磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)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(dòng)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)工程實(shí)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(huì)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(shí)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(shí)有一定的危險(xiǎn)性。
[0003]近幾年來，機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，以機(jī)器人代替人類從事各種危險(xiǎn)、繁重、重復(fù)、單調(diào)及有毒有害的工作是社會(huì)發(fā)展的一個(gè)趨勢。其中，壁面移動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)器人又稱爬壁機(jī)器人，是機(jī)器人的一個(gè)分支，吸附裝置是壁機(jī)面移動(dòng)機(jī)器人完成壁面移動(dòng)的核心。目前國內(nèi)外已經(jīng)研究、開發(fā)了各種爬壁機(jī)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(jī)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(shí)，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(jī)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)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(dòng)機(jī)器人，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的壁面移動(dòng)機(jī)器人吸附力小、容易漏氣的技術(shù)問題。
[0008]本實(shí)用新型提供的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)器人，包括:底板、驅(qū)動(dòng)裝置以及多個(gè)磁性滾動(dòng)輪；多個(gè)所述磁性滾動(dòng)輪通過彈簧組件與所述底板連接；所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述磁性滾動(dòng)輪連接以驅(qū)動(dòng)所述磁性滾動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步地，多個(gè)所述磁性滾動(dòng)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(dòng)輪為四個(gè)，四個(gè)所述磁性滾動(dòng)輪包括位于所述底板一側(cè)的兩個(gè)第一磁性滾動(dòng)輪和位于所述底板另一側(cè)的第二磁性滾動(dòng)輪，兩個(gè)所述第一磁性滾動(dòng)輪之間通過所述第一螺旋彈簧固定連接，兩個(gè)所述第二磁性滾動(dòng)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(dòng)輪固定連接，所述驅(qū)動(dòng)裝置安裝在所述角鋼上。
[0014]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)裝置為電動(dòng)機(jī)。
[0015]進(jìn)一步地，所述電動(dòng)機(jī)的數(shù)量為四個(gè)，四個(gè)所述電動(dòng)機(jī)與四個(gè)所述磁性滾動(dòng)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(dòng)機(jī)器人還包括安裝在所述底板下方的多個(gè)萬向輪，多個(gè)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(dòng)機(jī)器人還包括安裝在所述底板上的單片機(jī)和姿態(tài)傳感器，所述單片機(jī)分別與所述姿態(tài)傳感器和所述電動(dòng)機(jī)連接。
[0018]進(jìn)一步地，所述底板上設(shè)有減重孔。
[0019]本實(shí)用新型中的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)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(dòng)輪與壁面之間磁力使磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)器人能夠吸附在壁面上。這種磁性滾動(dòng)輪的吸附方式，與【背景技術(shù)】中真空吸附的壁面移動(dòng)機(jī)器人相比，吸附力大，不會(huì)存在漏氣情況，不會(huì)掉落。
[0021](2)該磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)器人吸附方式簡單方便，直接靠多個(gè)磁性滾動(dòng)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(xiǎn)而棘手的問題，與【背景技術(shù)】中推力吸附的壁面移動(dòng)機(jī)器人相比，無噪音、體積小、成本低、效率高。
[0022](3)多個(gè)所述磁性滾動(dòng)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(dòng)機(jī)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(qiáng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的爬壁機(jī)器人只能在單一平面移動(dòng)的局限。
[0023](4)本實(shí)用新型中的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)器人整體采用車輪式結(jié)構(gòu)(外形為小車形狀)，輪式移動(dòng)方式的機(jī)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(dòng)機(jī)器人的多個(gè)磁性滾動(dòng)輪所具有的大量的自由度可以使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)更加靈活，對凸凹不平和多曲度的壁面適應(yīng)能力更強(qiáng)。這種車輪式結(jié)構(gòu)的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)器人與【背景技術(shù)】中的履帶式爬壁機(jī)器人相比，設(shè)計(jì)簡單方便、形狀多樣、運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)器人上，尤其是在微小型爬壁機(jī)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(shí)用新型【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對【具體實(shí)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(shí)用新型的一些實(shí)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(dòng)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(shí)用新型實(shí)施例提供的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)器人的左視圖。
[0027]附圖標(biāo)記:
[0028]1-底板；2-磁性滾動(dòng)輪；
[0029]3-電動(dòng)機(jī)；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(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合附圖對本實(shí)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(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0034]在本實(shí)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(shí)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(shí)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(gè)不同的位置。
[0035]在本實(shí)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(jī)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(gè)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(shí)用新型中的具體含義。
[0036]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)器人的左視圖。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供的磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)器人，包括:底板I (相當(dāng)于機(jī)器人的身體)、驅(qū)動(dòng)裝置以及多個(gè)磁性滾動(dòng)輪2 (相當(dāng)于機(jī)器人的手足)；多個(gè)所述磁性滾動(dòng)輪2通過彈簧組件(相當(dāng)于機(jī)器人的四肢)與所述底板I連接；所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述磁性滾動(dòng)輪2連接以驅(qū)動(dòng)所述磁性滾動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置為整個(gè)磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)器人行走提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)所述磁性滾動(dòng)輪2轉(zhuǎn)動(dòng)。該磁吸附式柔性自適應(yīng)壁面移動(dòng)機(jī)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(jī)器人的身體起到支撐、連接、以及安裝其它部件的作