一种非接触轮式爬壁机器人底盘装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109436119A(43)申请公布日2019.03.08(21)申请号201811359783.7(22)申请日2018.11.15(71)申请人中国船舶科学研究中心（中国船舶重工集团公司第七0二研究所）地址214082江苏省无锡市滨湖区山水东路222号(72)发明人张震曹惠星王永军吴世海张东京(74)专利代理机构无锡华源专利商标事务所(普通合伙)32228代理人聂启新(51)Int.Cl.B62D57/024(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称一种非接触轮式爬壁机器人底盘装置(57)摘要本发明公开了一种非接触轮式爬壁机器人底盘装置，涉及爬壁机器人领域，该装置采用差速转向式驱动结构，两只驱动轮、从动轮均为对角布置，使得整车驱动力分布更加平衡，提高了爬壁行走时的平稳性和可靠性，采用非接触式吸附单元，全部永磁铁均同时提供吸附力，避免了传统履带吸附和磁轮吸附方案中磁铁利用率不足的问题，将履带式底盘和磁轮式底盘的优势相结合，有效克服了现有的爬壁机器人底盘的吸附能力与行走阻力之间互斥的矛盾，有效减小了总体重量，降低了行走阻力，达到节能提效的效果。CN109436119ACN109436119A权利要求书1/1页1.一种非接触轮式爬壁机器人底盘装置，其特征在于，所述底盘装置包括车架、驱动系统和两组永磁吸附组件；所述车架包括位于爬壁机器人两侧的两个纵梁以及位于所述爬壁机器人两端的两个下横梁，每个所述下横梁分别与两侧的两个所述纵梁焊接在一起；所述驱动系统包括两个驱动电机、两个驱动轮以及两个可调式万向轮，所述两个驱动轮设置在所述车架的一个对角、所述两个可调式万向轮设置在所述车架的另一个对角；所述两个驱动电机固定在所述车架上，每个所述驱动电机分别连接并驱动一个驱动轮；所述两组永磁吸附组件分别设置在所述车架的两端的下横梁上，每组永磁吸附组件中分别包括永磁铁，所述永磁铁与工作壁面之间间隔预定距离，所述工作壁面为所述驱动轮和可调式万向轮所确定的平面。2.根据权利要求1所述的爬壁机器人底盘装置，其特征在于，所述可调式万向轮包括转座、连接板、调节板、弹簧和轮体；所述连接板的顶端连接所述转座、底部连接所述调节板，所述转座与所述连接板通过第一转动轴转动连接，所述连接板与所述调节板的一端通过第二转动轴转动连接，所述调节板的第二端连接所述轮体，所述弹簧的一端固定在所述连接板上、另一端固定在所述连接板与所述调节板相连处；所述可调式万向轮通过所述转座固定在所述车架上，所述第一转动轴垂直于所述工作壁面，所述第二转动轴平行于所述工作壁面，所述连接板通过所述调节板带动所述轮体绕着所述第一转动轴转动实现转向，所述调节板带动所述轮体绕着所述第二转动轴转动实现相对于所述工作壁面的升降。3.根据权利要求1所述的爬壁机器人底盘装置，其特征在于，每个所述永磁吸附组件中包括至少两个吸附单元，每个所述吸附单元包括磁座、永磁铁、至少两个万向球以及连接组件，所述磁座的一侧通过所述连接组件连接所述车架的下横梁，所述磁座的另一侧设置有所述永磁铁和所述至少两个万向球，所述至少两个万向球均布于所述永磁铁的四周，所述至少两个万向球相对于所述永磁铁所在的平面凸出所述预定距离，所述至少两个万向球与所述工作壁面相接触使得所述永磁铁与所述工作壁面之间间隔所述预定距离。4.根据权利要求3所述的爬壁机器人底盘装置，其特征在于，所述永磁铁的表面封装有橡胶垫，封装有所述橡胶垫的所述永磁铁通过磁支架固定在所述磁座上，所述磁座采用导磁性材料制成，所述磁支架和所述万向球分别采用防磁性材料制成。5.根据权利要求3或4所述的爬壁机器人底盘装置，其特征在于，所述连接组件采用弹簧连杆结构，所述连接组件与所述磁座之间通过球头关节连接，所述球头关节采用防磁性材料制成。2CN109436119A说明书1/4页一种非接触轮式爬壁机器人底盘装置技术领域[0001]本发明涉及爬壁机器人领域，尤其是一种非接触轮式爬壁机器人底盘装置。背景技术[0002]爬壁机器人将吸附技术和移动机器人技术相结合，能够在倾斜、垂直或者倒立壁面上灵活运动，并携带一定的设备自动完成移动、转向、检测、洗刷等任务，可代替人工在极限条件下完成危险的任务，实现智能作业，提高生产效率，降低劳动风险。随着技术的进步和研究的深入，爬壁机器人已逐步在船舶、石化、核电、建筑和消防安全等领域开始应用。[0003]爬壁机器人必须具备壁面吸附、行走和作业三个基本功能，据吸附方式的不同，爬壁机器人主要可分为两类：磁吸附型爬壁机器人和负压吸附型爬壁机器人。鉴于磁铁的可靠性高、体积小等优势，基于磁吸附原理的爬壁机器人逐步成为未来的主要发展方向。目前多数磁吸附爬壁机器人均采用履带式或磁轮式的底