CN201849550U - 复合吸附式水下船体壁面爬行机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的是一种复合吸附式水下船体壁面爬行机构，由上封盖、底座、轮组组成，上封盖通过底座与轮组相连接，上封盖包括四个驱动电机和封盖板，其中四个驱动电机设置在封盖板上，底座包括底座板，在底座板设有双轴倾角传感器和四个永磁体；轮组包括转向支架、小轴、转向轮、转向电机、防水套、分装式电机、左侧驱动轮和右侧驱动轮，转向支架设有两个转向轮，转向支架与转向电机的电机轴相连。本实用新型对壁面的形状、工况要求较低，采用了磁吸附和推力吸附的复合式吸附方式，具有移动速度快、稳定性较高、结构简单、易于实现等特点，是一种较理想的壁面爬行机构。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水下船体壁面爬行机构，特别涉及一种具有永磁吸附和推力吸附两种吸附方式的复合式水下船体壁面的爬行机构。
背景技术
壁面爬行机构是执行机构的有效载体，在壁面爬行机构上搭载不同的执行机构可以执行诸如探测、清刷、喷涂等不同的任务。水下的船体表面由于长时间的侵入海水当中，吸附了大量的海洋生物，在壁面爬行机构上搭载适当的工具是清理这些海洋生物的有效方法。由于船体时铁磁性材料，因此对于吸附方式的选择上永磁吸附具有较大的优势，永磁吸附维持吸附力不需要外加能量，结构简单，便于加工和制作，专利申请号200510127370.2所公布的船体表面清刷用永磁吸附双履带机器人就是采用这种永磁的吸附方式。然而当船体的凸凹不平或者在永磁体与船体表面之间有藻类、贝类等物体时，永磁吸附的作用力就会减弱，壁面爬行机构就有可能从船体壁面上脱落、倾覆或者翻滚，从而降低其吸附的可靠性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可用于水下船体壁面爬行，且具有永磁吸附和推力吸附两种吸附方式的爬行机构。
本实用新型的目的是这样实现的：
本实用新型由上封盖、底座、轮组组成，上封盖通过底座与轮组相连接，上封盖包括四个驱动电机和封盖板，其中四个驱动电机设置在封盖板上，且每个驱动电机驱动一个对应的助力叶片，四个驱动电机分布在封盖板的四角上；底座包括底座板，在底座板设有双轴倾角传感器和四个永磁体，四个永磁体分布于底座板的四角；轮组包括转向支架、小轴、转向轮、转向电机、防水套、分装式电机、左侧驱动轮和右侧驱动轮，其中转向支架设置两个转向轮，转向支架与转向电机的电机轴相连；防水套固定在底座板上；防水套中设置分装式电机，分装式电机的两侧设置左侧减速器和右侧减速器；左左侧支板、右侧支板上分别设有左侧驱动轮、右侧驱动轮，且左侧驱动轮、右侧驱动轮分别与左侧减速器和右侧减速器的输出轴相连，在底座板上设有双轴倾角传感器和四个永磁体；四个驱动电机设置在封盖板上，每个驱动电机驱动一个助力叶片；转向支架的基座板上设置两个轮座；轮座上设有凹槽，且设有倾斜的加强筋。
本实用新型的复合吸附式水下船体壁面爬行机构，具有以下特点：
1、采用了永磁吸附，无需提供额外的能量。
2、设置了助力叶片，根据倾角传感器的信号为壁面爬行机构提供额外的推力，保证机构正常的工作。
3、采用轮式移动机构，移动速度较快。
4、转向支架上设置了双轮结构，使得爬壁机构行走的稳定性提高。
5、驱动行走采用分装式电机间接驱动两个驱动轮的形式，结构紧凑，易于实现。
6、复合式吸附对于壁面的形状、工况要求较低，实用性较强。
本实用新型设计的复合吸附式水下船体壁面爬行机构，对壁面的形状、工况要求较低，采用了磁吸附和推力吸附的复合式吸附方式，具有移动速度快、稳定性较高、结构简单、易于实现等特点，是一种较理想的壁面爬行机构。
附图说明
下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：
图1是本实用新型的总体机构示意图；
图2是本实用新型轮组组件的结构示意图；
图3是底座组件结构示意图；
图4是封盖组件的结构示意图；
图5是转向支架的结构示意图；
图6是该机构的爬行模拟图
具体实施方式
实施例，结合图1，本实用新型的复合吸附式水下船体壁面爬行机构主要由上封盖1、底座2、轮组3组成，上封盖1通过底座2与轮组3相连接。
结合图2、图3，轮组包括转向支架3-3、小轴3-2、转向轮3-1、转向电机2-2、防水套3-9、分装式电机3-7、左侧驱动轮3-4和右侧驱动轮3-11，其中转向支架3-3上通过两个小轴3-2设有两个转向轮3-1，转向支架3-3与转向电机2-2电机轴相连，在防水套3-9中设有分装式电机3-7，在分装式电机3-7的两侧设有左侧减速器3-6和右侧减速器3-8；防水套3-9通过左侧支板3-5、右侧支板3-10固定在底座板2-1上；左侧支板3-5、右侧支板3-10上分别设有左侧驱动轮3-4、右侧驱动轮3-11，且左侧驱动轮3-4、右侧驱动轮3-11分别与左侧减速器3-6和右侧减速器3-8的输出轴相连。
所述的底座2包括底座板2-1，在底座板2-1设置了双轴倾角传感器2-3和四个永磁体2-4，四个永磁体分布于底座板2-1的四角。
结合图4，上封盖1包括四个驱动电机1-2和封盖板1-3，其中四个驱动电机1-2设置在封盖板1-3上，且每个驱动电机驱动一个对应的助力叶片1-1，四个驱动电机1-2分布在封盖板1-3的四角上。
结合图5，转向支架3-3的基座板3-3-1设置有两个相同的轮座3-3-2，在轮座3-3-2上设有凹槽，且设有了倾斜的加强筋。
现在说明本实用新型的复合吸附式水下船体壁面爬行机构的动作实施过程：
结合图2、图3：本实用新型的分装式电机3-7通过左侧减速器3-6和右侧减速器3-8分别驱动左侧驱动轮3-4和右侧驱动轮3-11实现本机构的前后运动；转向电机2-2转动带动转向支架3-3的转动，进而实现两个转向轮3-1的转动，从而实现机构的转型，分装式电机3-7和转向电机2-2的协调控制可以实现该机构在任意方向上移动。
结合图3、图4、图6：本实用新型的四个永磁体2-4与船体之间产生非接触式磁吸附力，能保持本机构吸附于船体上。图6为该机构吸附于船体的模拟图，这里有绕X轴转动的角度为α，绕y轴转动的角度为β，当αmin＜α＜αmax，βmin＜β＜βmax该机构可以通过正常的磁力吸附于船体上，双轴倾角传感器2-3敏感出α，β的角度值，当α，β角度值不在正常的角度范围时，本机构有可能会出现脱落，倾覆、翻滚等非正常状态。这里通过助力叶片1-1提供额外的推理来实现正常的工作。
当α＞αmax，该机构后仰，此时驱动电机1-2带动对应的助力叶片1-1转动，即助力叶片1-1-1、助力叶片1-1-4转动，产生推力阻止该机构进一步后仰。
当α＜αmin，该机构前倾，设置在助力叶片1-1-2、助力叶片1-1-3相应处的两个永磁体2-4的吸附力减弱，此时助力叶片1-1-2、助力叶片1-1-3转动，产生推力，增强该机构对于船体的吸附。
当β＞βmax，该机构在一定程度上向右侧翻滚，助力叶片1-1-3、助力叶片1-1-4转动，产生推力阻止该机构进一步向右侧翻滚。
当β＜βmin，该机构在一定程度上向左侧翻滚，助力叶片1-1-2、助力叶片1-1-1转动，产生推力阻止该机构进一步向左侧翻滚。
Claims (1)
1.一种复合吸附式水下船体壁面爬行机构，由上封盖、底座、轮组组成；上封盖通过底座与轮组相连接，其特征是：上封盖包括四个驱动电机和封盖板，其中四个驱动电机设置在封盖板上，且每个驱动电机驱动一个对应的助力叶片，四个驱动电机分布在封盖板的四角上；底座包括底座板，在底座板设有双轴倾角传感器和四个永磁体，四个永磁体分布于底座板的四角；轮组包括转向支架、小轴、转向轮、转向电机、防水套、分装式电机、左侧驱动轮和右侧驱动轮，其中转向支架设有两个转向轮，转向支架与转向电机的电机轴相连；防水套中设有分装式电机，分装式电机的两侧设有左侧减速器和右侧减速器；防水套固定在底座板上；左侧支板、右侧支板分别设有左侧驱动轮、右侧驱动轮，且左侧驱动轮、右侧驱动轮分别与左侧减速器和右侧减速器的输出轴相连，转向支架的基座板上设置两个轮座；轮座上设置凹槽，且设置倾斜的加强筋。
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