一种大型金属立面越障爬壁机器人的制作方法
本发明涉及的是一种用于金属立面的机器人，具体是一种大型金属立面越障爬壁机器人。
背景技术：
目前国内外石化储罐及船舶等大型金属立面的除锈、喷漆、检测等维护施工作业对环境保护、人身安全及低成本高效率的要求日趋严格，因此越障爬壁机器人作为一种能够在金属立面吸附并移动的自动化设备，具有广泛的应用前景。
因永磁吸附具有吸附力稳定且较大的优点，应用于金属立面上的爬壁机器人多采用永磁铁作为主要吸附机构，虽然永磁铁能提供稳定且较大的吸附力，但不易于调节磁力，难以适应机器人的越障过程。市面上永磁式爬壁机器人多为轮式、履带式，轮式具有较高的移动速度及运动平稳性，履带式具有吸附力较强的特点，两者虽然都具备一定的曲面自适应能力，但不具备优良的越障性能。大部分永磁式爬壁机器人多通过机器人的结构设置实现刚性曲面自适应，一部分机器人通过铰链等方式实现其柔性曲面自适应，刚性难以适应复杂的曲面及障碍，柔性难以把控机器人内部弯曲角度，不适应大型金属立面的工作环境。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的不足之处，提供一种大型金属立面越障爬壁机器人，解决现有永磁爬壁机器人在大型金属立面作业时存在的一系列问题，该机器人既具有轮式移动机器人移动速度快、平稳性良好、转向灵活的优点，还具有足式移动机器人良好的地形通过性，即优秀的越障能力，能满足机器人在复杂环境下运动并作业的需求。
本发明是通过以下技术方案实现的，
一种大型金属立面越障爬壁机器人，其特征在于，该机器人包括多个车架模块、在每个车架模块上对称安装的轮足复合式驱动模块、用于连接相邻两个车架模块的车架连接模块、安装在每个车架模块上的复合式变磁力吸附模块及搭载高压水枪模块；
相邻两个车架模块相对面的底端均设置有车架下端橡胶，在相邻两个车架模块之间设置有两个结构相同的车架连接模块，
所述车架连接模块包括：连接壳体、上部橡胶、下部橡胶、半截式滚针轴承、连接件、固定塞，
所述连接壳体位于车架模块的相应位置上，连接壳体内部设置有用于安装连接件的空腔，所述连接件两端为圆柱形，两个圆柱形的侧面由长方体型横梁连接，圆柱形与长方体型横梁一体构成，在圆柱形的侧面上远离横梁的一端安装半截式滚针轴承，连接件与半截式滚针轴承相配合位于连接壳体内部空腔，半截式滚针轴承的外圈与连接壳体紧配合，连接件的圆柱形未包裹半截式滚针轴承的侧面与连接壳体的空腔壁接触；连接壳体内的空腔具有恰好容纳连接件与半截式滚针轴承装配后的圆柱形部分，在圆柱形部分的外侧为与连接件横梁形状相配合的矩形腔部分，矩形腔部分与连接件相接触的上下内表面上分别铺设有上部橡胶和下部橡胶，且连接件横梁与连接壳体的矩形腔部分的上下表面之间具有间隙，该间隙记为h，横梁伸入矩形腔部分的深度记为l；在靠近矩形腔部分且远离车架轴心的位置的连接壳体内设置固定塞安装腔，固定塞安装腔的大小能容纳连接件与半截式滚针轴承装配后的组件，固定塞的外表面通过螺钉与相应的车架模块相连。
所述轮足复合式驱动模块包括提升臂组件、支撑臂组件、驱动臂组件和行走轮；提升臂组件的一部分安装在车架模块上，另一部分与驱动臂组件的上部相连；支撑臂组件的一部分与车架模块相连，另一部分与驱动臂组件的下部相连，驱动臂组件的末端安装有行走轮；提升臂组件和支撑臂组件共同用于实现轮足复合式驱动模块的提升，驱动臂组件用于驱动行走轮行走；提升臂组件与支撑臂组件在驱动臂组件的两个安装位置之间的距离等于提升臂组件与支撑臂组件在车架模块上的两个安装位置之间的距离；
所述提升臂组件包括提升臂驱动电机、减速器和提升臂；提升臂驱动电机安装在车架模块上，提升臂驱动电机的输出轴与减速器的输入端相连，减速器的输出端通过键与提升臂的一端固连，减速器输出轴位置为提升臂上关节；提升臂的另一端通过第一连接轴铰接在驱动臂组件上部的铰支座上，提升臂与驱动臂组件上部的铰支座形成转动副，第一连接轴位置为提升臂下关节；
所述支撑臂组件包括支撑臂、第二连接轴和第三连接轴；支撑臂的一端通过第二连接轴铰接在待安装爬壁机器人的车架上，支撑臂与车架模块形成转动副，第二连接轴位置为支撑臂上关节；支撑臂的另一端通过第三连接轴铰接在驱动臂组件下部铰支座上，支撑臂与驱动臂组件下部铰支座形成转动副，第三连接轴位置为支撑臂下关节；
上述四个关节围合形成平行四边形结构。
在每个车架模块上安装一个复合式变磁力吸附模块，复合式变磁力吸附模块包括丝杠组件和吸附组件，所述的吸附组件位于车架模块底部的外侧，且正常行驶状态时，吸附组件距离车架底部有一段距离；丝杠组件位于车架模块内部，丝杠组件能驱动吸附组件上下移动。
所述的丝杠组件包括：丝杠电机、丝杠电机减速齿轮箱、丝杠电机制动器、丝杠电机法兰盘、a型带轮、皮带、b型带轮、b型带轮圆锥滚子轴承、丝杠螺母、丝杠螺母圆锥滚子轴承、螺钉、丝杠螺母定位架、丝杠；
其中，丝杠电机制动器、丝杠电机、丝杠电机减速齿轮箱依次连接，丝杠电机减速齿轮箱的输出端穿过丝杠电机法兰盘，且丝杠电机减速齿轮箱端部与丝杠电机法兰盘固定，且丝杠电机法兰盘的侧壁固定连接在车架模块上；在丝杠电机减速齿轮箱的输出端上安装a型带轮，a型带轮和b型带轮通过皮带连接传动；所述b型带轮的下端具有b型带轮下端凸台，在b型带轮下端凸台外圈套接b型带轮圆锥滚子轴承，b型带轮下端凸台与b型带轮圆锥滚子轴承的内圈相配合固定；所述丝杠穿过b型带轮，丝杠的下部与吸附组件固定；b型带轮圆锥滚子轴承的下端与车架模块底部相接触；
位于b型带轮上部的丝杠上安装丝杠螺母，所述丝杠螺母包括上部圆柱部分和下部支撑板，圆柱部分的上端具有丝杠螺母上端凸台，支撑板上具有丝杠螺母下端螺纹孔，b型带轮的上端与支撑板通过丝杠螺母下端螺纹孔、螺钉固连在一起；
在丝杠螺母上端凸台的上部安装丝杠螺母圆锥滚子轴承，丝杠螺母上端凸台和丝杠螺母圆锥滚子轴承内径相配合；在丝杠螺母、丝杠螺母圆锥滚子轴承、b型带轮圆锥滚子轴承及b型带轮外整体套装丝杠螺母定位架，丝杠螺母能相对丝杠螺母定位架转动；丝杠螺母定位架的下端与车架模块底面固定；
所述吸附组件包括：轭铁、偶数个一类永磁铁、一个二类永磁铁、两组电磁铁、导轨；所述轭铁下表面开有用于安装一类永磁铁、二类永磁铁及电磁铁的凹槽，轭铁中心开有连接丝杠下端螺纹的轭铁上端中心螺纹孔；所述二类永磁铁位于轭铁的中心位置，二类永磁铁中心开有用于容纳丝杠下端螺纹的孔；沿轭铁长度方向的两侧以二类磁铁为对称轴，对称布置一类永磁铁；沿轭铁宽度方向的两侧以二类永磁铁为轴，对称布置两组电磁铁；一类永磁铁、二类永磁铁及电磁铁的下表面等高；所述导轨下端固定安装在轭铁上表面，导轨与车架模块上的导轨座相配合。
所述的搭载高压水枪模块包括：驱动电机、水枪支撑臂、水枪座，驱动电机固定于位于中间的车架模块内部，水枪支撑臂直接插在驱动电机减速器的输出轴上，由输出轴的转动带动水枪支撑臂的转动，水枪座固定于水枪支撑臂上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过车架连接模块的设计，连接件与半截式滚针轴承相配合位于连接壳体内部，固定塞位于连接壳体内部，并通过螺钉与前车架模块相连，使得连接件具备一定的旋转能力，进而使机器人具备优秀的可控曲面自适应性能。机器人本体分为三部分(三个车架模块)，中间由可控转角的柔性连接件(车架连接模块)相连，使机器人具备极为优秀的曲面自适应性能。
2)本发明通过运用轮足式行走方式，改善了以往永磁式爬壁机器人的越障机理，轮足复合式驱动模块位于车架两侧，并未占用车架内部空间，这样直接降低了车架的高度，也就降低了整机的总体质心高度，可降低机器人的总体质心高度，提高其抗倾覆性，并增加机器人的越障高度，同时具有轮式移动机器人移动速度快、平稳性良好、转向灵活的优点。此外，轮足复合式驱动模块的越障只是在车架外围做旋转，不影响车架高度，也并未提升机器人质心。例如，本专利的机器人可越障高度为12cm，现有专利(201010289327.7)机器人(车轮位于车体正下方，在越障过程中，为满足一定的车体质心高度，车轮提升空间有限)可越障高度为6cm，而两者质心高度是接近的。
3)提供了一种可变磁力、可变磁场的磁吸附模块，改善了以往永磁式爬壁机器人的永磁吸附机理，使机器人在越障过程中，磁铁高度可随壁面障碍形状改变而改变，通过改善复合式变磁力吸附模块磁感线分布，即永磁铁-轭铁-永磁铁-轭铁-电磁铁的分布方式，增强了单位体积下磁铁的磁场强度，提高了机器人运行期间的稳定性及安全性。
附图说明
图1为本发明的总体结构三维示意图
图2为本发明的车架连接件模块安装在车架模块上的三维结构示意图
图3为本发明的连接壳体安装在车架上的三维示意图
图4为本发明的固定塞、半截式滚针轴承及连接件的装配结构示意图
图5为本发明车架连接件模块剖视结构示意图
图6为本发明连接件局部放大示意图
图7为本发明复合式变磁力吸附模块三维图
图8为本发明复合式变磁力吸附模块剖视图
图9为本发明复合式变磁力吸附模块仰视图
图10为本发明轮足复合式驱动模块三维图
图11为本发明的搭载高压水枪模块三维图
图12为本发明第一组车架越障过程正视图
图13为本发明第一组车架越障过程俯视图
图14为本发明第一组车架越障过程侧视图
图15为本发明的搭载高压水枪模块工作示意图
图16为本发明的总体结构运行于于凸面曲面示意图
图17为本发明的总体结构运行于于凹面曲面示意图
图18为本发明的总体结构越障过程示意图；
图中：1-车架模块，2-轮足复合式驱动模块，3-车架连接模块，4-复合式变磁力吸附模块，5-搭载高压水枪模块；
11-车架下端橡胶；
21-提升臂组件；22-支撑臂组件；23-驱动臂组件；24-行走轮；
211-提升臂驱动电机；212-减速器；213-提升臂；214-第一连接轴；
221-支撑臂；222-第二连接轴；223-第三连接轴；
23-驱动臂组件；231-驱动臂一部；232-驱动臂二部；233-驱动臂三部；234-驱动臂四部；235-行走驱动电机；236-直角减速器；
31-连接壳体，32-上部橡胶，33-下部橡胶，34-半截式滚针轴承，35-连接件，36-固定塞；
41-丝杠组件；4102-丝杠电机，4101-丝杠电机减速齿轮箱，4103-丝杠电机制动器，4104-丝杠电机法兰盘，4105-a型带轮，4106-皮带，4107-b型带轮，4108-b型带轮下端凸台，4109-b型带轮圆锥滚子轴承，4110-b型带轮圆锥滚子轴承下端，4111-丝杠螺母，4112-丝杠螺母上端凸台，4113-丝杠螺母下端螺纹孔，4114-丝杠螺母圆锥滚子轴承，4115-丝杠螺母圆锥滚子轴承上端，4116-螺钉，4117-丝杠螺母定位架，4118-丝杠螺母定位架上端，4119-丝杠螺母定位架支脚，4120-丝杠；
42-吸附组件；4201-丝杠下端螺纹，4202-轭铁上端中心螺纹孔，4203-轭铁，4204-一类永磁铁，4205-二类永磁铁，4206-电磁铁；
51-驱动电机，52-水枪支撑臂，53-水枪座。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
如图1至图11所示，本发明一种大型金属立面越障爬壁机器人包括：多个车架模块1、在每个车架模块上对称安装的轮足复合式驱动模块2、用于连接相邻两个车架模块的车架连接模块3、安装在每个车架模块上的复合式变磁力吸附模块4及搭载高压水枪模块5；
所述的车架模块的数量为三个，三个车架模块依次连接，从前至后分别命名为前车架模块模块、中车架模块模块、后车架模块模块，其中前车架模块、中车架模块、后车架模块之间由车架连接模块相连，相邻两个车架模块相对面的底端均设置有车架下端橡胶，前车架模块下端橡胶固定于前车架模块，中车架模块下端橡胶固定于中车架模块。布置车架下端橡胶，是为了防止壁面曲率稍大的时，机器人整体结构会产生弯曲，也就是三组车架模块此时会形成一个弧线，而此时相邻两组车架模块的下端可能会接触碰撞，而车架下端橡胶的作用就是防止相邻两组车架会直接碰撞，降低材料的疲劳强度以及增加使用寿命，在中间起到缓冲作用。
在相邻两个车架模块之间设置有两个结构相同的车架连接模块，三个车架模块共有四个车架连接模块，按照顺序依次命名为左前车架连接模块、右前车架连接模块、左后车架连接模块、右后车架连接模块，其中，左前车架连接模块、右前车架连接模块用于连接前车架模块与中车架模块，左后车架连接模块、右后车架连接模块用于连接中车架模块与后车架模块。
所述车架连接模块包括：连接壳体31、上部橡胶32、下部橡胶33、半截式滚针轴承34、连接件35、固定塞36，
所述连接壳体位于车架模块的相应位置上，连接壳体内部设置有用于安装连接件35的空腔，所述连接件35两端为圆柱形，两个圆柱形的侧面由长方体型横梁连接，圆柱形与长方体型横梁一体构成，在圆柱形的侧面上远离横梁的一端安装半截式滚针轴承34，连接件与半截式滚针轴承相配合位于连接壳体内部空腔，半截式滚针轴承的外圈与连接壳体紧配合，半截式滚针轴承的内圈与连接件的圆柱形紧配合，连接件的圆柱形未包裹半截式滚针轴承的侧面与连接壳体的空腔壁接触；连接壳体内的空腔具有恰好容纳连接件与半截式滚针轴承装配后的圆柱形部分，在圆柱形部分的外侧为与连接件横梁形状相配合的矩形腔部分，矩形腔部分与连接件相接触的上下内表面上分别铺设有上部橡胶32和下部橡胶33，且连接件横梁与连接壳体的矩形腔部分的上下表面之间具有间隙，该间隙记为h；在靠近矩形腔部分且远离车架轴心的位置的连接壳体内设置固定塞安装腔，固定塞安装腔的大小能容纳连接件与半截式滚针轴承装配后的组件，装配时，装配好的组件由固定塞安装腔伸入，然后平移塞入连接壳体的圆柱形腔部分和矩形腔部分内，最后固定塞36伸入到连接壳体内的固定塞安装腔内，固定塞的外表面通过螺钉与相应的车架模块相连，固定塞主要起到限位作用，即把滚针轴承与连接件安装进去后，再把固定塞固定在车架上，限制连接件左右方向的自由度，使得连接件只能相对于不动的车架旋转；
车架模块和连接壳体整体采用铝材料制成，而连接件采用钢材料制成，因此在连接件旋转的过程中，达到一定角度会与车架上的连接壳体相接触，连接件与连接壳体形成线接触，被连接壳体上的矩形腔部分的上下内表面卡住连接件，限制了连接件的转动角度，矩形腔部分的上部橡胶32和下部橡胶33的作用是，固定在连接壳体上与连接件相接触的部位，不让两组刚性材料有直接接触，作为缓冲。
当机器人处在曲面之上时，由于磁吸附力的存在，使左前车架连接模块、右前车架连接模块、左后车架连接模块、右后车架连接模块内连接件相对车架模块可做一定旋转，以保证机器人与壁面的贴合。每两个相邻车架模块间设置两个车体连接模块，以控制其左右平衡，防止车架左右倾斜。通过控制连接件插入连接壳体深度l(即横梁伸入矩形腔部分的深度)与连接件距连接壳体上下距离h可以控制连接件最大旋转角度，为
所述轮足复合式驱动模块有六个，六个轮足复合式驱动模块分三组对称固定在相应的车架模块的左右两侧，分别命名为左前轮足复合式驱动模块、右前轮足复合式驱动模块、左中轮足复合式驱动模块、右中轮足复合式驱动模块、左后轮足复合式驱动模块、右后轮足复合式驱动模块；其中，左前轮足复合式驱动模块、右前轮足复合式驱动模块与前车架模块相连，左中轮足复合式驱动模块、右中轮足复合式驱动模块与中车架模块相连，左后轮足复合式驱动模块、右后轮足复合式驱动模块与后车架模块相连。机器人于无障碍壁面正常行驶时，各个轮足复合式驱动模块均处于下降位姿，机器人通过障碍时，相应越障车架上的两组轮足复合式驱动模块可以提升10～12cm的距离以通过障碍，而此时另外两个车架上的四个轮足复合式驱动模继续保持原来位姿以保证机器人的正常行驶。
所述轮足复合式驱动模块包括提升臂组件21、支撑臂组件22、驱动臂组件23和行走轮24；提升臂组件21的一部分安装在车架模块1上，另一部分与驱动臂组件23的上部相连；支撑臂组件22的一部分与车架模块1相连，另一部分与驱动臂组件23的下部相连，驱动臂组件23的末端安装有行走轮24；提升臂组件21和支撑臂组件22共同用于实现轮足复合式驱动模块的提升，驱动臂组件23用于驱动行走轮24行走；提升臂组件与支撑臂组件在驱动臂组件的两个安装位置之间的距离等于提升臂组件与支撑臂组件在车架模块上的两个安装位置之间的距离；
所述提升臂组件21包括提升臂驱动电机211、减速器212和提升臂213；提升臂驱动电机211安装在车架模块1上，提升臂驱动电机211的输出轴与减速器212的输入端相连，减速器212的输出端通过键与提升臂213的一端固连，减速器输出轴位置为提升臂213上关节；提升臂213的另一端通过第一连接轴214铰接在驱动臂组件上部的铰支座上，提升臂213与驱动臂组件上部的铰支座形成转动副，第一连接轴位置为提升臂213下关节；
所述支撑臂组件22包括支撑臂221、第二连接轴222和第三连接轴223；支撑臂221的一端通过第二连接轴222铰接在待安装爬壁机器人的车架1上，支撑臂221与车架模块1形成转动副，第二连接轴位置为支撑臂221上关节；支撑臂221的另一端通过第三连接轴223铰接在驱动臂组件下部铰支座2321上，支撑臂221与驱动臂组件下部铰支座形成转动副，第三连接轴位置为支撑臂221下关节；
上述四个关节围合形成平行四边形结构。
所述驱动臂组件23包括驱动臂一部231、驱动臂二部232、驱动臂三部233、驱动臂四部234、行走驱动电机235和直角减速器236；所述行走驱动电机235安装在驱动臂一部231内，行走驱动电机235竖直安装，且行走驱动电机的输出轴上安装有直角减速器236；直角减速器236的输出端上安装有行走轮24，直角减速器236和驱动臂一部之间通过能包裹直角减速器的安装架连接在一起，安装架由驱动臂二部232、驱动臂三部233、驱动臂四部234构成。
在每个车架模块上安装一个复合式变磁力吸附模块，共有三个复合式变磁力吸附模块，依次命名为前复合式变磁力吸附模块、中复合式变磁力吸附模块、后复合式变磁力吸附模块，其中，前复合式变磁力吸附模块连接于前车架模块，中复合式变磁力吸附模块连接于中车架模块，后复合式变磁力吸附模块连接于后车架模块，为机器人提供爬壁所需吸附力。当机器人于无障碍壁面正常行驶时，各个复合式变磁力吸附模块均处于下降位姿，与壁面距离较近，以提供机器人附着于壁面的吸附力，机器人通过障碍时，相应越障车架上的一组复合式变磁力吸附模块，可以通过电磁铁反向充磁功能的配合，并通过模块内部的丝杠组件，带动吸附组件提升10～12cm的距离以通过障碍，此时其余车架上的两组复合式变磁力吸附模块中的电磁铁正向充磁，继续满足机器人附着于壁面的吸附力。
复合式变磁力吸附模块包括丝杠组件41和吸附组件42，所述的丝杠组件41包括：丝杠电机4102、丝杠电机减速齿轮箱4101、丝杠电机制动器4103、丝杠电机法兰盘4104、a型带轮4105、皮带4106、b型带轮4107、b型带轮圆锥滚子轴承4109、丝杠螺母4111、丝杠螺母圆锥滚子轴承4114、螺钉4116、丝杠螺母定位架4117、丝杠4120。
其中，丝杠电机制动器4103、丝杠电机4102、丝杠电机减速齿轮箱4101依次连接，丝杠电机减速齿轮箱4101的输出端穿过丝杠电机法兰盘4104，且丝杠电机减速齿轮箱4101端部与丝杠电机法兰盘固定，且丝杠电机法兰盘的侧壁固定连接在车架模块上，并由螺钉固定；在丝杠电机减速齿轮箱4101的输出端上安装a型带轮4105，a型带轮4105和b型带轮4107通过皮带4106连接传动；a型带轮4105与丝杠电机减速齿轮箱4101输出轴通过键配合连接，为皮带传动提供动力，皮带一端连接于a型带轮4105上，起传动作用。
所述b型带轮4107的下端具有b型带轮下端凸台4108，在b型带轮下端凸台4108外圈套接b型带轮圆锥滚子轴承4109，b型带轮下端凸台4108与b型带轮圆锥滚子轴承4109的内圈相配合固定；所述丝杠4120穿过b型带轮4107，丝杠的下部与吸附组件42固定；b型带轮圆锥滚子轴承4109的下端与车架模块底部上表面相接触；
位于b型带轮4107上部的丝杠上安装丝杠螺母4111，所述丝杠螺母包括上部圆柱部分和下部支撑板，圆柱部分的上端具有丝杠螺母上端凸台4112，支撑板上具有丝杠螺母下端螺纹孔4113，b型带轮的上端与支撑板通过丝杠螺母下端螺纹孔4113、螺钉固连在一起，保证了b型带轮与丝杠螺母周向运动的一致性；
在丝杠螺母上端凸台4112的上部安装丝杠螺母圆锥滚子轴承4114，丝杠螺母上端凸台和丝杠螺母圆锥滚子轴承内径相配合；在丝杠螺母、丝杠螺母圆锥滚子轴承、b型带轮圆锥滚子轴承4109及b型带轮外整体套装丝杠螺母定位架4117，丝杠与丝杠螺母定位架4117相邻的上下端部分别通过丝杠螺母圆锥滚子轴承上端4115和b型带轮圆锥滚子轴承4109固定在一起，丝杠螺母能相对丝杠螺母定位架转动，且丝杠螺母定位架内部空间仅能容纳丝杠螺母及b型带轮、b型带轮圆锥滚子轴承、丝杠螺母圆锥滚子轴承组装后的部件大小；丝杠螺母定位架的下端与车架模块底面固定；
所述丝杠螺母定位架4117的丝杠螺母定位架上端4118开有丝杠穿过的圆孔，丝杠螺母定位架4117的下部具有丝杠螺母定位架支脚4119，丝杠螺母定位架4117内部容纳b型带轮，丝杠螺母定位架4117的内壁与丝杠螺母圆锥滚子轴承外径配合，丝杠螺母定位架上端与丝杠螺母圆锥滚子轴承上表面接触，即丝杠螺母定位架上端压在丝杠螺母圆锥滚子轴承上表面上，下端与车架相接触，并通过螺钉与车架固定。
所述的吸附组件42位于车架模块底部的外侧，且正常行驶状态时，吸附组件距离车架底部有一段距离；吸附组件42包括：轭铁4203、十个一类永磁铁4204、一个二类永磁铁4205、两组电磁铁4206、导轨4207；所述轭铁下表面开有用于安装一类永磁铁4204、二类永磁铁4205及电磁铁的凹槽，轭铁中心开有连接丝杠下端螺纹的轭铁上端中心螺纹孔4202；所述二类永磁铁位于轭铁的中心位置，二类永磁铁中心开有用于容纳丝杠下端螺纹4201的孔；沿轭铁长度方向的两侧以二类磁铁为对称轴，对称布置十个一类永磁铁；沿轭铁宽度方向的两侧以二类永磁铁为轴，对称布置两组电磁铁，电磁铁通过其自带中心螺纹孔与轭铁上相应的固定螺杆连接实现固连；一类永磁铁4204、二类永磁铁4205及电磁铁的下表面等高；所述导轨下端固定安装在轭铁上表面，导轨通过与车架模块上的导轨座相配合，以确保导轨运动方向的确定，进而确保吸附组件的精确运动方向，实现沿导轨座的上下移动。
其中，丝杠下端与轭铁上端螺纹连接，使吸附组件与丝杠组件形成一个整体，十个一类永磁铁与一个二类磁铁材料性质属性完全相同，尺寸不同，且附着于轭铁上，为机器人提供主要吸附力，两组电磁铁4206通过电磁铁中心螺纹孔与轭铁4203上的固定螺杆相配合形成固连，为机器人提供辅助吸附力。
所述的轭铁为高导磁材料制成，一类、二类永磁铁为钕铁硼材料制成，磁化方向为竖直方向。单个一类永磁铁尺寸为30*25*30(mm)，二类永磁铁尺寸为60*50*30(mm)，电磁铁半径为25mm高为27mm。两类永磁铁的同名磁极均朝向下或均朝向上。
所述的搭载高压水枪模块包括：驱动电机51、水枪支撑臂52、水枪座53。其中，驱动电机51固定于中车架模块内部，水枪支撑臂52直接插在驱动电机51减速器的输出轴上，由输出轴的转动带动水枪支撑臂52的转动，水枪座53固定于水枪支撑臂上，水枪座上安装水枪，水枪为机器人提供除锈功能。高压水枪模块如果安装在第一组车架会导致力臂过长，水枪工作时压力大容易使车身倾覆，如果安装在第三组会导致水枪支撑臂52也就是水枪臂过长，质量变大，安装在中间最为合适。
如图15所示，搭载高压水枪模块运行时，搭载高压水枪模块中的驱动电机51驱动水枪支撑臂52左右摆动，带动水枪座53及水枪摆动，提供除锈功能。
如图16和图17所示，机器人位于曲面时，左前车架连接模块、右前车架连接模块、左后车架连接模块、右后车架连接模块相对于前中后三组车架模块均有一定量的旋转，以满足机器人曲面自适应性能。
如图18所示，为机器人越障全过程。越障爬壁机器人运行原理为：
正常工作行驶时，左前轮足复合式驱动模块、右前轮足复合式驱动模块、左中轮足复合式驱动模块、右中轮足复合式驱动模块、左后轮足复合式驱动模块、右后轮足复合式驱动模块均处于下降位姿，为机器人提供行走所需动力，同时复合式变磁力吸附模块均处于下降位姿，以保证前复合式变磁力吸附模块、中复合式变磁力吸附模块、后复合式变磁力吸附模块与壁面均为近距离接触，为机器人提供足够的壁面吸附力，搭载高压水枪模块中的驱动电机驱动水枪支撑臂左右摆动，带动水枪座及水枪摆动，提供除锈功能，车辆转弯时，通过左、右两列轮足复合式驱动模块差速运动，使机器人转向。
当机器人遇到障碍时，左前轮足复合式驱动模块、右前轮足复合式驱动模块通过提升驱动电机提升，前复合式变磁力吸附模块通过自身吸附组件中电磁铁反向充磁的辅助下，内部丝杠组件提升吸附模块，此时左前轮足复合式驱动模块、右前轮足复合式驱动模块、前复合式变磁力吸附模块三者与壁面间距离达到10cm，使前车架模块及其附着模块通过障碍，左中轮足复合式驱动模块、右中轮足复合式驱动模块、左后轮足复合式驱动模块、右后轮足复合式驱动模块仍处于下降位姿，为机器人提供行走所需动力，中复合式变磁力吸附模块、后复合式变磁力吸附模块仍处于下降位姿，以保证中复合式变磁力吸附模块、后复合式变磁力吸附模块与壁面仍为近距离接触，为机器人提供足够的壁面吸附力，搭载高压水枪模块中的驱动电机制动，水枪臂停止摆动，水枪停止工作。前车架模块及其附着模块具备足够高度以通过障碍后，左前轮足复合式驱动模块、右前轮足复合式驱动模块、前复合式变磁力吸附模块下降回原位姿，左中轮足复合式驱动模块、右中轮足复合式驱动模块、中复合式变磁力吸附模块抬起至指定高度，使中车架模块及其附着模块具备足够高度以通过障碍，左前轮足复合式驱动模块、右前轮足复合式驱动模块、左后轮足复合式驱动模块、右后轮足复合式驱动模块处于下降位姿，为机器人提供行走所需动力，前复合式变磁力吸附模块、后复合式变磁力吸附模块处于下降位姿，以保证前复合式变磁力吸附模块、后复合式变磁力吸附模块与壁面仍为近距离接触，为机器人提供足够的壁面吸附力。中车架模块及其附着模块具备足够高度以通过障碍后，左中轮足复合式驱动模块、右中轮足复合式驱动模块、中复合式变磁力吸附模块下降回原位姿，左后轮足复合式驱动模块、右后轮足复合式驱动模块、后复合式变磁力吸附模块抬起至指定高度，使后车架模块及其附着模块具备足够高度以通过障碍，左前轮足复合式驱动模块、右前轮足复合式驱动模块、左中轮足复合式驱动模块、右中轮足复合式驱动模块处于下降位姿，为机器人提供行走所需动力，前复合式变磁力吸附模块、中复合式变磁力吸附模块处于下降位姿，以保证前复合式变磁力吸附模块、中复合式变磁力吸附模块与壁面仍为近距离接触，为机器人提供足够的壁面吸附力。后车架模块及其附着模块具备足够高度以通过障碍后，左后轮足复合式驱动模块、右后轮足复合式驱动模块、后复合式变磁力吸附模块下降回原位姿，左前轮足复合式驱动模块、右前轮足复合式驱动模块、左中轮足复合式驱动模块、右中轮足复合式驱动模块、左后轮足复合式驱动模块、右后轮足复合式驱动模块均处于下降位姿，为机器人提供行走所需动力，同时复合式变磁力吸附模块、中复合式变磁力吸附模块、后复合式变磁力吸附模块均处于下降位姿，以保证前复合式变磁力吸附模块、中复合式变磁力吸附模块、后复合式变磁力吸附模块与壁面均为近距离接触，为机器人提供足够的壁面吸附力，搭载高压水枪模块中的驱动电机继续驱动水枪支撑臂左右摆动，带动水枪座及水枪摆动，提供除锈功能。
越障爬壁机器人曲面自适应原理为：当壁面无曲率变化时，左前车架连接模块、右前车架连接模块、左后车架连接模块、右后车架连接模块与车架保持垂直不变(因为如果在平面壁面，每个行走轮与壁面接触，而每组轮足复合式驱动模块是相同位姿，都是相对壁面立着的，所以就导致每个车架相对于壁面的高度是一定的，都平行于壁面，也就使车架连接模块都垂直于车架侧面)，当机器人处在曲面之上时，由于磁吸附力的存在，使左前车架连接模块、右前车架连接模块、左后车架连接模块、右后车架连接模块内连接件相对车架模块可做一定旋转，以保证机器人与壁面的贴合。每两组车架模块间设置两组车架连接模块，以控制其左右平衡，防止车架左右倾斜。通过控制连接件插入连接壳体深度l与连接件上下表面距连接壳体矩形腔上下内表面距离h可以控制连接件最大旋转角度，为
越障爬壁机器人复合式变磁力吸附模块的运行原理为：机器人正常行驶过程中，丝杠组件处于制动状态，吸附组件处于下降状态，与壁面间隙较小，为机器人提供可靠的壁面吸附力。当机器人遇到障碍时，相应车架上的丝杠组件开始运行，丝杠电机带动a型带轮旋转，带动皮带运行，进而带动b型带轮旋转，由于b型带轮与丝杠螺母周向运动相对固定，丝杠螺母进行同样的旋转运动，由于丝杠螺母轴向方向运动已被固定，因此带动丝杠提升，又由丝杠带动吸附组件进行一定高度的提升后，丝杠电机制动，与此同时丝杠所带动的吸附组件被带动的吸附组件内部电磁铁反向充磁，抵消一部分一类、二类永磁铁相对于壁面的吸附力，没有被带动的吸附组件内部电磁铁正向充磁，以确保机器人运行期间所需壁面吸附力，多组吸附模块相互配合使用。当一组吸附模块对应的车架通过障碍后，丝杠电机反向运行，带动吸附组件下降至指定高度，电磁铁停止运行，完成本组车架的越障过程。
本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。
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