一种用于爬壁机器人的非接触磁吸附轮腿复合机构.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CN108890612A(43)申请公布日2018.11.27(21)申请号201810945570.6(22)申请日2018.08.20(71)申请人南昌大学地址330031江西省南昌市红谷滩新区学府大道999号(72)发明人周依霖张华(74)专利代理机构南昌新天下专利商标代理有限公司36115代理人施秀瑾(51)Int.Cl.B25J5/00(2006.01)B25J9/00(2006.01)B62D57/028(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种用于爬壁机器人的非接触磁吸附轮腿复合机构(57)摘要一种用于爬壁机器人的非接触磁吸附轮腿复合机构，包括两个轮式驱动机构、腿部转动机构、非接触磁吸附机构、两个连接法兰以及两个连接支架；两个轮式驱动机构分别通过连接法兰固装于腿部转动机构的两侧，非接触磁吸附机构放置于腿部转动机构下方并固装于两个轮式驱动机构之间，轮式驱动机构和非接触磁吸附机构可通过驱动腿部转动机构实现摆动，两个连接支架分别固装于腿部转动机构两侧。本发明既保证了轮式机构原有的运动灵活、平稳的特点，又使机构具有腿足式行走机构的越障能力；实现了磁吸附力的调节，提高了机构的移动灵活性；实现了机构对小曲率半径壁面的稳定吸附，提高了机构对不同壁面的适应性。CN108890612ACN108890612A权利要求书1/1页1.一种用于爬壁机器人的非接触磁吸附轮腿复合机构，其特征是包括两个轮式驱动机构、腿部转动机构、非接触磁吸附机构、两个连接法兰以及两个连接支架；两个轮式驱动机构分别通过连接法兰固装于腿部转动机构的两侧，非接触磁吸附机构放置于腿部转动机构下方并固装于两个轮式驱动机构之间，轮式驱动机构和非接触磁吸附机构可通过驱动腿部转动机构实现摆动，两个连接支架分别固装于腿部转动机构两侧；所述的轮式驱动机构包括驱动轮、蜗轮蜗杆减速器、电机座Ⅰ以及驱动电机Ⅰ；驱动轮固装在蜗轮蜗杆减速器侧面，驱动电机Ⅰ通过电机座Ⅰ固装在蜗轮蜗杆减速器顶部；所述的腿部转动机构包括两个连接杆、转动轴、蜗轮蜗杆机构、电机座Ⅱ以及驱动电机Ⅱ；两个连接杆分别固装于转动轴两端，转动轴中部固装于蜗轮蜗杆机构内，驱动电机Ⅱ通过电机座Ⅱ固装在蜗轮蜗杆机构上；所述的非接触磁吸附机构包括两个窄永磁体、两个宽永磁体、轭铁、三个隔磁铝块、两个限位铝块以及两个限位铝板；两个窄永磁体分别放置于轭铁底面两侧，两个宽永磁体放置于轭铁底面中部，三个隔磁铝块分别放置在上述四个永磁体之间并与轭铁固定连接，两个限位铝块分别放置在两个窄永磁体外侧并与轭铁固定连接，两个限位铝板固装于轭铁前后两端面。2CN108890612A说明书1/4页一种用于爬壁机器人的非接触磁吸附轮腿复合机构技术领域[0001]本发明属于机器人技术领域。背景技术[0002]爬壁机器人是一种能够携带作业工具在各式各样的壁面上实现特定作业功能的特种机器人，可以替代人在危险、极限等环境下作业，在建筑清洗、船舶焊接、核储罐检测等领域具有广阔的应用前景。[0003]吸附机构和行走机构是爬壁机器人实现壁面安全、高效作业的关键组成部分。常用的吸附方式主要有负压吸附和磁吸附，其中永磁吸附由于具有结构小、吸附力大、无需提供能源等特点，被铁磁环境下工作的爬壁机器人广泛采用。常用的行走机构主要有腿足式、履带式和轮式，其中轮式行走方式由于具有运动灵活、平稳等特点，被从事检测、焊接等作业的爬壁机器人所采用。[0004]现有的永磁吸附轮式爬壁机器人普遍存在磁吸附力不可调节，不具备越障能力或越障能力有限，壁面适应能力差的问题。[0005]中国专利申请号201620441879.8记载了“一种新型轮式永磁吸附爬壁机器人”，涉及了磁吸附轮式爬壁机器人的吸附和移动技术，采用永磁轮和非接触磁吸附机构相配合的方式，提高了机器人壁面适应能力。[0006]该专利虽然在一定程度上提高了机器人的壁面适应能力，但机器人底盘高度决定了其越障能力，其越障能力十分有限；磁吸附机构相对机器人的方位固定，磁吸附力不可调节，在越障或弧形壁面作业时，其磁吸附力将会衰减，增加了机器人的作业风险。[0007]中国专利申请号201010289541.2记载了一种“磁吸附力可调节的爬壁机器人用轮式越障机构”，机构采用非接触式永磁吸附，并利用差动螺旋原理通过丝杆机构实现磁吸附力的调节以及机构的越障。[0008]该专利虽然能够实现磁吸附力的调节和机构的越障，但是其磁吸附机构只能相对机器人机架升降，改变磁吸附机构与壁面之间的高度，而无法改变其与壁面之间的角度，在曲率半径较小的弧形壁面，其磁吸附力将会出现很大程度的衰减，采用该机构的爬壁机器人将无法在曲率半径较小的弧形壁面上安全作业。发明内容[0009