本實用新型涉及一種越障爬壁機器人，屬于特種機器人技術領域。

背景技術：

在核能、船舶、化工、風電等行業，廣泛存在導磁體金屬外壁，這些壁面經長期風吹日曬、鹽堿侵蝕、灰塵粘附、砂礫摩擦，表面會出現污垢、脫漆，乃至銹蝕等現象。這些問題不僅影響美觀，而且可能危及壁面本體的安全運行，不能滿足安全、清潔的工業管理要求。現有的對于上述壁面的清洗、除銹、補漆和檢修等都采用人工作業的方式，一般來說主要的作業方法有以下幾種：一種是對作業人員采用吊索的方式，從建筑物最上面開始下放繩索，是作業人員到達指定高度進行作業，該方法需要事先確定作業范圍，并且一次作業的范圍只局限在一條直線上，作業范圍十分受限。另一種方法是采用大型工程車輛上的起重吊籃將作業人員送至作業區域進行作業，該方法靈活性好，但是成本過高。還有一種方法是采用搭建腳手架的方式進行作業，該方法穩定且安全系數高，但是搭建腳手架需要的周期和成本都比較大，不適宜小面積范圍的作業要求。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種越障爬壁機器人，該機器人具備靈活的平動能力和越障能力，配合多自由度機械臂可以在導磁體金屬外壁上完成清洗、除銹、補漆和檢修等工作。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：一種越障爬壁機器人，其特征在于：它包括上機架，在所述上機架的兩端的底部分別設置有一個支腿，在每一個所述支腿的底部設置多個磁吸附單元；在位于兩個所述支腿之間的所述上機架的底部設置有第一絲杠，在所述第一絲杠上通過螺紋配合連接有第一滑塊，在所述上機架上設置有用于驅動所述第一絲杠進行旋轉的第一電機；在所述上機架的下方設置有下機架，在所述下機架的兩端的底部分別設置有多個磁吸附單元；在所述下機架的頂部設置有第二絲杠，在所述第二絲杠上通過螺紋配合連接有第二滑塊，在所述下機架上設置有用于驅動所述第二絲杠進行旋轉的第二電機；所述第一滑塊和第二滑塊之間通過伸縮架連接；所述磁吸附單元包括圓柱形永磁體、左軛鐵、右軛鐵、上隔磁塊、下隔磁塊和舵機，所述圓柱形永磁體轉動設置在由所述左軛鐵、右軛鐵、上隔磁塊和下隔磁塊合圍成的空心筒中，所述空心筒的一端緊固連接有后蓋板，所述舵機的輸出端通過聯軸器與所述圓柱形永磁體連接；所述舵機具有0°和90°兩個角度狀態；所述舵機處 于0°角度狀態時，所述圓柱形永磁體的N極和S極位于與壁面平行的方向；所述舵機處于90°狀態時，所述圓柱形永磁體的N極和S極位于與壁面垂直的方向。

所述舵機的控制板上設置有藍牙通信模塊，所述控制板與安裝在所述上機架或下機架上的控制器通過藍牙連接。

所述第二絲杠與所述第一絲杠具有空間垂直關系。

在所述上機架的底部設置有與所述第一絲杠平行的第一導向桿，所述第一滑塊滑動連接在所述第一導向桿上；在所述下機架的頂部設置有與所述第二絲杠平行的第二導向桿，所述第二滑塊滑動連接在所述第二導向桿上。

在所述磁吸附單元的所述前蓋上設置正負極兩個供電觸點，所述供電觸點與所述舵機的內部供電電路連接，在所述支腿和下機架上設置有供電軌道，各所述舵機上的所述供電觸點通過供電軌道獲得供電。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型設置有上機架和下機架，上機架通過支腿設置磁吸附單元，下機架底部亦設置磁吸附單元，并且在上機架和下機架上分別設置沿不同方向延伸的絲杠，絲杠上分別螺紋配合連接滑塊，兩滑塊之間通過伸縮架連接，因此本實用新型能夠實現在兩個相互垂直的方向上的行進，從而使本實用新型能夠達到壁面上的任意點。2、本實用新型控制器可通過藍牙信號隨時控制磁吸附單元的充、消磁狀態，因此可以在相應的機架抬升之前先對與其連接的磁吸附單元進行消磁，待該機架移動到指定位置后再次伸出至壁面時實施充磁操作，由此實現在壁面的吸附和行走。3、本實用新型兩個方向的行走時通過絲杠滑塊機構來實現的，因此行走的步長可以隨意設置，由此具備了較好的跨越障礙的能力。4、本實用新型可以配置多自由度械臂，從而實現對壁面的清洗、除銹、噴漆和檢測等動作。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構示意圖；

圖2是本實用新型機架的結構示意圖；

圖3是本實用新型磁吸附單元的結構示意圖；

圖4是圖3中A-A截面的剖面示意圖；

圖5是本實用新型磁吸附單元省略前蓋后的結構示意圖；

圖6是本實用新型磁吸附單元處于充磁狀態的示意圖；

圖7是本實用新型磁吸附單元處于消磁狀態的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。

如圖1、圖2所示，本實用新型包括上機架1，在上機架1的兩端的底部分別設置有一個支腿2，在每一個支腿2的底部設置多個磁吸附單元3。在位于兩個支腿2之間的上機架1的底部設置有第一絲杠4，在第一絲杠4上通過螺紋配合連接有第一滑塊5，在上機架1上設置有用于驅動第一絲杠4進行旋轉的第一電機(圖中未示出)。在上機架1的下方設置有下機架6，在下機架6的兩端的底部分別設置有多個磁吸附單元3。在下機架6的頂部設置有第二絲杠7，在第二絲杠7上通過螺紋配合連接有第二滑塊8，在下機架6上設置有用于驅動第二絲杠7進行旋轉的第二電機(圖中未示出)。第一滑塊5和第二滑塊8之間通過伸縮架9連接。

如圖3～5所示，磁吸附單元3包括圓柱形永磁體11、左軛鐵12、右軛鐵13、上隔磁塊14和下隔磁塊15，其中，圓柱形永磁體11可轉動地設置在由左軛鐵12、右軛鐵13、上隔磁塊14和下隔磁塊15合圍成的空心筒中，空心筒的一端緊固連接有后蓋板16，空心筒的另一端設置有前蓋17，在前蓋17內設置有舵機18，舵機18的輸出端通過聯軸器19與圓柱形永磁體11連接。舵機18具有0°和90°兩個角度狀態，當舵機18處于0°角度狀態時，圓柱形永磁體11的N極和S極位于水平方向(如圖6所示)，磁力線從N極出發，通過左軛鐵12、壁面20以及右軛鐵13達到S極，形成閉合；此時，磁吸附單元3為充磁狀態，磁吸附單元3在充磁狀態下會對壁面產生吸力。當舵機18處于90°角度狀態時，圓柱形永磁體11的N極和S極處于垂直方向(如圖7所示)，磁力線從N極出發，分別通過左軛鐵12和右軛鐵13到達S極，形成兩個閉合回路；此時，磁吸附單元3為消磁狀態，磁力線回路繞開壁面，磁吸附單元3對壁面20不產生吸力。舵機18的兩個角度狀態由控制板21發出的控制信號決定，控制板241上設置有藍牙通信模塊，使控制板21能夠通過藍牙信號與安裝在上機架1或下機架6上的控制器(圖中未示出)傳遞信號，控制器可根據實際工況需要遠程控制各磁吸附單元3在充磁狀態和消磁狀態之間進行切換。

在一個優選的實施例中，第二絲杠7與第一絲杠4具有空間垂直關系。

在一個優選的實施例中，在上機架1的底部設置有與第一絲杠4平行的第一導向桿(圖中未示出)，第一滑塊5滑動連接在第一導向桿上；在下機架6的頂部設置有與第二絲杠7平行的第二導向桿10，第二滑塊8滑動連接在第二導向桿10上。

在一個優選的實施例中，在磁吸附單元3的前蓋17上設置正負極兩個供電觸點22，供電觸點22與舵機18的內部供電電路連接，在支腿2和下機架6上設置有供電軌道(圖中未示出)，各舵機18上的供電觸點22通過供電軌道獲得供電。

本實用新型的工作過程如下：開始爬壁之前需要控制伸縮架9，使上機架1和下機架6上的磁吸附單元3處于同一高度。將本實用新型貼于工作的導磁體金屬壁面， 控制全部的磁吸附單元3處于充磁狀態，此時本實用新型可以附著于壁面上。當控制本實用新型運動時，伸縮架9首先動作，使上機架1上的磁吸附單元3脫離壁面。之后，下機架6上的第二滑塊8在第二電機的旋轉和第二絲杠7的作用下開始移動，此時與第二滑塊8相連的伸縮架9、上機架1均開始移動，待移動到給定位置后，伸縮架9動作，使上機架1下降到可以吸附壁面的位置，之后上機架1的磁吸附單元3切換到充磁狀態，實現對壁面的吸力。將下機架6上的磁吸附單元3切換到消磁狀態，隨后，伸縮架9繼續動作，抬起下機架6，此時下機架6僅通過伸縮架9與上機架1相連。此時上機架1的第一滑塊5開始滑動，與之相連的下機架6及伸縮架9均開始移動，待到達指定位置后，伸縮架,9恢復到初始狀態。如此循環，實現整個機器的自由移動。移動過程中，上機架1和下機架6的移動范圍是無限細分可調的。因此，兩個方向的步長是可以隨意設置。當遇到障礙物時，可以越過障礙物。可越過的障礙物的尺寸主要取決于上下機架的行程以及伸縮架的行程。工況中所遇到的障礙物可能是壁面焊接過程中的焊縫，或是接口處的法蘭盤等。

本實用新型僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置及其連接都是可以有所變化的，在本實用新型技術方案的基礎上，凡根據本實用新型原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。