本實用新型涉及到一種磁吸附輪式爬壁機器人，特別是一種可內外直角壁面自主過渡的磁吸附輪式爬壁機器人。

背景技術：

磁吸附爬壁機器人是一種設計用來在惡劣危險且程序性強的導磁壁面上進行特定作業的一種自動化機械裝置，它在造船業、核工業、石化工業等鐵磁性結構的環境里受到愈來愈廣泛的應用，可以代替人類進行的工作包括噴漆、除銹、探傷檢測、加工安裝、維修、焊接等多個方面，所以越來越受到人們的重視。

某些探測場合需要爬壁機器人可以過渡直角導磁壁面，但目前國內可自主過渡直角壁面的相關研究較少。中國2008.8.27公開的專利 200720015481.9 “新型爬壁機器人機構”可以做到內直角壁面主動干預下的直角壁面過渡，但無法外直角壁面過渡或自主過渡，且移動速度相對較慢。南京理工大學王華等人在World Congress on Intelligent Control and Automation中的文章 A New Inspection Robot System for Storage Tank 中提出一種六輪雙節車體方案，但只能主動干預下的內直角過渡，無法外直角過渡，且車體之間為主動關節，不規則地面適應性差。

技術實現要素：

針對現有技術多為主動直角壁面過渡，且無法外直角壁面過渡等不足之處，本實用新型要解決的問題是尋找一種具備內外直角壁面自主過渡能力的磁吸附爬壁機器人。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案包括：

一種可直角壁面自主過渡的磁吸附輪式爬壁機器人，包括前車體、后車體、六個主動磁輪、四個輔助磁輪；其特征在于前車體與后車體轉動副配合；前車體前端安裝有兩個主動磁輪、前車體的主磁輪上側靠前安裝有輔助磁輪，后車體安裝有四個主動磁輪，后車體的后主磁輪的上側后端裝有輔助磁輪；后車體上安裝有針對前車體旋轉的限位銷，前車體可以繞后車體部分轉動。主動磁輪由電機驅動，輔助磁輪可自由轉動。輪距和磁輪吸附力關系較大。

可直角壁面自主過渡的磁吸附輪式爬壁機器人，其特征在于：差速轉向，兩部電機分別控制左右側主磁輪的轉速大小和方向。

磁輪為一個磁鐵輪和兩個軛鐵輪組成的甲型磁路，磁輪外圓處敷設一層薄橡膠。

前主磁輪和中主磁輪之間車架、中主磁輪和后主磁輪之間車架分別為倒V形。

本實用新型的有益結果是實現了一種具備導磁直角壁面自主過渡的磁吸附輪式爬壁機器人。

附圖說明：

圖1 爬壁機器人主視圖

圖2 圖1的俯視圖

圖3為爬壁機器人由水平面到鉛垂壁面的內直角導磁壁面過渡示意圖，其他內直角導磁壁面過渡類似。

圖1中：1 前輔助磁輪，2 前輔助磁輪支架，3前車體，4前主磁輪，5前車體傳動過渡軸，6后車體前主磁輪，7后車體傳動過渡軸，8后車體后主磁輪，9后車體，10 后車體輔助磁輪，11后車體電源支架，12前后車體轉動限位銷，13電機。

圖4為爬壁機器人外直角導磁壁面過渡示意圖。

具體實施方式

本實用新型可直角壁面自主過渡的磁吸附爬壁機器人機構包括：前車體、后車體、六個主動磁輪、四個輔助磁輪。

磁輪由兩個軛鐵輪和一個磁鐵輪組成的甲型磁路組成。

六個主動磁輪分別由左右兩側電機驅動，輔助磁輪自由旋轉。前車體車架與后車體車架分別為倒V形，如此可以避免爬壁機器人過渡外直角壁面時與車體的干涉。

前后車體轉動限位銷12使得前車體僅能向上方轉動特定角度。

圖3為爬壁機器人由水平面到鉛垂面的內直角導磁壁面過渡示意圖，其他直角導磁壁面過渡類似。

a圖中爬壁機器人主動磁輪由電機驅動，向前運動，至前輔助磁輪接觸鉛垂導磁面時，前車體受后車體的主動磁輪推力和墻面對前輔助磁輪的推力，兩推力形成逆時針力矩，力矩迫使前車體繞后車體轉動，前主磁輪抬起進而脫離水平面；此時機器人繼續前進，前輔助磁輪處于吸附狀態，前主磁輪懸空，前后車體夾角由180度變小。

b圖中機器人繼續前進，直至前主磁輪吸附于鉛垂壁面，此時前主磁輪與前輔助磁輪均吸附于鉛錘壁面；當機器人后車體繼續前進時，后車體的推力對前車體形成逆時針力矩，壁面和前輔助磁輪之間吸附力對前車體形成順時針力矩，逆時針力矩大于順時針力矩，進而使前輔助磁輪脫離鉛錘壁面，機器人繼續前進，前后車體夾角繼續變小。

c圖中機器人前車體繼續沿鉛錘壁面爬行、后車體繼續向前運動，前后車體夾角越來越小；當前車體與后車體上的限位銷12接觸時，前車體無法繼續繞后車體轉動；此時，在前主磁輪拉力和后磁輪推力形成的逆時針力矩下，中主磁輪脫離水平壁面，車體繼續前進，此時前后車體夾角保持不變，中主磁輪呈懸空狀態。

d圖中機器人后車體繼續前進，前主磁輪繼續沿鉛錘壁面爬行，直至中主磁輪吸附鉛垂壁面；然后前主磁輪和中主磁輪繼續沿鉛錘壁面爬行，后主磁輪繼續前進，前車體離開限位銷，前后車體夾角變大。

e圖中前主磁輪和中主磁輪繼續沿鉛錘壁面爬行，后主磁輪繼續沿水平面前進，前后車體夾角變大，同時后車體與水平面夾角變大，直至后輔助磁輪接觸水平面；此時后主磁輪在前主磁輪和中主磁輪的拉力下脫離水平面呈懸空狀，但后輔助磁輪依然吸附于水平壁面。

f圖中前主磁輪和中主磁輪繼續沿鉛錘壁面爬行，后車體繼續前進直至后主磁輪吸附于鉛垂壁面；此時，前后車體夾角復原為180度，后輔助磁輪依然吸附于水平壁面。前中后主磁輪繼續沿鉛錘壁面爬行，其驅動力大于后輔助磁輪與水平面的吸附力，促使后輔助磁輪脫離水平面；此時爬壁機器人完全運行在鉛垂壁面上。

圖4為爬壁機器人外直角導磁壁面過渡示意圖。高吸附力磁輪和獨特的倒V形車體，使得爬壁機器人能自主過渡外直角壁面。