一種新型爬壁機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型爬壁機器人，包括機器人底盤、機器人移動輪、機器人控制電路板、強力磁鐵、電源；所述機器人底盤底面的四個方位上均安裝機器人移動輪，所述機器人控制電路板、電源均安裝在機器人底盤上表面，所述強力磁鐵安裝在機器人底盤底面；所述機器人移動倫包括強磁輪、固定件、電機、固定銷、連接桿，所述固定件通過固定銷與電機固定連接，所述強磁輪上設有四個連接孔，所述固定件通過連接桿與連接孔連接，所述電機與機器人控制電路板連接。本實用新型的一種新型爬壁機器人具有機械結構簡單、吸附穩定可靠、運動控制系統靈活、適用于鐵磁性材料壁面等特點。
【專利說明】
一種新型爬壁機器人
技術領域
[0001]本實用新型涉及移動機器人技術領域，尤其是關于一種新型爬壁機器人。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術和經濟的飛速發展、人類生活品質的提高，現代企業對于工作效率和自動化水平的要求越來越高，現代社會對于人性化發展愈發重視。人類希望自己從危險、繁重、簡單重復的勞動工作中脫離。有些工作由于其工作環境相當危險，會威脅到工作人員的生命安全，因此需要很完善的安全防護措施才行，而這類工作對于人類社會和經濟的發展以及人們的日常生活等具有非常重要的意義，所以人們想到使用某種機器來替代其完成這類工作，這樣就導致了機器人的誕生。
[0003]爬壁機器人是移動機器人的一個重要分支，屬于一種特殊的機器人，其經歷了一個漫長的發展過程，各種新的爬壁機器人技術都得到了快速的發展。由于爬壁機器人經常用于高難度和高危險性的工作環境中作業，所以其也被稱為“極限作業機器人”。日本通產省為了專門研究這類機器人，用于例如火災、地震、海洋、原子能等危險環境下的救援、維護和檢測，提出了一項“極限作業機器人”國家研究計劃，這項計劃中包含了爬壁機器人的研究。1966年，日本大阪府立大學老師西亮成功研制出了第一臺爬壁機器人。爬壁機器人集吸附技術和地面機器人技術于一體，可以穩穩的吸附于倒立、垂直壁面移動，如果再給其配備專門的設備裝置，就可以用其來完成特定的工作，因此可使移動機器人的應用范圍從地面向空中擴展。
[0004]爬壁機器人的應用前景相當廣闊，目前其主要應用領域有以下幾個方面:(I)石油化工企業:完成對大型的儲油罐內外壁面進行探傷、噴漆防腐和除銹等工作；(2)核工業:完成對核廢液儲罐進行厚度檢測、焊縫檢查，核反應堆的檢查等工作；(3)船舶行業:用于船舶壁面的清洗、除銹、噴涂和檢測等；(4)偵察:用于反恐和軍事偵察行動；(5)消防部門:完成救援和物資傳送等工作；(6)建筑行業:完成高層建筑墻面清洗、清潔玻璃、安裝瓷磚、噴涂等工作。但是現目前沒有適用于鐵磁性材料壁面的爬壁機器人。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種機械結構簡單、吸附穩定可靠、運動控制系統靈活、適用于鐵磁性材料壁面的新型爬壁機器人。
[0006]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種新型爬壁機器人，包括機器人底盤、機器人移動輪、機器人控制電路板、強力磁鐵、電源，所述電源與機器人控制電路板連接；
[0007]所述機器人底盤底面的四個方位上均安裝機器人移動輪，所述機器人控制電路板、電源均安裝在機器人底盤上表面，所述強力磁鐵安裝在機器人底盤底面；
[0008]所述機器人移動輪包括強磁輪、固定件、電機、固定銷、連接桿，所述固定件通過固定銷與電機固定連接，所述強磁輪上設有四個連接孔，所述固定件通過連接桿與連接孔連接，所述電機與機器人控制電路板連接。
[0009]進一步的是，所述強磁輪上設有橡膠輪胎。
[0010]進一步的是，所述強磁輪與橡膠輪胎之間填充防滑帶。
[0011 ]進一步的是，所述電機為直流有刷電機。
[0012]進一步的是，所述電源為鋰電池。
[0013]進一步的是，所述強力磁鐵的個數為四個。
[0014]進一步的是，其特征在于，所述機器人底盤底面還設有加速度傳感器、角速度傳感器、鼠標，所述加速度傳感器、角速度傳感器、鼠標均與機器人控制電路板連接，所述機器人控制電路板上還設有無線接收模塊。
[0015]進一步的是，所述鼠標位于底面正中心。
[0016]本實用新型的有益效果:本實用新型的一種新型爬壁機器人具有機械結構簡單、吸附穩定可靠、運動控制系統靈活、適用于鐵磁性材料壁面等特點。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0018]圖中所示:1-機器人底盤，2-強磁輪，3-固定件，4-電機，5-強力磁鐵。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對實用新型做進一步詳細的說明。
[0020]如圖1所示，本實用新型的一種新型爬壁機器人，包括機器人底盤1、機器人移動輪、機器人控制電路板、強力磁鐵5、電源，所述電源與機器人控制電路板連接;所述機器人底盤I底面的四個方位上均安裝機器人移動輪，所述機器人控制電路板、電源均安裝在機器人底盤I上表面，所述強力磁鐵5安裝在機器人底盤I底面;所述機器人移動輪包括強磁輪2、固定件3、電機4、固定銷、連接桿，所述固定件3通過固定銷與電機4固定連接，所述強磁輪2上設有四個連接孔，所述固定件3通過連接桿與連接孔連接，所述電機4與機器人控制電路板連接。
[0021 ]上述機器人底盤I為鋁板加工而成；強磁輪2為第三代永磁材料一一汝鐵硼，它具有體積小、重量輕和磁性強的特點，具有很高的性價比，在磁學界中被譽為磁王;強磁輪2為用強磁做成的輪子，可以保證強磁輪2與壁面始終接觸，也增大了強磁輪2與壁面的摩擦力；由于電機軸與強磁輪2都比較光滑，不便于固定，且強磁比較脆，難以實現過盈配合，所以增加了電機4與強磁的固定件3，將固定件3通過固定銷與電機4固定在一起，再在強磁輪2上打四個孔，與固定件3固定在一起，實現電機4與強磁輪2的固定。
[0022]為了進一步增大吸附力，在機器人底盤I底面上又增加了四個強力磁鐵5，最終的效果是在不加任何控制的情況下，機器人就能夠吸附在壁面上不下滑，當電機4運動時，便能夠帶動機器人在壁面上運動。
[0023]強磁輪2是由圓形強磁加工而成，強磁外部比較光滑，所以在強磁輪2外部套上了橡膠輪胎，強磁輪2與橡膠輪胎之間填充防滑帶，保證強磁與輪胎之間沒有相對滑動。
[0024]電機可以為有刷電機和無刷電機，優選的實施方式是，所述電機4為直流有刷電機。有刷電機是相對于無刷電機而言的，它通過電刷和換向器產生一個與定子磁場相吸引的旋轉磁場實現轉動，電機的轉速由輸入的直流電壓幅度決定，常用PWM技術來調節電機轉速。有刷電機啟動快，制動及時，可在大范圍內平滑的調節轉速，其控制電路也相對比較簡單。
[0025]為了盡量減少機器人重量，本論文選擇了航模鋰電池，其具有重量小，容量大，放電電流大的特點，因此優選的實施方式是，所述電源為鋰電池。
[0026]為了更方便控制機器人的移動，優選的實施方式是，所述機器人底盤I底面還設有加速度傳感器、角速度傳感器、鼠標，所述加速度傳感器、角速度傳感器、鼠標均與機器人控制電路板連接，所述機器人控制電路板上還設有無線接收模塊。所述鼠標位于底面正中心。這樣加速度傳感器、角速度傳感器、鼠標檢測到的數據反饋到機器人控制電路板，機器人控制電路板再控制電機4帶動機器人移動。
【主權項】
1.一種新型爬壁機器人，其特征在于，包括機器人底盤(I )、機器人移動輪、機器人控制電路板、強力磁鐵(5)、電源，所述電源與機器人控制電路板連接； 所述機器人底盤(I)底面的四個方位上均安裝機器人移動輪，所述機器人控制電路板、電源均安裝在機器人底盤(I)上表面，所述強力磁鐵(5)安裝在機器人底盤(I)底面； 所述機器人移動輪包括強磁輪(2)、固定件(3)、電機(4)、固定銷、連接桿，所述固定件(3)通過固定銷與電機(4)固定連接，所述強磁輪(2)上設有四個連接孔，所述固定件(3)通過連接桿與連接孔連接，所述電機(4)與機器人控制電路板連接。2.根據權利要求1所述的一種新型爬壁機器人，其特征在于，所述強磁輪(2)上設有橡膠輪胎。3.根據權利要求2所述的一種新型爬壁機器人，其特征在于，所述強磁輪(2)與橡膠輪胎之間填充防滑帶。4.根據權利要求3所述的一種新型爬壁機器人，其特征在于，所述電機(4)為直流有刷電機。5.根據權利要求4所述的一種新型爬壁機器人，其特征在于，所述電源為鋰電池。6.根據權利要求4所述的一種新型爬壁機器人，其特征在于，所述強力磁鐵(5)的個數為四個。7.根據權利要求1至6任一項所述的一種新型爬壁機器人，其特征在于，所述機器人底盤(I)底面還設有加速度傳感器、角速度傳感器、鼠標，所述加速度傳感器、角速度傳感器、鼠標均與機器人控制電路板連接，所述機器人控制電路板上還設有無線接收模塊。8.根據權利要求7所述的一種新型爬壁機器人，其特征在于，所述鼠標位于底面正中心。
【文檔編號】B62D57/024GK205524553SQ201620306948
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】胡澤, 陳昊, 靳濤, 蔡丹, 蔡一丹, 胡思洋
【申請人】西南石油大學