磁吸附行走装置及磁吸附爬壁机器人的制作方法

本发明属于履带式磁吸附机器人领域，尤其涉及磁吸附行走装置及磁吸附爬壁机器人。

背景技术：

1、磁吸附爬壁机器人属于特种机器人，多用于恶劣、危险、极限工况下，在导磁壁面上进行如探测、检修、焊接、或打磨等特定作业。目前，磁吸附机器人已在核工业、石化工业、建筑工业、消防部门、造船业等以钢结构为主的生产施工中得到广泛的应用。磁吸附爬壁机器人在工程应用时需要解决吸附、驱动、转向、越障、适应小曲率曲面、工作部件负载乃至自动控制等一系列问题，目前，人们针对上述问题不断对爬壁机器人做优化。

2、现有技术中的一些磁吸附履带爬壁机器人，在使用时，由于履带上设置的永磁铁在与导磁壁面接触后均与导磁壁面间产生磁力，虽可以实现爬壁功能，但是由于磁力增加了履带与导磁壁面间的摩擦，使得爬壁机器人转弯时的摩擦阻力较大，尤其是当爬壁机器人工作的载重负荷较小时，若干磁铁与导磁壁面间产生的强大磁力将导致爬壁机器人行走、转弯时驱动力的无意义浪费。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供履带式磁吸附机器人，以解决上述问题，达到可根据爬壁机器人的载重情况调整爬壁机器人与导磁壁面间的磁力大小，在确保爬壁机器人不会从导磁壁面上掉落的前提下，减小爬壁机器人驱动组件负载的目的。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：磁吸附行走装置，包括：

3、车体，所述车体的两侧分别设置有行走组件；

4、所述行走组件包括转动连接在所述车体一端的主动轮组和转动连接在所述车体另一端的从动轮组，所述主动轮组与所述从动轮组之间绕接有两组链条，两组所述链条上固定连接有若干磁吸附组件，所述主动轮组和所述从动轮组之间设置有磁吸力切换组件，所述主动轮组与所述车体之间设置有驱动组件；

5、所述磁吸力切换组件包括设置在所述主动轮组内的切换机构和设置在所述从动轮组内的复位机构，使用时，所述切换机构可使与导磁壁面接触的若干所述磁吸附组件均与导磁壁面存在较强磁力或切换为与导磁壁面接触的若干磁吸附组件与导磁壁面之间的磁力呈强-弱-强-弱的规律分布。

6、优选的，所述主动轮组包括与驱动组件传动连接的第二主动链轮和与所述第二主动链轮同轴线固定连接的第一主动链轮，所述切换机构设置在所述第一主动链轮和所述第二主动链轮之间。

7、优选的，所述切换机构包括固定连接在所述第一主动链轮和所述第二主动链轮之间的切换壳，所述切换壳的侧壁上等间距固定连接有若干固定顶块，所述切换壳的侧壁上等间距开设有若干滑槽，若干所述滑槽沿所述切换壳的径向设置，且若干所述滑槽与若干所述固定顶块间隔排列，若干所述滑槽内分别滑动连接有可动顶块，所述可动顶块与所述切换壳之间设置有顶出件，所述顶出件使若干所述可动顶块突出切换壳时，与导磁壁面接触的若干所述磁吸附组件均与导磁壁面存在较强磁力，所述顶出件使若干所述可动顶块缩回所述切换壳时，与导磁壁面接触的若干所述磁吸附组件与导磁壁面之间的磁力呈强-弱-强-弱的规律分布。

8、优选的，所述顶出件包括同轴线转动连接在所述切换壳内的转动套，所述转动套的侧壁上等间距固定连接有若干推动块，若干所述推动块用于向外推动若干所述可动顶块，所述转动套与所述第一主动链轮之间设置有切换件，所述可动顶块的侧壁上固定连接有第二固定块，所述第二固定块靠近所述切换壳外侧壁的一端与所述切换壳之间抵接有第四弹簧。

9、优选的，所述切换件包括开设在所述第一主动链轮侧壁上的切换槽和滑动连接在所述转动套上的拨块，所述拨块与所述转动套之间抵接有第三弹簧，所述拨块贯穿所述切换槽，通过所述拨块在所述切换槽内的滑动，可控制所述转动套的转动角度。

10、优选的，所述磁吸附组件包括固定连接在两组所述链条之间的连接板，所述连接板与所述链条垂直设置，所述连接板上固定嵌设有永磁铁盒体，所述永磁铁盒体内沿与所述链条的连接面相垂直的方向滑动连接有永磁铁，所述永磁铁靠近所述连接板的一侧固定连接有连接块，所述连接块与所述固定顶块或所述可动顶块对应设置，所述连接块与所述永磁铁盒体之间设置有锁止件，所述永磁铁的侧壁上固定连接有第一固定块，所述第一固定块远离所述连接板的一侧与所述永磁铁盒体之间抵接有第二弹簧。

11、优选的，所述锁止件包括滑动连接在所述永磁铁盒体内的滑动块，所述滑动块靠近所述连接块的一侧固定连接有凸块，所述滑动块远离所述连接块的一侧与所述永磁铁盒体之间抵接有第一弹簧，所述连接块的侧壁上开设有凹槽，所述凹槽与所述凸块对应设置，所述滑动块靠近所述连接板的一侧开设有楔形槽，所述永磁铁盒体靠近所述链条的一侧滑动连接有楔形块，所述楔形块与所述楔形槽对应设置，所述复位机构可通过推动所述楔形块控制所述滑动块移动。

12、优选的，所述从动轮组包括转动连接在所述车体上的第二从动链轮和与所述第二从动链轮同轴线固定连接的第一从动链轮，所述复位机构设置在所述第一从动链轮和所述第二从动链轮之间。

13、优选的，所述复位机构包括固定连接在所述第一从动链轮和所述第二从动链轮之间的连接壳，所述连接壳的侧壁上等间距固定连接有若干复位顶块，若干所述复位顶块与若干所述楔形块对应设置。

14、本发明还提供磁吸附爬壁机器人，包括所述的磁吸附行走装置。

15、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：磁吸附组件的主要作用是通过磁吸使车体可固定在导磁壁面上而不至于掉落；驱动组件的主要作用是通过驱动主动轮组转动来使车体行进；切换机构的主要作用是改变若干磁吸附组件的状态，使若干磁吸附组件在接触导磁壁面后均能与导磁壁面之间产生较强磁力或使与导磁壁面相接触的磁吸附组件的磁力强弱交替排列，呈“强-弱-强-弱”的规律排列；复位机构的主要作用是将脱离导磁壁面的磁吸附组件复位到弱磁吸力的状态。整体上，本发明可根据爬壁机器人的载重情况调整爬壁机器人与导磁壁面间的磁力大小，在确保爬壁机器人不会从导磁壁面上掉落的前提下，减小爬壁机器人行走、转弯过程中的阻力，降低驱动组件的负载。

技术特征：

1.磁吸附行走装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁吸附行走装置，其特征在于：所述主动轮组(3)包括与驱动组件传动连接的第二主动链轮(11)和与所述第二主动链轮(11)同轴线固定连接的第一主动链轮(10)，所述切换机构设置在所述第一主动链轮(10)和所述第二主动链轮(11)之间。

3.根据权利要求2所述的磁吸附行走装置，其特征在于：所述切换机构包括固定连接在所述第一主动链轮(10)和所述第二主动链轮(11)之间的切换壳(12)，所述切换壳(12)的侧壁上等间距固定连接有若干固定顶块(13)，所述切换壳(12)的侧壁上等间距开设有若干滑槽(20)，若干所述滑槽(20)沿所述切换壳(12)的径向设置，且若干所述滑槽(20)与若干所述固定顶块(13)间隔排列，若干所述滑槽(20)内分别滑动连接有可动顶块(14)，所述可动顶块(14)与所述切换壳(12)之间设置有顶出件，所述顶出件使若干所述可动顶块(14)突出切换壳(12)时，与导磁壁面接触的若干所述磁吸附组件均与导磁壁面存在较强磁力，所述顶出件使若干所述可动顶块(14)缩回所述切换壳(12)时，与导磁壁面接触的若干所述磁吸附组件与导磁壁面之间的磁力呈强-弱-强-弱的规律分布。

4.根据权利要求3所述的磁吸附行走装置，其特征在于：所述顶出件包括同轴线转动连接在所述切换壳(12)内的转动套(22)，所述转动套(22)的侧壁上等间距固定连接有若干推动块(21)，若干所述推动块(21)用于向外推动若干所述可动顶块(14)，所述转动套(22)与所述第一主动链轮(10)之间设置有切换件，所述可动顶块(14)的侧壁上固定连接有第二固定块(23)，所述第二固定块(23)靠近所述切换壳(12)外侧壁的一端与所述切换壳(12)之间抵接有第四弹簧(24)。

5.根据权利要求4所述的磁吸附行走装置，其特征在于：所述切换件包括开设在所述第一主动链轮(10)侧壁上的切换槽(36)和滑动连接在所述转动套(22)上的拨块(35)，所述拨块(35)与所述转动套(22)之间抵接有第三弹簧(37)，所述拨块(35)贯穿所述切换槽(36)，通过所述拨块(35)在所述切换槽(36)内的滑动，可控制所述转动套(22)的转动角度。

6.根据权利要求3所述的磁吸附行走装置，其特征在于：所述磁吸附组件包括固定连接在两组所述链条(7)之间的连接板(6)，所述连接板(6)与所述链条(7)垂直设置，所述连接板(6)上固定嵌设有永磁铁盒体(4)，所述永磁铁盒体(4)内沿与所述链条(7)的连接面相垂直的方向滑动连接有永磁铁(25)，所述永磁铁(25)靠近所述连接板(6)的一侧固定连接有连接块(26)，所述连接块(26)与所述固定顶块(13)或所述可动顶块(14)对应设置，所述连接块(26)与所述永磁铁盒体(4)之间设置有锁止件，所述永磁铁(25)的侧壁上固定连接有第一固定块(34)，所述第一固定块(34)远离所述连接板(6)的一侧与所述永磁铁盒体(4)之间抵接有第二弹簧(33)。

7.根据权利要求6所述的磁吸附行走装置，其特征在于：所述锁止件包括滑动连接在所述永磁铁盒体(4)内的滑动块(29)，所述滑动块(29)靠近所述连接块(26)的一侧固定连接有凸块(28)，所述滑动块(29)远离所述连接块(26)的一侧与所述永磁铁盒体(4)之间抵接有第一弹簧(32)，所述连接块(26)的侧壁上开设有凹槽(27)，所述凹槽(27)与所述凸块(28)对应设置，所述滑动块(29)靠近所述连接板(6)的一侧开设有楔形槽(30)，所述永磁铁盒体(4)靠近所述链条(7)的一侧滑动连接有楔形块(31)，所述楔形块(31)与所述楔形槽(30)对应设置，所述复位机构可通过推动所述楔形块(31)控制所述滑动块(29)移动。

8.根据权利要求7所述的磁吸附行走装置，其特征在于：所述从动轮组(2)包括转动连接在所述车体(1)上的第二从动链轮(16)和与所述第二从动链轮(16)同轴线固定连接的第一从动链轮(15)，所述复位机构设置在所述第一从动链轮(15)和所述第二从动链轮(16)之间。

9.根据权利要求8所述的磁吸附行走装置，其特征在于：所述复位机构包括固定连接在所述第一从动链轮(15)和所述第二从动链轮(16)之间的连接壳(17)，所述连接壳(17)的侧壁上等间距固定连接有若干复位顶块(18)，若干所述复位顶块(18)与若干所述楔形块(31)对应设置。

10.磁吸附爬壁机器人，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的磁吸附行走装置。

技术总结
本发明属于履带式磁吸附机器人领域，提供磁吸附行走装置及磁吸附爬壁机器人,包括车体，车体的两侧分别设置有行走组件；行走组件包括转动连接在车体一端的主动轮组和转动连接在车体另一端的从动轮组，主动轮组与从动轮组之间绕接有两组链条，两组链条上固定连接有若干磁吸附组件，主动轮组和从动轮组之间设置有磁吸力切换组件；磁吸力切换组件包括设置在主动轮组内的切换机构和设置在从动轮组内的复位机构，使用时，切换机构可使与导磁壁面接触的若干磁吸附组件均与导磁壁面存在较强磁力或切换为与导磁壁面接触的若干磁吸附组件与导磁壁面之间的磁力呈交替分布。本发明在确保爬壁机器人磁吸稳定的前提下，可降低爬壁机器人的行驶阻力。

技术研发人员：张欣,叶家言,牛帅,孟令民
受保护的技术使用者：青岛市特种设备检验研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24