一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人的制作方法

1.本实用新型属于机器人技术领域，尤其是涉及一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人。

背景技术：

2.爬壁机器又称作壁面移动机器人，是一种可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器人。在现有技术中，磁吸附方式是爬壁机器人的主要吸附方式之一，通过磁吸附的方式能使爬壁机器人在导磁性壁面上进行吸附和移动，从而代替工作人员在危险系数较高的场所进行作业。
3.在实际使用的过程中，爬壁机器人磁吸附力的大小将会直接影响机器人的运动效果。当磁吸附力过大时，爬壁机器人的运动阻力将会增加，此时会增大驱动电机的负荷，从而造成移动困难或功耗过大的问题。当磁吸附力过小时，爬壁机器人又会存在易跌落、易打滑的问题，从而影响其运动可靠性和运动精度。因此工作人员需要根据机器人的实际运动情况对磁吸附力进行及时调整。
4.现有的磁吸附力调整装置较为简单，工作人员只能通过升降组件调节磁吸组件与导磁性壁面之间的距离，从而调整磁吸组件的磁吸附力大小。但是，当爬壁机器人在位置多变的复杂曲面上运行时，由于爬壁机器人的位姿会不断变化，因此现有磁吸附力调整装置将无法满足磁吸附力的调整需求，从而导致爬壁机器人的运动效果受到影响。

技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，以解决上述技术问题。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，包括机器人本体和磁吸轮，且磁吸轮设置在机器人本体上；所述磁吸轮包括：驱动电机、轮毂、调节盘和抱紧组件；所述轮毂上设有连接法兰，且连接法兰与驱动电机的输出轴相连，在轮毂设有连接法兰的端面上设有多个容纳槽，多个容纳槽呈放射状布置在连接法兰的周侧，且在每个容纳槽内部均设有滑动设置的磁吸块；所述调节盘可转动的设置在连接法兰上，在调节盘上设有多个导向切口，且多个导向切口以连接法兰为对称中心呈中心对称布置，所述导向切口包括近心端和远心端，且远心端到连接法兰的距离大于近心端到连接法兰的距离；在所述磁吸块上设有导向销钉，且导向销钉插入导向切口内部，当调节盘与轮毂发生相对转动时，导向销钉在导向切口的近心端和远心端之间滑动，以使得磁吸块在容纳槽内部进行滑动；所述抱紧组件设置在调节盘上，在抱紧组件内部设有用于容纳连接法兰的抱紧间隙，在所述驱动电机上还设有与驱动电机输出轴相平行的锁止伸缩杆，且锁止伸缩杆到驱动电机输出轴的距离小于调节盘的外径。
8.进一步的，所述爬壁机器人还包括磁吸组件，所述磁吸组件包括：连接柱、导向槽
避让槽；61-连接柱；62-导向槽；63-承载板；64-磁吸片；71-抱紧伸缩杆；72-安装条；73-抱紧块；81-高度传感器；82-拉力传感器；821-机器人拖缆；83-姿态传感器；9-包胶保护层。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
29.一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，其结构可由图1-图5进行示意，如图所示，在本实施例中爬壁机器人包括机器人本体1和设置在机器人本体1上的磁吸轮。在进行使用前，工作人员可根据爬壁机器人的实际工况选择磁吸轮的数量，以使得爬壁机器人获得良好的动力供给和吸附效果。
30.需要说明的是，本实施例中所述的机器人本体1可包括支撑框架、控制模块、供电模块和功能模块。其中控制模块设置在支撑框架内部，用于实现机器人本体1与上位机的数据交换，并控制爬壁机器人内部的各部件和模块根据预设指令进行动作。供电模块用于为爬壁机器人的各模块和部件提供工作电能。功能模块可设置在支撑框架外部，用于完成爬壁机器人的作业任务，例如当需要借助爬壁机器人对石化企业中的圆柱形大罐进行探伤检查时，功能模块可选用常见的超声波探伤仪或红外探伤仪。上述模块的工作原理和内部构造已为本领域技术人员所熟知，且不属于本实施例的核心发明点，故不在本技术中赘述。
31.在现有技术中，爬壁机器人的磁吸附力调整效果有限，为解决这一问题，本实施例中所述的磁吸轮包括：驱动电机2、轮毂3、调节盘5和抱紧组件。如图2所示，在轮毂3上设有连接法兰31，且连接法兰31与驱动电机2的输出轴相连，当驱动电机2启动后，输出轴和连接法兰31的连接能将驱动电机2产生的扭矩传递至轮毂3上，以使得轮毂3进行转动。为方便调整磁吸轮的磁吸附力，在轮毂3设有连接法兰31的端面上应设有多个容纳槽32，多个容纳槽32呈放射状布置在连接法兰31的周侧，且在每个容纳槽32内部均设有滑动设置的磁吸块4。当轮毂3与导磁性壁面相接触后，磁吸块4与导磁性壁面之间将产生磁吸附力，因此能使爬壁机器人吸附在导磁性壁面上。由于多个容纳槽32呈放射状布置在连接法兰31的周侧，因
此容纳槽32的长度方向将与轮毂3的径线方向相平行，当磁吸块4在容纳槽32内部进行滑动时，磁吸块4与导磁性壁面之间的距离将会发生变化，因此工作人员可根据实际需要驱使磁吸块4在容纳槽32内部进行滑动，从而使磁吸轮产生的磁吸附力与实际需求相匹配。
32.为方便调整磁吸块4的位置，所述调节盘5可转动的设置在连接法兰31上，在调节盘5上设有多个导向切口51，且多个导向切口51以连接法兰31为对称中心呈中心对称布置。相应的，在磁吸块4上应设有导向销钉41，在进行装配时，导向销钉41应插入导向切口51内部。需要说明的是，本实施例中所述导向切口51可包括近心端和远心端，且远心端到连接法兰31的距离大于近心端到连接法兰31的距离。当调节盘5与轮毂3发生相对转动时，导向销钉41将在导向切口51的近心端和远心端之间滑动，以使得磁吸块4在容纳槽32内部进行滑动，从而调整磁吸块4在容纳槽32内部的位置。
33.作为本实施例的一个可选实施方式，为避免轮毂3在爬壁机器人的运动过程中发生打滑或碰撞，在轮毂3的外侧壁上可设有包胶保护层9。通过设置包胶保护层9能对轮毂3进行保护，从而延长轮毂3的使用寿命，同时还能增加磁吸轮与壁面之间的摩擦系数，防止爬壁机器人在运动过程中发生打滑。
34.在实际使用过程中，由于磁吸轮的磁吸附力均匀程度与磁吸块4的数量成正比，因此工作人员应在轮毂3内部尽可能多的设置磁吸块4。相应的，当磁吸块4的数量增多后，调节盘5上需要设置数量与磁吸块4相匹配的导向切口51，且为避免多个导向切口51之间发生干涉，本实施例可将多个导向切口51分为多组。示例性的，如图3所示，调节盘5上可设置12个导向切口51，其中6个导向切口51设置在内圈，6个导向切口51设置在外圈，且位于内圈的导向切口51应与位于外圈的导向切口51错位布置。如图2所示，设置在容纳槽32内部的磁吸块4可分为两种，其中第一种磁吸块4上的导向销钉41设置在磁吸块4靠近连接法兰31的一端，第二中磁吸块4上的导向销钉41设置在磁吸块4远离连接法兰31的一端，且第一种磁吸块4和第二种磁吸块4一一交替布置。在进行装配时，第一种磁吸块4的导向销钉41应设置在位于内圈的导向切口51内部，第二种磁吸块4的导向销钉41应设置在位于外圈的导向切口51内部。通过上述方式能提高磁吸轮内部的磁吸块4数量，从而提高磁吸轮的磁吸附力均匀程度，同时还能避免调节盘5上的多个导向切口51之间发生相互干涉，从而使调节盘5获得更好的结构强度。
35.为方便控制调节盘5的转动自由度，本实施例中所述的抱紧组件应设置在调节盘5上，在抱紧组件内部应设有用于容纳连接法兰31的抱紧间隙，当不需要调节盘5与轮毂3发生相对转动时，工作人员可通过抱紧组件对连接法兰31进行抱紧，从而使调节盘5与轮毂3进行同步转动。
36.具体的，如图4所示，抱紧组件可包括抱紧伸缩杆71和两个安装条72。在进行装配时，两个安装条72的顶端应分别与抱紧伸缩杆71的两端相连，且两个安装条72的底端均应与调节盘5相铰接。此外，在每个安装条72上均应设有抱紧块73，且在两个抱紧块73之间形成所述抱紧间隙。当抱紧伸缩杆72缩短时，两抱紧块73之间的抱紧间隙将会缩小，此时抱紧块73的侧壁将会抵持在连接法兰31的侧壁上，从而避免调节盘5与轮毂3发生相对转动。当抱紧伸缩杆71伸长时，两抱紧块73之间的抱紧间隙将会增大，此时调节盘5与轮毂3将具备相对转动的能力。
37.此外，为避免调节盘5在抱紧间隙增大后发生异常转动，影响磁吸块4的位置调整
效果，在驱动电机2上还可设有与驱动电机2输出轴相平行的锁止伸缩杆21，且锁止伸缩杆21到驱动电机2输出轴的距离小于调节盘5的外径。当需要调整磁吸块4的位置时，锁止伸缩杆21将会伸长，由于锁止伸缩杆21到驱动电机2输出轴的距离小于调节盘5的外径，因此锁止伸缩杆21的端部将会抵持在调节盘5的端面上。在这一状态下，驱动电机2驱使轮毂3运动能使调节盘5与轮毂3发生相对转动，以使得导向销钉41在导向切口51的近心端和远心端之间滑动，进而带动磁吸块4在容纳槽32内部进行滑动。
38.可选的，为实现抱紧组件与调节盘5之间的装配，在调节盘5上可设有安装凸台和用于容纳连接法兰31的容纳孔53。如图3所示，在安装凸台上设有两个连接轴521，在进行安装条72的装配时，两个连接轴521将分别与两个安装条72的底端相铰接。与此同时，在安装凸台上还设有避让槽54，且避让槽54与容纳孔53相连通，在进行安装时，工作人员可将抱紧块73置于避让槽54内部，以便抱紧块73对连接法兰31进行抱紧固定。
39.为进一步提高本装置的磁吸附力调整能力，所述爬壁机器人还可包括磁吸组件。如图5所示，磁吸组件包括：连接柱61、导向槽62和承载板63。为方便进行磁吸组件的安装，在机器人本体1的底面上设有容纳切口，工作人员可将导向槽62置于容纳切口内部，并连接柱61可升降的设置在导向槽62中。此外，承载板63的一端应与连接柱61的底端相铰接，另一端应与机器人本体1的底面相铰接，且在承载板63的底面上设有磁吸片64。
40.在进行磁吸附力调整时，工作人员可驱使连接柱61进行升降运动，通过连接柱61的升降能调整承载板63与导磁性壁面之间的夹角，以使得磁吸片64在导磁性壁面上形成大小不同的投影面积，进而使磁吸片64对导磁性壁面产生不同大小的磁吸附力。
41.可选的，在本实施例中承载板63可设置为多个，且多个承载板63应均匀的布置在连接柱61的周侧。当磁吸组件内部设有多个承载板63时，连接柱61的升降运动能更大幅度的调整磁吸组件所产生的磁吸附力大小，进而满足不同的使用需求。
42.需要说明的是，本实施例中所述的磁吸块4和磁吸片64均可选用现有的永磁体材料制成，工作人员可根据爬壁机器人的实际需求调整磁吸块4和磁吸片64的规格尺寸，从而便于实现磁吸块4和磁吸片64与本装置中其他部件之间的装配。
43.作为本实施例的又一个可选实施方式，为提升爬壁机器人磁吸附力调整的自动化程度，所述爬壁机器人还包括高度传感器81、拉力传感器82和姿态传感器83。具体的，高度传感器81和姿态传感器83均可设置在机器人本体1的顶面上，拉力传感器82应设置在机器人拖缆821和机器人本体1之间。在进行装配时，高度传感器81、拉力传感器82和姿态传感器83均应与机器人本体1内部的供电模块电连接，以便获取工作电能。相应的，高度传感器81、拉力传感器82和姿态传感器83还应与机器人本体1内部的控制模块通信连接，以便将爬壁机器人的运动参数发送到控制模块内部，便于进行爬壁机器人的操控。在进行使用时，高度传感器81能检测爬壁机器人的爬行高度，姿态传感器83能判断爬壁机器人在运动过程中的姿态角度变化，拉力传感器82能检测机器人拖缆821的阻力。通过上述传感器能在爬壁机器人的运动过程中获取其运动状态参数，从而方便控制模块和/或上位机对爬壁机器人的实时运动状态进行判断，进而及时调整磁吸轮和/或磁吸组件的磁吸附力大小。
44.下面对上述方案的效果进行说明：
45.本实施例提供了一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，能通过调节盘与轮毂之间的相对转动，调整磁吸块在容纳槽内部的位置，从而便于调节磁吸轮产生的磁吸附力大小。
此外，本装置还能通过连接柱的升降调整磁吸片与导磁性壁面之间的夹角，从而进一步提高爬壁机器人的磁吸附力调节灵活性。
46.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，包括机器人本体(1)和磁吸轮，且磁吸轮设置在机器人本体(1)上，其特征在于：所述磁吸轮包括：驱动电机(2)、轮毂(3)、调节盘(5)和抱紧组件；所述轮毂(3)上设有连接法兰(31)，且连接法兰(31)与驱动电机(2)的输出轴相连，在轮毂(3)设有连接法兰(31)的端面上设有多个容纳槽(32)，多个容纳槽(32)呈放射状布置在连接法兰(31)的周侧，且在每个容纳槽(32)内部均设有滑动设置的磁吸块(4)；所述调节盘(5)可转动的设置在连接法兰(31)上，在调节盘(5)上设有多个导向切口(51)，且多个导向切口(51)以连接法兰(31)为对称中心呈中心对称布置，所述导向切口(51)包括近心端和远心端，且远心端到连接法兰(31)的距离大于近心端到连接法兰(31)的距离；在所述磁吸块(4)上设有导向销钉(41)，且导向销钉(41)插入导向切口(51)内部，当调节盘(5)与轮毂(3)发生相对转动时，导向销钉(41)在导向切口(51)的近心端和远心端之间滑动，以使得磁吸块(4)在容纳槽(32)内部进行滑动；所述抱紧组件设置在调节盘(5)上，在抱紧组件内部设有用于容纳连接法兰(31)的抱紧间隙，在所述驱动电机(2)上还设有与驱动电机(2)输出轴相平行的锁止伸缩杆(21)，且锁止伸缩杆(21)到驱动电机(2)输出轴的距离小于调节盘(5)的外径。2.根据权利要求1所述的一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，其特征在于：所述爬壁机器人还包括磁吸组件，所述磁吸组件包括：连接柱(61)、导向槽(62)和承载板(63)，在机器人本体(1)的底面上设有容纳切口，所述导向槽(62)置于容纳切口内部，且连接柱(61)可升降的设置在导向槽(62)中；所述承载板(63)的一端与连接柱(61)的底端相铰接，另一端与机器人本体(1)的底面相铰接，且在承载板(63)的底面上设有磁吸片(64)。3.根据权利要求2所述的一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，其特征在于：所述承载板(63)为多个，且多个承载板(63)均匀布置在连接柱(61)的周侧。4.根据权利要求1所述的一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，其特征在于：所述抱紧组件包括抱紧伸缩杆(71)和两个安装条(72)，两个所述安装条(72)的顶端分别与抱紧伸缩杆(71)的两端相连，底端均与调节盘(5)相铰接；在每个安装条(72)上设有抱紧块(73)，且在两个抱紧块(73)之间形成所述抱紧间隙。5.根据权利要求4所述的一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，其特征在于：所述调节盘(5)上设有安装凸台和容纳孔(53)，所述连接法兰(31)置于容纳孔(53)内部；在安装凸台上设有两个连接轴(521)，且两个连接轴(521)分别与两个安装条(72)的底端相铰接；在安装凸台上还设有避让槽(54)，所述避让槽(54)与容纳孔(53)相连通，且抱紧块(73)置于避让槽(54)内部。6.根据权利要求1所述的一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，其特征在于：所述爬壁机器人还包括高度传感器(81)、拉力传感器(82)和姿态传感器(83)，高度传感器(81)和姿态传感器(83)均设置在机器人本体(1)的顶面上，拉力传感器(82)设置在机器人拖缆(821)和机器人本体(1)之间；所述高度传感器(81)、拉力传感器(82)和姿态传感器(83)均与机器人本体(1)内部的供电模块电连接，且高度传感器(81)、拉力传感器(82)和姿态传感器(83)均与机器人本体(1)内部的控制模块通信连接。7.根据权利要求1所述的一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，其特征在于：所述轮毂(3)的外侧壁上设有包胶保护层(9)。

技术总结

本实用新型提供了一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，包括机器人本体和磁吸轮。所述磁吸轮包括：驱动电机、轮毂、调节盘和抱紧组件。轮毂上设有连接法兰，在轮毂上设有多个容纳槽，且在每个容纳槽内部均设有磁吸块。调节盘可转动的设置在连接法兰上，在调节盘上设有多个导向切口。在磁吸块上设有导向销钉，且导向销钉插入导向切口内部。抱紧组件设置在调节盘上，在抱紧组件内部设有用于容纳连接法兰的抱紧间隙，且在驱动电机上设有锁止伸缩杆。本实用新型所述的一种便于调整磁吸附力的爬壁机器人，能方便工作人员根据爬壁机器人的实际运动状态调整磁吸附力，从而提高磁吸附力的调整效果。整效果。整效果。