一种弧面自贴合磁吸附爬壁检测机器人.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CN107176223A(43)申请公布日2017.09.19(21)申请号201710555524.0(22)申请日2017.07.10(71)申请人河北工业大学地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学东院330#(72)发明人张明路黄哲轩李满宏张小俊(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人李济群王瑞(51)Int.Cl.B62D57/024(2006.01)B60B19/00(2006.01)G01N27/84(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图7页(54)发明名称一种弧面自贴合磁吸附爬壁检测机器人(57)摘要本发明公开了一种弧面自贴合磁吸附爬壁检测机器人，其特征在于该机器人包括中间主车架、安全防护机构、浮动车架、摆动磁吸附轮组、编码器轮浮动机构和无损检测往复机构。该机器人为框架式开放结构，重量轻，吸附力更大，运动更灵活，行走更稳定，检测更准确，易于加工，易于拆装。由于本机器人具有较多的被动自由度，加装弹簧限制过于灵活的被动自由度，且能起到减震作用，因而无论壁面为何种弧面，机器人处于任何位姿，机器人四个磁吸附轮都能垂直于曲面切面行走。当磁轮垂直于曲面切面即夹角为90度时，磁吸附单元的磁利用率最高，磁力也最大，机器人从壁面脱落的概率就越低，发生事故的可能性就越小。CN107176223ACN107176223A权利要求书1/2页1.一种弧面自贴合磁吸附爬壁检测机器人，其特征在于该机器人包括中间主车架、安全防护机构、浮动车架、摆动磁吸附轮组、编码器轮浮动机构和无损检测往复机构；所述中间主车架包括上固定车架、压缩弹簧、弹簧导杆、控制盒盖和下浮动车架；所述下浮动车架与上固定车架的下表面连接，上固定车架与下浮动车架能够相对滑动；所述上固定车架的上表面对称地固定有弹簧导杆；所述压缩弹簧嵌套在弹簧导杆上，下端与上固定车架接触，上端与下浮动车架的L型连接板接触；所述控制盒盖与上固定车架连接；所述安全防护机构包括防坠滑动架、防坠滑动挂钩和防坠滑动挂钩滑轮；所述防坠滑动架两端固定在上固定车架上，中间为光滑的滑动杆；所述防坠滑动挂钩为Y型结构，一端通孔与市售的差速防坠器的锁环连接，另一端Y型结构分叉部分安装有防坠滑动挂钩滑轮；防坠滑动挂钩滑轮与防坠滑动架的滑动杆配合；所述浮动机构包括左浮动机构和右浮动机构，分别对称地安装在机器人的左右两侧，左浮动机构和右浮动机构的结构完全相同；所述左浮动机构包括摆动车架旋转轴、浮动车架、长浮动连接杆和短浮动连接杆；两个短浮动连接杆一端的通孔分别与下浮动车架前后两侧的凸起轴连接转动，另一端与长浮动连接杆一端的通孔通过转轴连接转动；所述长浮动连接杆的另一端的两个通孔与浮动车架紧固连接，长浮动连接杆中部的旋转孔与上固定车架上的固定旋转轴连接；所述摆动车架旋转轴安装在浮动车架上；所述摆动磁吸附轮组包括左摆动磁吸附轮组和右摆动磁吸附轮组，分别对称地安装在机器人的左右两侧，左摆动磁吸附轮组和右摆动磁吸附轮组的结构完全相同；所述左摆动磁吸附轮组包括驱动单元、磁吸附轮转动轴、摆动车架、同步带、磁吸附轮、同步带轮和摆动减震弹簧；所述摆动减震弹簧一端与摆动车架连接，另一端与浮动车架连接；所述摆动车架与摆动车架旋转轴连接，可绕摆动车架旋转轴转动；摆动车架前后分别安装有两个磁吸附轮转动轴，两个磁吸附轮转动轴上各自同轴固定有一个同步带轮和一个磁吸附轮，其中一个磁吸附轮转动轴与驱动单元同轴连接；两个同步带轮之间通过同步带连接；所述编码器轮浮动机构包括编码器轮、编码器、浮动弹簧、编码器轮固定支架、编码器弹簧导柱和编码器轮浮动支架；所述编码器轮固定支架与浮动车架固定连接；所述编码器弹簧导柱的一端伸入编码器轮固定支架的通孔并固定，另一端与编码器轮浮动支架的一端固定连接；所述编码器弹簧导柱上套有浮动弹簧；浮动弹簧一端与编码器轮固定支架接触，另一端与编码器轮浮动支架接触；所述编码器轮浮动支架另一端的转轴上安装有编码器轮和编码器，编码器轮的轮孔和编码器的轴同轴固定；编码器的外壳与编码器轮浮动支架固定连接；所述无损检测往复机构包括往复运动驱动单元、探头固定件、无损检测探头、壁面压紧弹簧、探头支架、滑轨、往复运动同步带轮、往复运动同步带、同步带夹紧机构和无损检测往复机构支架；所述无损检测往复机构支架与摆动车架固定连接；两个往复运动同步带轮分别安装在无损检测往复机构支架的左右两端，通过往复运动同步带连接；所述往复运动驱动单元与其中一个往复运动同步带轮同轴固定；所述滑轨固定在无损检测往复机构支架上；所述同步带夹紧机构安装在滑轨的滑块上；所述探头支架与同步带夹紧机构固定连接；所述探头固定件通过转轴与探头支架连接并绕轴转动，转轴上