磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)工程實施對于安全性的要求越來越高，工人的安全保障問題越來越受到政府和社會的關(guān)注，而一些主要工業(yè)生產(chǎn)中的高危作業(yè)無法通過人力實施。在一些工廠中有許多鐵磁性曲面及鋼鐵結(jié)構(gòu)，如電廠鍋爐，在這些地方平常工廠工人不容易到達(dá)，工作效率偏低，且攀爬時有一定的危險性。
[0003]近幾年來，機器人在各個領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，以機器人代替人類從事各種危險、繁重、重復(fù)、單調(diào)及有毒有害的工作是社會發(fā)展的一個趨勢。其中，壁面移動機器人主要用于核工業(yè)、石油化工業(yè)、建筑業(yè)、造船業(yè)、消防等行業(yè)。
[0004]壁面移動機器人又稱爬壁機器人，是機器人的一個分支，吸附裝置是壁機面移動機器人完成壁面移動的核心。目前國內(nèi)外已經(jīng)研究、開發(fā)了各種爬壁機器人，按吸附功能來分有負(fù)壓或真空吸附、推力吸附兩類。
[0005]真空吸附法是通過真空栗裝置，使吸盤內(nèi)腔產(chǎn)生負(fù)壓或由噴射器經(jīng)噴嘴將壓縮空氣噴出，使周圍形成真空，使機器人吸附在壁面上，它不受壁面材料的限制，但它產(chǎn)生的吸附力較小。當(dāng)壁面凹凸不平時，吸盤容易漏氣，降低了吸附力和承載力，一旦泄露量超過界限，本體將喪失吸附能力而掉落。
[0006]推力吸附法是一種新型的吸附方式，它借鑒了航空技術(shù)，使用螺旋槳或涵道風(fēng)扇產(chǎn)生合適的推力，使機器人穩(wěn)定可靠地吸附在壁面上。與真空吸附相比，推力吸附雖不存在泄露問題，但是其產(chǎn)生推力的裝置的噪音大、體積大、成本高。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的壁面移動機器人吸附力小、容易漏氣的技術(shù)問題。
[0008]本實用新型提供的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人，包括:底板、驅(qū)動裝置以及多個磁性滾動輪；多個所述磁性滾動輪通過彈簧組件與所述底板連接；所述驅(qū)動裝置與所述磁性滾動輪連接以驅(qū)動所述磁性滾動輪轉(zhuǎn)動。
[0009]進(jìn)一步地，多個所述磁性滾動輪均采用永磁鐵制成。
[0010]進(jìn)一步地，所述彈簧組件包括第一螺旋彈簧、第二螺旋彈簧和第三螺旋彈簧；
[0011]所述磁性滾動輪為四個，四個所述磁性滾動輪包括位于所述底板一側(cè)的兩個第一磁性滾動輪和位于所述底板另一側(cè)的第二磁性滾動輪，兩個所述第一磁性滾動輪之間通過所述第一螺旋彈簧固定連接，兩個所述第二磁性滾動輪之間通過所述第二螺旋彈簧連接，第一螺旋彈簧和第二螺旋彈簧分別通過第三螺旋彈簧與所述底板連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述第一螺旋彈簧與所述第二螺旋彈簧平行設(shè)置，所述第三螺旋彈簧與所述第一螺旋彈簧垂直設(shè)置。
[0013]進(jìn)一步地，所述彈簧組件通過角鋼與所述磁性滾動輪固定連接，所述驅(qū)動裝置安裝在所述角鋼上。
[0014]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動裝置為電動機。
[0015]進(jìn)一步地，所述電動機的數(shù)量為四個，四個所述電動機與四個所述磁性滾動輪
——對應(yīng)連接。
[0016]進(jìn)一步地，所述磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人還包括安裝在所述底板下方的多個萬向輪，多個所述萬向輪均具有磁性。
[0017]進(jìn)一步地，所述磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人還包括安裝在所述底板上的單片機和姿態(tài)傳感器，所述單片機分別與所述姿態(tài)傳感器和所述電動機連接。
[0018]進(jìn)一步地，所述底板上設(shè)有減重孔。
[0019]本實用新型中的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人，具有以下有益效果:
[0020](I)采用磁吸附方式，通過磁性滾動輪與壁面之間磁力使磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人能夠吸附在壁面上。這種磁性滾動輪的吸附方式，與【背景技術(shù)】中真空吸附的壁面移動機器人相比，吸附力大，不會存在漏氣情況，不會掉落。
[0021](2)該磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人吸附方式簡單方便，直接靠多個磁性滾動輪與壁面之間的磁力吸附，不需要外加其他吸附裝置，解決了工業(yè)應(yīng)用中的很多危險而棘手的問題，與【背景技術(shù)】中推力吸附的壁面移動機器人相比，無噪音、體積小、成本低、效率高。
[0022](3)多個所述磁性滾動輪通過彈簧組件與所述底板連接，彈簧組件為柔性結(jié)構(gòu)，具有變形的功能，從而使該磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人能夠在不同凹凸?fàn)顩r的各類壁面上伸縮變形，靈活自由地攀爬，適應(yīng)性很強，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的爬壁機器人只能在單一平面移動的局限。
[0023](4)本實用新型中的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人整體采用車輪式結(jié)構(gòu)(外形為小車形狀)，輪式移動方式的機器人可以相對較容易地跨過比較大的障礙(如溝、坎等)，并且該磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人的多個磁性滾動輪所具有的大量的自由度可以使機器人的運動更加靈活，對凸凹不平和多曲度的壁面適應(yīng)能力更強。這種車輪式結(jié)構(gòu)的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人與【背景技術(shù)】中的履帶式爬壁機器人相比，設(shè)計簡單方便、形狀多樣、運動靈活，更能適應(yīng)各種曲度形狀的壁面，而且能夠跨越障礙物，因此輪式結(jié)構(gòu)將在磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人上，尤其是在微小型爬壁機器人上，有著非常好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本實用新型【具體實施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對【具體實施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本實用新型實施例提供的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人的主視圖；
[0026]圖2為圖1中磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人的左視圖。
[0027]附圖標(biāo)記:
[0028]1-底板；2-磁性滾動輪；
[0029]3-電動機；4-角鐵；
[0030]5-萬向輪；
[0031 ]7-第一螺旋彈簧；8-第二螺旋彈簧；
[0032]9-第三螺旋彈簧；10-單片機。
【具體實施方式】
[0033]下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0034]在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。其中，術(shù)語“第一位置”和“第二位置”為兩個不同的位置。
[0035]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0036]圖1為本實用新型實施例提供的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人的主視圖；圖2為圖1中磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人的左視圖。如圖1和圖2所示，本實用新型提供的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人，包括:底板I (相當(dāng)于機器人的身體)、驅(qū)動裝置以及多個磁性滾動輪2 (相當(dāng)于機器人的手足)；多個所述磁性滾動輪2通過彈簧組件(相當(dāng)于機器人的四肢)與所述底板I連接；所述驅(qū)動裝置與所述磁性滾動輪2連接以驅(qū)動所述磁性滾動輪2轉(zhuǎn)動。驅(qū)動裝置為整個磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人行走提供動力，驅(qū)動所述磁性滾動輪2轉(zhuǎn)動。該磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動機器人適用于在導(dǎo)磁材料(例如鐵)的壁面上作業(yè)。
[0037]具體地，底板I可以是剛性結(jié)構(gòu)，可以采用金屬板或者塑料板制成，可以是透明材料也可以是不透明材料。底板I作為機器人的身體起到支撐、連接、以及安裝其它部件的作