CN110371210B - 一种磁力机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种磁力机器人。磁力机器人包括：车体组件；若干摆动结构，与所述车体组件连接并适于相对所述车体组件摆动；若干磁体，所述磁体与所述摆动结构连接，以使所述磁力机器人在爬行过程中，所述磁体的合力始终垂直于爬行吸附面。本发明的磁力机器人能够很好的适应变径爬行，在变径爬行过程中能够保持较大吸附力，提高吸附稳定性。

Description

一种磁力机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种磁力机器人。

背景技术

风电叶片的清洗和检查难题，是国际上共同面临的课题。目前，国内外较常见的叶片清洗和检查方式有“蜘蛛人”方式和搭建可升降作业平台两种工作方式，这两种工作方式都是人工高空作业，效率低，风险高。现有技术中出现了一些磁力爬升机器人，靠磁钢吸附在风电塔筒表面，磁钢可以提供足够的吸附磁力，保证机器人可以顺畅安全的在塔筒表面爬升，爬升至风电塔筒高处与风电叶片对应的位置，再通过机器人携带的检测装置或清洗装置检测塔筒或清洗塔筒，从而提高工作安全性以及工作效率，但是由于风电塔筒的高度不同，塔筒的直径也不同，现有的爬升机器人不能很好的适应风电塔筒的变径特点，在进行连续变径爬行的过程中容易出现失稳掉落的情况。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中磁力爬升机器人不能够很好的适应变径爬行，导致在变径爬行过程中容易出现失稳、掉落等情况的技术缺陷，从而提供一种能够很好的适应变径爬行，在变径爬行过程中能够保持较大吸附力，提高吸附稳定性的磁力机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种磁力机器人，包括：

车体组件；

若干摆动结构，与所述车体组件连接并适于相对所述车体组件摆动；

若干磁体，所述磁体与所述摆动结构连接，以使所述磁力机器人在爬行过程中，所述磁体的合力始终垂直于爬行吸附面。

上述磁力机器人中，所述车体组件包括若干车轮、用于将若干所述车轮连接为一个整体的连接结构以及若干用于驱动所述车轮转动的驱动机构，所述摆动结构套设于所述驱动机构的驱动轴上，并适于相对所述驱动轴摆动。

上述磁力机器人中，所述摆动结构包括摆动轴承座以及设置于所述摆动轴承座上的轴承，所述摆动轴承座通过所述轴承与所述驱动轴连接。

上述磁力机器人中，所述摆动结构还包括若干与所述摆动轴承座连接的摆杆，所述磁体与所述摆杆连接。

上述磁力机器人中，所述摆杆上设置有外螺纹，所述摆动轴承座内部设置有与所述外螺纹适配的内螺纹，所述摆杆与所述摆动轴承座螺纹连接。

上述磁力机器人中，所述摆杆的轴线与所述轴承的轴线垂直设置。

上述磁力机器人中，所述摆杆贯穿所述摆动轴承座设置，且所述摆杆远离所述磁体的一端设置有螺母。

上述磁力机器人中，所述磁体为条状结构，所述磁体长度方向的两端均与所述摆动结构连接。

上述磁力机器人中，所述连接结构包括两个车轮架以及用于连接两个所述车轮架的连接轴，每个所述车轮架的两端均设置有所述车轮。

上述磁力机器人中，所述车轮为麦克纳姆轮。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的磁力机器人，包括：车体组件；若干摆动结构，与所述车体组件连接并适于相对所述车体组件摆动；若干磁体，所述磁体与所述摆动结构连接，以使所述磁力机器人在爬行过程中，所述磁体的合力始终垂直于爬行吸附面。这样的设计可以使磁力机器人在爬升时，能够根据吸附面表面的形状通过摆动结构相对车体组件的摆动自动调整磁体的受力角度，使所有磁体的合力始终垂直吸附面表面，尽可能保持最大吸附力，从而使机器人能够很好的适应变径爬行，在变径爬行过程中，提高吸附的稳定性，避免失稳、掉落的情况发生。

2.本发明提供的磁力机器人，所述车体组件包括若干车轮、用于将若干所述车轮连接为一个整体的连接结构以及若干用于驱动所述车轮转动的驱动机构，所述摆动结构套设于所述驱动机构的驱动轴上，并适于相对所述驱动轴摆动。摆动结构套设于驱动轴上的设计可以使结构更简洁化，无需增加额外的轴结构就可以实现磁体角度调节的目的。

3.本发明提供的磁力机器人，所述摆动结构包括摆动轴承座以及设置于所述摆动轴承座上的轴承，所述摆动轴承座通过所述轴承与所述驱动轴连接。这样的设计可以使摆动轴承座在摆动过程中减小与驱动轴之间的摩擦力。

4.本发明提供的磁力机器人，所述摆动结构还包括若干与所述摆动轴承座连接的摆杆，所述磁体与所述摆杆连接。摆杆的设计可以使摆动结构与磁体的安装更加方便。

5.本发明提供的磁力机器人，所述摆杆上设置有外螺纹，所述摆动轴承座内部设置有与所述外螺纹适配的内螺纹，所述摆杆与所述摆动轴承座螺纹连接。所述摆杆的轴线与所述轴承的轴线垂直设置。这样的设计可以调节磁体与摆动轴承座之间的距离，进而实现磁体与吸附面之间的间隙可调节。

6.本发明提供的磁力机器人，所述摆杆贯穿所述摆动轴承座设置，且所述摆杆远离所述磁体的一端设置有螺母。螺母的设计可以使磁体与吸附面之间的间隙调节更加方便。

7.本发明提供的磁力机器人，所述磁体为条状结构，所述磁体长度方向的两端均与所述摆动结构连接。这样的设计可以提高结构的可靠性。

8.本发明提供的磁力机器人，所述车轮为麦克纳姆轮。麦克纳姆轮的设计可以使磁力机器人即可以沿竖直方向上下行走，也可以沿水平方向左右行走。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的磁力机器人的结构示意图；

图2为图1所示的磁力机器人的局部结构示意图；

图3为图2所示的磁力机器人的局部结构与吸附面组合的第一状态图；

图4为图2所示的磁力机器人的局部结构与吸附面组合的第二状态图；

图5为图2所示的磁力机器人的局部结构与吸附面组合的第三状态图；

附图标记说明：

1－车轮架；2－车轮；3－连接轴；4－驱动机构；5－磁体；6－摆动轴承座；7－摆杆；8－驱动轴；9－吸附面。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1－5所示，是本发明所涉及的一种磁力机器人的具体实施方式。所述磁力机器人是针对风电塔筒、大型油罐等表面为曲面、且曲面的曲率发生变化的筒状设备的爬升装置。所述磁力机器人包括：车体组件、四个摆动结构以及两个磁体5，在本实施例中，所述磁体5为磁钢。

所述车体组件包括四个车轮2、用于将四个所述车轮2连接为一个整体的连接结构以及四个用于驱动所述车轮2转动的驱动机构4，每个车轮2对应连接一个驱动机构4，驱动机构4为电机等。所述摆动结构套设于所述驱动机构4的驱动轴8上，并适于相对所述驱动轴8摆动，每个驱动机构4的驱动轴8上均套设有一个摆动结构。所述连接结构包括两个车轮架1以及用于连接两个所述车轮架1的连接轴3，每个所述车轮架1的两端均设置有所述车轮2，即一个车轮架1上设置有两个车轮2，每个车轮架1两端均设置有让位槽，车轮2通过转轴可转动地设置于所述让位槽内。所述车轮2为麦克纳姆轮，麦克纳姆轮的设计可以实现磁力机器人的上、下爬升以及左、右移动。四个麦克纳姆轮轴向方向按照连接轴3的轴向对称布置，四个驱动机构4分别安装在四个麦克纳姆轮上。

摆动结构与所述车体组件连接并适于相对所述车体组件摆动，即摆动结构与驱动机构4的驱动轴8连接。在本实施例中，所述摆动结构包括摆动轴承座6以及设置于所述摆动轴承座6上的轴承，所述摆动轴承座6通过所述轴承与所述驱动轴8连接，且轴承的轴孔的内径略大于驱动轴8的外径，以为摆动结构相对驱动轴8的摆动提供一定的摆动空间，所述摆动轴承座6为方形板状结构。所述摆动结构还包括两个与所述摆动轴承座6连接的摆杆7，所述磁钢与所述摆杆7连接。所述摆杆7上设置有外螺纹，所述摆动轴承座6内部设置有与所述外螺纹适配的内螺纹，所述摆杆7与所述摆动轴承座6螺纹连接。所述摆杆7的轴线与所述轴承的轴线垂直设置。所述摆杆7贯穿所述摆动轴承座6设置，且所述摆杆7远离所述磁钢的一端设置有螺母。通过旋转摆杆7上部的螺母，调节磁钢与设备表面之间的磁隙。

所述磁钢与所述摆动结构连接，即与摆动结构上的摆杆7下端连接，以使所述磁力机器人在爬行过程中，所述磁钢的合力始终垂直于爬行吸附面9，所述驱动机构4位于磁钢的上方，磁钢与驱动机构4之间的间隙适于使所述磁钢产生自由转动。在本实施例中，所述磁钢为条状结构，所述磁钢长度方向的两端均与所述摆动结构连接，即一个磁钢与两个摆动结构连接。在本实施例中，所述摆杆7与磁钢转动连接，当需要将磁钢与设备表面的间隙调节的更大时，旋转摆杆7，使摆杆相对摆动轴承座6向上运动，进而带动磁钢向上运动，使磁钢与设备表面的间隙更大；当需要将磁钢与设备表面的间隙调节的更小时，旋转摆杆7，使摆杆相对摆动轴承座6向下运动，进而带动磁钢向下运动，使磁钢与设备表面的间隙更小。

当风电塔筒等设备的外径变小时，位于左侧的磁钢在左侧摆动结构的带动下逆时针旋转，位于右侧的磁钢在右侧摆动结构的带动下顺时针旋转，即两个磁钢均向内侧旋转，使磁钢的合力始终垂直风电塔通等设备表面；当风电塔筒等设备的外径变大时，位于左侧的磁钢在左侧摆动结构的带动下顺时针旋转，位于右侧的磁钢在右侧摆动结构的带动下逆时针旋转，即两个磁钢均向外侧旋转，使磁钢的合力始终垂直风电塔通等设备表面。

当磁力机器人携带检测装置或清洗装置爬升风电塔筒等大型钢结构设备时，磁力机器人通过磁钢吸附在风电塔筒表面爬升至高处，由于风电塔筒的高度不同，风电塔筒的直径也不同，磁钢在爬升过程中风电塔筒的外径在发生变化，本发明的磁力机器人可以通过摆动结构使磁钢像钟表一样产生摆动，使磁钢可以根据风电塔筒等钢结构表面的形状自动调整磁钢的受力角度，使磁钢的合力始终垂直钢结构表面，从而使磁钢可以提供足够的吸附磁力，使机器人在变径爬行过程中尽可能保持最大吸附力，很好的适应变径爬行，提高吸附稳定性，保证磁力机器人可以顺畅安全的在风电塔筒等钢结构表面爬升；四个麦克纳姆轮可以沿塔筒表面向上爬升、向下行走，也可以水平左右行走；本发明的磁力机器人可以提高工作方式的安全性，同时结构简单、可靠性较高、稳定性好。

作为替代的实施方式，摆动结构还可以套设在连接轴3或套设于设置在车体组件上的其他轴上，并可相对连接轴3或其他轴左右摆动。

作为替代的实施方式，连接结构还可以为包括两个车轮架以及连接两个车轮架的两个连接轴，两个磁钢分别通过摆动结构套设于两个连接轴上，连接结构还可以为一体式车架结构。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种磁力机器人，其特征在于，包括：

车体组件，包括驱动机构(4)；

若干摆动结构，所述摆动结构套设于所述驱动机构(4)的驱动轴(8)上，并适于相对所述驱动轴(8)摆动；

所述摆动结构包括摆动轴承座(6)以及设置于所述摆动轴承座(6)上的轴承，所述摆动轴承座(6)通过所述轴承与所述驱动轴(8)连接，所述摆动结构还包括若干与所述摆动轴承座(6)连接的摆杆(7)；

若干磁体(5)，所述磁体(5)与所述摆杆(7)连接，以使所述磁力机器人在爬行过程中，所述磁体(5)的合力始终垂直于爬行吸附面(9)。

2.根据权利要求1所述的磁力机器人，其特征在于，所述车体组件还包括若干车轮(2)、用于将若干所述车轮(2)连接为一个整体的连接结构，所述车轮(2)受所述驱动机构(4)的驱动而转动。

3.根据权利要求1所述的磁力机器人，其特征在于，所述摆杆(7)上设置有外螺纹，所述摆动轴承座(6)内部设置有与所述外螺纹适配的内螺纹，所述摆杆(7)与所述摆动轴承座(6)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的磁力机器人，其特征在于，所述摆杆(7)的轴线与所述轴承的轴线垂直设置。

5.根据权利要求1所述的磁力机器人，其特征在于，所述摆杆(7)贯穿所述摆动轴承座(6)设置，且所述摆杆(7)远离所述磁体(5)的一端设置有螺母。

6.根据权利要求1－5任一项所述的磁力机器人，其特征在于，所述磁体(5)为条状结构，所述磁体(5)长度方向的两端均与所述摆动结构连接。

7.根据权利要求2所述的磁力机器人，其特征在于，所述连接结构包括两个车轮架(1)以及用于连接两个所述车轮架(1)的连接轴(3)，每个所述车轮架(1)的两端均设置有所述车轮(2)。

8.根据权利要求2或7所述的磁力机器人，其特征在于，所述车轮(2)为麦克纳姆轮。

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