涵道风扇模块及爬墙机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种涵道风扇模块及爬墙机器人。


背景技术：

2.随着国民经济的持续快速发展，对基础设施的投入也越来越多，在此背景下，出现了大量的公路隧道，在隧道运营中，需要预防隧道的渗漏水、冻融、衬砌损伤等病害。在相关技术中，出现了一种爬墙检测机器人，包括多个旋转风扇，通过旋转风扇提供推力以使爬墙检测机器人保持悬浮，但随着旋转风扇的使用，旋转风扇在预设功率下所提供的实际推力与理论推力具有偏差，此时，旋转风扇难以在空中保持稳定的悬浮，进而影响爬墙机器人的正常工作。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本实用新型第一方面提供一种能够实时监测自身所提供的推力的涵道风扇模块。本实用新型第二方面提供一种具有上述涵道风扇模块的爬墙机器人。
4.根据本实用新型第一方面实施例提供的涵道风扇模块，包括安装架和风扇本体；风扇本体设于安装架上，风扇本体和安装架之间设有推力检测装置，推力检测装置用于检测风扇本体对安装架施加的推力。
5.本实用新型所述的涵道风扇模块至少具有以下有益效果：在安装架和风扇本体之间设有推力检测装置，推力检测装置能够检测风扇本体对安装架施加的推力，进而在涵道风扇模块安装于爬墙机器人的机器人本体上时，机器人本体上的控制装置能够接收推力检测装置获取的风扇本体输出的实际推力，而后控制装置能够将实际推力与风扇本体应输出的理论推力相对比，并根据对比结果及时调整风扇本体的输出功率，以使实际推力等于理论推力，进而使爬墙机器人能够正常悬浮。
6.根据本实用新型第一方面实施例所述的涵道风扇模块，推力检测装置包括压力传感器，风扇本体能够在自身的推力作用下，沿平行于风扇本体轴线的方向挤压压力传感器。
7.根据本实用新型第一方面实施例所述的涵道风扇模块，抵接部和连接件沿平行于风扇本体轴线的方向排布，且抵接部位于连接件靠近风扇本体的吸风口的一侧，压力传感器设于连接件和抵接部之间。
8.根据本实用新型第一方面实施例所述的涵道风扇模块，压力传感器包括第一穿插段、第二穿插段和用于检测压力的检测段，连接件上设有第一穿插孔，抵接部上设有第二穿插孔，第一穿插段可滑动地穿设于第一穿插孔内，第二穿插段可滑动地穿设于第二穿插孔内，检测段的横截面尺寸大于第一穿插孔和第二穿插孔两者中任一个的最大孔径。
9.根据本实用新型第一方面实施例所述的涵道风扇模块，风扇本体侧壁设有耳板，连接件与耳板连接。
10.根据本实用新型第一方面实施例所述的涵道风扇模块，安装架包括两个抵接结
构，风扇本体安装于两个抵接结构之间形成的安装区内，抵接结构部分向安装区凸出形成抵接部。
11.根据本实用新型第一方面实施例所述的涵道风扇模块，安装架还包括支撑结构，支撑结构与抵接结构连接，支撑结构与耳板抵接，以支撑风扇本体。
12.根据本实用新型第一方面实施例所述的涵道风扇模块，风扇本体包括涵道筒和设于涵道筒内的扇叶，耳板设于涵道筒的筒壁上，支撑结构上开设有避让通孔，涵道筒穿设于避让通孔内。
13.根据本实用新型第一方面实施例所述的涵道风扇模块，还包括连接架和舵机，连接架用于与爬墙机器人的机器人本体连接，舵机分别与安装架和连接架连接，舵机用于驱动安装架转动。
14.根据本实用新型第二方面实施例提供的爬墙机器人，包括本实用新型第一方面实施例的涵道风扇模块和机器人本体，机器人本体上设有控制装置和重力检测装置，重力检测装置用于检测爬墙机器人自身的重力，控制装置分别与风扇本体、推力检测装置和重力检测装置电连接。
15.根据本实用新型第二方面实施例的爬墙机器人，至少具有以下有益效果：推力检测装置能够检测风扇本体所输出的推力，并将检测的推力信息传输给控制装置，重力检测装置能够检测爬墙机器人自身的重力，并将检测的重力信息传输给控制装置，控制装置将测量的推力信息与测量的重力信息进行对比，并根据对比结果及时调整风扇本体的输出功率，以使风扇本体输出的推力等于爬墙机器人自身的重力，进而爬墙机器人能够稳定的在空中悬浮。
16.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；
18.图1为本实用新型一个实施例的涵道风扇模块的结构示意图；
19.图2为图1所示涵道风扇模块的局部爆炸示意图；
20.图3为图2所示涵道风扇模块的a处放大图。
21.附图标记：
22.安装架100；抵接结构110；抵接部111；第二穿插孔111a；第四连接通孔112；支撑结构120；第三连接通孔121；避让通孔122；安装板130；
23.风扇本体200；涵道筒201；扇叶202；连接件210；第一穿插孔211；第二连接通孔212；耳板220；第一连接通孔221；
24.推力检测装置300；压力传感器310；第一穿插段311；第二穿插段312；检测段313；
25.连接架400；舵机410。
具体实施方式
26.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本
实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
28.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
29.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
30.下面参考图1至图3对本实用新型的涵道风扇模块进行详细说明。
31.参照图1，根据本实用新型第一方面实施例的涵道风扇模块，包括安装架100和风扇本体200。
32.风扇本体200设于安装架100上，风扇本体200和安装架100之间设有推力检测装置300，推力检测装置300用于检测风扇本体200对安装架100施加的推力。
33.例如，如图1所示，风扇本体200安装在安装架100上，安装架100和风扇本体200之间设有推力检测装置300，风扇本体200的出风侧可以朝下。在风扇本体200工作时，风扇本体200朝下吹风，进而风扇本体200能够给安装架100施加一个向上的推力；当涵道风扇模块安装在机器人本体上时，安装架100能够与机器人本体连接，进而风扇本体200能够给机器人本体施加一个向上的推力，以使机器人本体保持悬浮。安装架100和风扇本体200之间的推力检测装置300能够检测风扇本体200给安装架100施加的推力，在涵道风扇模块安装于爬墙机器人的机器人本体上时，控制装置能够接收推力检测装置300获取的风扇本体200输出的实际推力，而后控制装置能够将实际推力与风扇本体200应输出的理论推力相对比，并根据对比结果调整风扇本体200的输出功率，以使实际推力等于理论推力，进而使爬墙机器人能够正常悬浮。
34.具体的，推力检测装置300包括压力传感器310，压力传感器310位于安装架100和风扇本体200之间，风扇本体200的轴线可以沿上下方向延伸，在风扇本体200工作时，风扇本体200向上移动至抵接压力传感器310，并对压力传感器310进行挤压，进而压力传感器310所测量的压力数值为风扇本体200向上所施加的推力数值。
35.在本实用新型的一些实施例中，风扇本体200上设有连接件210，安装架100上设有抵接部111，抵接部111和连接件210沿平行于风扇本体200轴线的方向排布，且抵接部111位于连接件210靠近风扇本体200的吸风口的一侧，压力传感器310设于连接件210和抵接部111之间。例如，如图2和图3所示，连接件210可以设于风扇本体200侧壁，且连接件210位于抵接部111下方，压力传感器310位于抵接部111和连接件210之间，且压力传感器310可以与连接件210抵接。在风扇本体200工作时，连接件210向上推动压力传感器310，以使压力传感器310与抵接部111相抵接，连接件210挤压压力传感器310，进而压力传感器310能够测量风
扇本体200对安装架100所施加的推力。
36.进一步的，压力传感器310包括第一穿插段311、第二穿插段312和用于检测压力的检测段313，连接件210上设有第一穿插孔211，抵接部111上设有第二穿插孔111a，第一穿插段311可滑动地穿设于第一穿插孔211内，第二穿插段312可滑动地穿设于第二穿插孔111a内，检测段313的横截面尺寸大于第一穿插孔211和第二穿插孔111a两者中任一个的最大孔径。例如，如图2和图3所示，压力传感器310包括有第一穿插段311、第二穿插段312和检测段313，第一穿插段311可以位于检测段313下方，第二穿插段312可以设于检测段313上方，在连接件210上设有第一穿插孔211，在抵接部111上设有第二穿插孔111a，第一穿插段311可滑动地穿设于第一穿插孔211内，第二穿插段312可滑动地穿设于第二穿插孔111a内，检测段313与连接件210相抵接。在风扇本体200工作时，风扇本体200能够带动连接件210向上移动，进而连接件210能够带动压力传感器310向上移动至与抵接段相抵接，此时检测段313分别与连接件210和抵接部111相抵接，检测段313能够测量连接件210与抵接部111之间的压力；同时，第一穿插孔211能够对第一穿插段311进行水平方向的限位，第二穿插孔111a能够对第二穿插段312进行水平方向的限位，进而连接件210和抵接部111均能够对压力传感器310进行水平方向的限位。
37.在本实用新型的一些实施例中，风扇本体200侧壁设有耳板220，连接件210与耳板220连接。例如，如图2和图3所示，在风扇本体200的侧壁上设有耳板220，耳板220上设有第一连接通孔221，连接件210上设有第二连接通孔212，第一螺纹连接件穿过第一连接通孔221并与第二连接通孔212螺纹连接。
38.进一步的，参考图3，为了实现连接件210与抵接部111之间垂直距离的可调，在耳板220上可以设有多个上下分布的第一连接通孔221，在连接件210上也可以设有多个上下分布的第二连接通孔212，进而工人能够选择不同组合的第一连接通孔221与第二连接通孔212，以调节连接件210相对于耳板220的高度，进而调节连接件210与抵接部111之间的垂直距离。
39.在本实用新型的一些实施例中，安装架100包括两个抵接结构110，风扇本体200安装于两个抵接结构110之间形成的安装区内，抵接结构110部分向安装区凸出形成抵接部111。例如，如图3所示，安装架100包括左右分布的两个抵接结构110和安装板130，两个抵接结构110可以分别安装在安装板130的左右两端，风扇本体200设于两个抵接结构110之间的安装区内，风扇本体200上可以设有左右两个耳板220，两个耳板220上分别连接有连接件210，两个抵接结构110上均向安装区凸出形成有抵接部111，抵接部111与连接件210一一对应，且每组对应的抵接部111与连接件210之间均设有压力传感器310。通过设置两组压力传感器310，减小了单个压力传感器310所测量的压力大小，延长了压力传感器310的使用寿命；同时，两组压力传感器310相互配合，提高了能够测量的最大压力的数值。
40.在本实用新型的一些实施例中，安装架100还包括支撑结构120，支撑结构120与抵接结构110连接，支撑结构120与耳板220抵接，以支撑风扇本体200。例如，如图2和图3所示，支撑结构120可以设于抵接结构110的下方，在支撑结构120上设有第三连接通孔121，在抵接结构110上设有第四连接通孔112，第三连接通孔121与第四连接通孔112通过第二螺纹连接件螺纹连接，从而实现支撑结构120与抵接结构110之间的可拆卸连接；耳板220的下端与支撑结构120相抵接，进而支撑结构120能够支撑风扇本体200。
41.进一步的，风扇本体200包括涵道筒201和设于涵道筒201内的扇叶202，耳板220设于涵道筒201的筒壁上，支撑结构120上开设有避让通孔122，涵道筒201穿设于避让通孔122内。例如，如图2所示，在支撑结构120上开设有避让通孔122，涵道筒201穿设于避让通孔122内。通过设置避让通孔122，能够防止支撑结构120堵塞风扇本体200的出风口；同时，避让通孔122的孔壁能够对涵道筒201的水平方向进行限位。
42.在本实用新型的一些实施例中，还包括连接架400和舵机410，连接架400用于与爬墙机器人的机器人本体连接，舵机410分别与安装架100和连接架400连接，舵机410用于驱动安装架100转动。例如，如图2所示，舵机410固定安装于安装架100上，舵机410的输出端与连接架400转动连接，连接架400用于与机器人本体连接。在舵机410的驱动下，舵机410能够带动安装架100相对于连接架400转动，进而风扇本体200能够相对于连接架400转动；在连接架400与机器人本体连接时，在舵机410的驱动下，风扇本体200能够相对于机器人本体转动，从而能够改变风扇本体200出风口的朝向，进而能够调节风扇本体200给机器人本体施加的推力的方向。
43.根据本实用新型第二方面实施例的爬墙机器人，包括本实用新型第一方面实施例的涵道风扇模块和机器人本体，机器人本体上设有控制装置和重力检测装置，重力检测装置用于检测爬墙机器人自身的重力，控制装置分别与风扇本体200、推力检测装置300和重力检测装置电连接。
44.在爬墙机器人工作时，推力检测装置300能够检测风扇本体200所输出的推力，并将检测的推力信息传输给控制装置，重力检测装置能够检测爬墙机器人自身的重力，并将检测的重力信息传输给控制装置，控制装置将测量的推力信息与测量的重力信息进行对比，若测量的推力小于测量的重力，控制装置则调节风扇本体200的功率增大，以使测量的推力增大至等于测量的重力；若测量的推力大于测量的重力，控制装置则调节风扇本体200的功率减小，以使测量的推力减小至等于测量的重力。通过设置检测装置和控制装置，使得爬墙机器人能够自动调节风扇本体200的输出功率，以使爬墙机器人处于悬浮状态，提高爬墙机器人工作的稳定性。
45.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。