螺母的一端分别与两个轮架安装板连接，调节螺杆和调节螺母的另一端螺纹连接，通过控制调节螺杆和调节螺母之间的旋合长度来调节两个轮架安装板之间的间距。
14、所述横向驱动装置包括小齿轮b、减速电机b、大齿轮b、同步带传动机构及横向驱动架，其中横向驱动架与所述吸附装置连接，减速电机b安装在横向驱动架的中心位置，且输出端与小齿轮b连接，两个大齿轮b转动安装在横向驱动架上，且均与小齿轮b啮合；
15、每个大齿轮b通过一组同步带传动机构与一所述柱形带轮连接。
16、所述同步带传动机构包括同步带轮c、同步带及同步带轮d，其中同步带轮c与一所述大齿轮b同轴安装，同步带轮d可转动地安装在横向驱动架的端部，且通过同步带与同步带轮c传动连接；同步带轮d与一所述柱形带轮同轴连接。
17、所述吸附装置包括上吸附腔体、负压机构、下吸附腔体、裙边及弹性连接机构，其中上吸附腔体为一端开口结构，下吸附腔体的一端与上吸附腔体的开口端滑动配合，且通过弹性连接机构连接，下吸附腔体的另一端设有裙边，裙边通过变形与曲面贴合；负压机构设置于上吸附腔体的顶部，用于向上吸附腔体和下吸附腔体形成的吸附腔提供负压。
18、所述弹性连接机构包括导向轴支座、弹簧、导向轴轴承、导向轴及导向轴端盖，其中导向轴支座设置于所述上吸附腔体的顶部，导向轴的上端与导向轴支座固定连接，下端与导向轴端盖连接；所述下吸附腔体通过导向轴轴承与导向轴滑动连接，弹簧套设于导向轴上，且两端分别与导向轴轴承和导向轴支座抵接。
19、所述负压机构包括离心风扇、风扇安装架及空气过滤器，其中风扇安装架设置于所述上吸附腔体的顶部，空气过滤器和离心风扇由下至上安装在风扇安装架上。
20、本专利技术具有的优点与积极效果为：
21、本专利技术提供的一种适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，采用柱形带轮，可以在圆柱面上沿轴线和圆周方向移动，避免转向，实现圆柱面的遍历巡检。
22、本专利技术改变轮子的布置方式，采用沿轴向布置的柱形履带式结构。在不同半径的圆柱面下，轮子和壁面之间始终可以产生稳定可靠的接触，为机器人提供运动过程中所需要的抓地力。
23、本专利技术采用具有两级变形结构的吸附腔，可以发生被动变形，适应不同半径的圆柱面，并且保证在圆柱面上的吸附性能。
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1.一种适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，包括横向驱动装置(2)、横向连接装置(3)、吸附装置(4)及两个柱形带轮(1)，其中吸附装置(4)和两个柱形带轮(1)均设置于横向驱动装置(2)和横向连接装置(3)之间，且两个柱形带轮(1)分别布置于吸附装置(4)的两侧，横向驱动装置(2)用于驱动两个柱形带轮(1)绕自身轴线整体转动，两个柱形带轮(1)能够沿自身轴线方向移动，实现负压吸附爬壁机器人沿横向及纵向移动。
2.根据权利要求1所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，所述柱形带轮(1)包括纵向驱动机构(101)、短轴(102)、轮架安装板(103)、长轴(106)及履带传动机构，其中轮架安装板(103)为两个且平行设置，纵向驱动机构(101)安装在两个轮架安装板(103)之间；轮架安装板(103)为圆形结构,且两个轮架安装板(103)之间沿周向布设有多组履带传动机构，形成圆柱形结构，且相邻的两组履带传动机构之间传动连接；其中对称设置的两组履带传动机构与纵向驱动机构(101)连接，纵向驱动机构(101)驱动多组履带传动机构沿所述柱形带轮(1)的
3.根据权利要求2所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，所述履带传动机构包括履带、同步带轮架(107)、十字连轴器(108)及同步带轮a(109)；
4.根据权利要求3所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，所述纵向驱动机构(101)包括纵向驱动左侧支座(1011)、纵向驱动右侧支座(1012)、减速电机a(1014)、大齿轮a(1015)、同步带轮b(1016)、小齿轮a(1017)及惰轮(1018)，其中减速电机a(1014)设置于纵向驱动左侧支座(1011)和纵向驱动右侧支座(1012)之间，大齿轮a(1015)设置于减速电机a(1014)的输出端；两个同步带轮b(1016)及四个惰轮(1018)均可转动地设置于纵向驱动左侧支座(1011)和纵向驱动右侧支座(1012)之间，且四个惰轮(1018)布置于同步带轮b(1016)的两侧；两个同步带轮b(1016)分别与相互啮合的两个小齿轮a(1017)同轴安装，且其中一小齿轮a(1017)与大齿轮a(1015)啮合；
5.根据权利要求2所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，两个所述轮架安装板(103)之间通过多组调节组件连接；
6.根据权利要求1所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，所述横向驱动装置(2)包括小齿轮b(21)、减速电机b(22)、大齿轮b(23)、同步带传动机构及横向驱动架(27)，其中横向驱动架(27)与所述吸附装置(4)连接，减速电机b(22)安装在横向驱动架(27)的中心位置，且输出端与小齿轮b(21)连接，两个大齿轮b(23)转动安装在横向驱动架(27)上，且均与小齿轮b(21)啮合；
7.根据权利要求6所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，所述同步带传动机构包括同步带轮c(24)、同步带(25)及同步带轮d(26)，其中同步带轮c(24)与一所述大齿轮b(23)同轴安装，同步带轮d(26)可转动地安装在横向驱动架(27)的端部，且通过同步带(25)与同步带轮c(24)传动连接；同步带轮d(26)与一所述柱形带轮(1)同轴连接。
8.根据权利要求1所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，所述吸附装置(4)包括上吸附腔体(401)、负压机构、下吸附腔体(404)、裙边(405)及弹性连接机构，其中上吸附腔体(401)为一端开口结构，下吸附腔体(404)的一端与上吸附腔体(401)的开口端滑动配合，且通过弹性连接机构连接，下吸附腔体(404)的另一端设有裙边(405)，裙边(405)通过变形与曲面贴合；负压机构设置于上吸附腔体(401)的顶部，用于向上吸附腔体(401)和下吸附腔体(404)形成的吸附腔提供负压。
9.根据权利要求8所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，所述弹性连接机构包括导向轴支座(407)、弹簧(408)、导向轴轴承(409)、导向轴(410)及导向轴端盖(411)，其中导向轴支座(407)设置于所述上吸附腔体(401)的顶部，导向轴(410)的上端与导向轴支座(407)固定连接，下端与导向轴端盖(411)连接；所述下吸附腔体(404)通过导向轴轴承(409)与导向轴(410)滑动连接，弹簧(408)套设于导向轴(410)上，且两端分别与导向轴轴承(409)和导向轴支座(407)抵接。
10.根据权利要求8所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁...
【技术特征摘要】
1.一种适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，包括横向驱动装置(2)、横向连接装置(3)、吸附装置(4)及两个柱形带轮(1)，其中吸附装置(4)和两个柱形带轮(1)均设置于横向驱动装置(2)和横向连接装置(3)之间，且两个柱形带轮(1)分别布置于吸附装置(4)的两侧，横向驱动装置(2)用于驱动两个柱形带轮(1)绕自身轴线整体转动，两个柱形带轮(1)能够沿自身轴线方向移动，实现负压吸附爬壁机器人沿横向及纵向移动。
2.根据权利要求1所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，所述柱形带轮(1)包括纵向驱动机构(101)、短轴(102)、轮架安装板(103)、长轴(106)及履带传动机构，其中轮架安装板(103)为两个且平行设置，纵向驱动机构(101)安装在两个轮架安装板(103)之间；轮架安装板(103)为圆形结构,且两个轮架安装板(103)之间沿周向布设有多组履带传动机构，形成圆柱形结构，且相邻的两组履带传动机构之间传动连接；其中对称设置的两组履带传动机构与纵向驱动机构(101)连接，纵向驱动机构(101)驱动多组履带传动机构沿所述柱形带轮(1)的轴向同步转动；
3.根据权利要求2所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，所述履带传动机构包括履带、同步带轮架(107)、十字连轴器(108)及同步带轮a(109)；
4.根据权利要求3所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，所述纵向驱动机构(101)包括纵向驱动左侧支座(1011)、纵向驱动右侧支座(1012)、减速电机a(1014)、大齿轮a(1015)、同步带轮b(1016)、小齿轮a(1017)及惰轮(1018)，其中减速电机a(1014)设置于纵向驱动左侧支座(1011)和纵向驱动右侧支座(1012)之间，大齿轮a(1015)设置于减速电机a(1014)的输出端；两个同步带轮b(1016)及四个惰轮(1018)均可转动地设置于纵向驱动左侧支座(1011)和纵向驱动右侧支座(1012)之间，且四个惰轮(1018)布置于同步带轮b(1016)的两侧；两个同步带轮b(1016)分别与相互啮合的两个小齿轮a(1017)同轴安装，且其中一小齿轮a(1017)与大齿轮a(1015)啮合；
5.根据权利要求2所述的适合圆柱面移动的负压吸附爬壁机器人，其特征在于，两个所述轮架安装板(103)之间通过多组调节组件连接；
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋屹峰，袁春洋，常勇，景凤仁，王洪光，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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