本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种变径吸附爬壁机器人底盘机构及工作方法。
背景技术：
目前，风电行业针对风电塔筒的检修任务多采用人工检修法，检修人员悬吊于塔筒外壁进行检修的过程中，由于高空风力较大极易出现晃动的情况，既不利于检修工作的展开，又对检修人员生命安全造成威胁。同时现有的爬壁机器人不能很好的适应风电塔筒的变径特点，由于吸附机构的局限性，在进行连续变径爬行以及转弯的过程中容易出现失稳掉落的情况。
技术实现要素：
为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，使用时安全可靠、吸附力稳定，具备连续变径及转弯运动的能力，同时可以搭载不同检修工具完成多种任务，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，包括工具安装平台，所述工具安装平台两侧通过旋转关节安装有吸附机构框架，所述吸附机构框架上安装有动力机构、动力传动机构及链传动机构，所述动力机构通过动力传动机构驱动链传动机构工作，所述链传动机构上安装有多个旋转吸附单元，所述旋转吸附单元包括固定于链传动机构上的旋转组件及固定于旋转组件上的磁铁组件，磁铁组件用于吸附风电塔筒的外壁，所述旋转组件实现磁铁组件吸附方向的自适应变化，使磁铁组件在各个运动状态下保持吸附力最大，提高吸附的稳定性，所述旋转关节调节吸附机构框架与工具安装平台之间的角度，实现对变径风电塔筒外壁的自适应吸附。
进一步的，所述旋转关节包括固定于吸附机构框架上的U型架及固定于工具安装平台上的轴架，所述U型架的两个侧壁及轴架上具有同心的通孔，所述通孔中插入有转轴，U型架绕转轴的转动，实现了吸附机构框架的转动。
进一步的，沿变径吸附爬壁机器人底盘机构运动方向，所述动力机构分别安装于工具安装平台的两侧，包括电机及电机固定板，所述电机固定板固定于吸附机构框架上，电机固定于电机固定板上。
进一步的，所述动力传动机构采用带传动，包括主动带轮、从动带轮及同步带，所述主动带轮与电机的输出轴连接，主动带轮通过同步带驱动从动带轮的运动。
进一步的，所述链传动机构包括主动传动轴、驱动链轮、从动传动轴、从动链轮及传送链，所述主动传动轴及从动传动轴可转动的安装在吸附机构框架上，驱动链轮安装在主动传动轴上，从动链轮安装在从动传动轴上，驱动链轮与从动链轮绕接有传送链，所述主动传动轴与从动带轮连接，从动带轮驱动其转动，进而驱动主动链轮及从动链轮的转动。
进一步的，所述旋转组件包括吸附单元固定块，所述吸附单元固定块安装于链传动机构上，所述吸附单元固定块中贯穿有长销轴，所述长销轴通过轴承与吸附单元固定块连接，所实现长销轴的自由转动，所述吸附单元固定块上放置吸附单元旋转块，所述吸附单元固定块与吸附单元旋转块的接触面为弧面，所述吸附单元旋转块的两侧固定有短销轴，所述短销轴与长销轴之间连接有连接块，所述连接块防止吸附单元旋转块从吸附单元固定块上脱离。
进一步的，所述磁铁组件包括轭铁、永磁体、隔磁体及胶套，所述轭铁固定于吸附单元旋转块上，轭铁上固定有两个永磁体，所述两个永磁体之间设置隔磁体，所述两个永磁体利用胶套进行包裹，所述胶套固定于轭铁上。
本发明还公开了一种变径吸附爬壁机器人底盘机构的工作方法，包括以下步骤：
步骤1：在工具安装平台上安装风电塔筒检修用工具。
步骤2：将变径吸附爬壁机器人底盘机构利用磁铁组件吸附在风电塔筒外壁上。
步骤3：启动动力机构，动力机构驱动链传动机构转动，带动变径吸附爬壁机器人底盘机构沿风电塔筒外壁的爬升到检修位置，对风电塔筒进行检修。
步骤4：检修完成后，变径吸附爬壁机器人底盘机构回到初始位置，取回即可。
进一步的，所述步骤3中，吸附机构框架利用旋转关节相对工具安装平台转动，实现吸附机构框架与工具安装平台之间角度的自适应调整，能够更好的满足变径的电塔筒外壁的吸附要求，磁铁组件在爬升过程中，通过旋转组件自适应的调整吸附方向，使吸附力保持最大，提高了吸附的稳定性。
本发明的有益效果：
1.本发明吸附机构框架通过旋转关节安装在工具安装平台上，通过旋转关节实现工具安装平台和吸附机构框架之间的角度变化，增加设备的旋转自由度，从而实现更好的适应吸附风电塔筒外壁面。
2.本发明的磁铁组件安装在旋转组件上，通过永磁体吸附方向的自适应变化，使各个磁铁组件在各个运动状态下尽可能保持吸附力最大，在运动过程中稳定吸附。
3.本发明采用电机前后布置方案，使得选用大功率电机时也不会增加设备整体尺寸，增加设备运行稳定性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明俯视结构示意图；
图3是本发明侧视结构示意图；
图4是本发明对变径风电塔筒外壁吸附原理图；
图5是本发明图4的侧视示意图；
图6是本发明旋转吸附单元结构示意图；
图7是本发明旋转吸附单元爆炸结构示意图；
其中：1.工具安装平台，2.旋转关节，3.吸附机构框架，4.动力机构，5.链传动机构，6.动力传动机构，7.旋转吸附单元，21.U型架，22.轴架，23.转轴，31.吸附框架板，32.连接板，41.电机，42.电机固定板，51.主动传动轴，52.驱动链轮，53.从动传动轴，54.从动链轮，55.传送链，551.链节，61.主动带轮，62.从动带轮，63.同步带，71.第一吸附固定块，72.第二吸附固定块，73.耳板，74.轴承，75.长销轴，76.吸附单元旋转块，77.短销轴，78.V型连接块，79.轭铁，710.永磁体，711.隔磁体，712.胶套。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有的爬壁机器人不能很好的适应风电塔筒的变径特点，由于吸附机构的局限性，在进行连续变径爬行以及转弯的过程中容易出现失稳掉落的情况，针对上述问题，本申请提出了一种变径吸附爬壁机器人底盘机构。
定义变径吸附爬壁机器人底盘机构运动方向为前后方向，另外两个方向为左右方向，本申请的一种典型实施方式中，如图1-7所示，一种变径吸附爬壁机器人底盘机构，包括工具安装平台1，所述工具安装平台左、右两侧通过旋转关节2安装有吸附机构框架3，所述吸附机构框架包括两个吸附框架板31，所述两个吸附框架板通过连接板32连接为一体，所述两个吸附框架板位于工具安装平台的一侧安装有动力机构4，所述动力机构分别位于工具安装平台的前、后两侧，所述两个吸附框架板之间安装有链传动机构5及动力传动机构6，所述动力机构通过动力传动机构驱动链传动机构工作，所述链传动机构上安装有多个旋转吸附单元7，所述旋转吸附单元包括固定于链传动机构上的旋转组件及固定于旋转组件上的磁铁组件，磁铁组件用于吸附风电塔筒的外壁，实现变径吸附爬壁机器人底盘机构固定于风电塔筒外壁上，所述旋转组件实现磁铁组件吸附方向的自适应变化，使磁铁组件在各个运动状态下保持吸附力最大，提高吸附的稳定性。
所述旋转关节2包括固定于吸附框架板上的的U型架21及固定于工具安装平台上的轴架22，所述U型架的两个侧壁及轴架上具有同心的通孔，所述通孔中插入有转轴23，U型架绕转轴的转动，实现了吸附框架板与工具安装平台之间角度的变化。
所述动力机构4包括电机41及电机固定板42，所述电机固定板固定于位于工具安装平台一侧的吸附框架板上，电机固定于电机固定板上，所述电机固定板为U型板，电机的电机壳体端面通过法兰、螺栓固定于U型板上，所述电机的输出轴穿过吸附框架板与动力传动机构连接，将动力输出给动力传动机构。
所述动力传动机构6采用带传动，包括主动带轮61、从动带轮62及同步带63，所述主动带轮与电机41的输出轴连接，主动带轮通过同步带驱动从动带轮的运动，从动带轮将动力输出给链传动机构。
所述链传动机构5包括主动传动轴51、驱动链轮52、从动传动轴53、从动链轮54及传送链55，所述主动传动轴及从动传动轴两端可转动的安装在两个吸附框架板上，驱动链轮安装在主动传动轴上，从动链轮安装在从动传动轴上，驱动链轮与从动链轮绕接有传送链，所述主动传动轴51与从动带轮62连接，从动带轮驱动其转动，进而驱动主动链轮及从动链轮的转动。
所述旋转组件包括吸附单元固定块，所述吸附单元固定块包括对称设置的第一吸附固定块71及第二吸附固定块72，所述第一吸附固定块及第二吸附固定块下表面均设有耳板73，第一吸附固定块及第二吸附固定块通过耳板固定在传送链的链节551的两端，所述第一吸附固定块及第二吸附固定块上表面为半圆弧形结构，侧表面上具有同心的通孔，所述通孔中安装有轴承74，所述轴承中安装有长销轴75，所述第一吸附固定块及第二吸附固定块上放置吸附单元旋转块76，所述吸附单元旋转块上表面为平面，下表面为与第一吸附固定块及第二吸附固定块上表面相匹配的半圆弧形结构，吸附单元旋转块的两个侧面分别通过两个安装孔安装有两个短销轴77，两个短销轴上固定V型连接块78的两个端部，V型连接块转角处与长销轴固定连接。
所述磁铁组件包括轭铁79、永磁体710、隔磁体711及胶套712，所述轭铁通过螺栓固定于吸附单元旋转块上表面上，轭铁上固定有两个个永磁体，所述两个永磁体之间设置隔磁体，所述两个永磁体利用胶套进行包裹，所述胶套固定于轭铁上，所述胶套用于增加永磁体与风电塔筒外壁的摩擦力。
本发明还公开了一种变径吸附爬壁机器人底盘机构的工作方法，包括以下步骤：
步骤1：在工具安装平台上安装不同的风电塔筒检修用工具。
步骤2：将变径吸附爬壁机器人底盘机构利用磁铁组件的永磁体吸附在风电塔筒外壁上。
步骤3：启动动力机构的电机，电机通过皮带传动驱动驱动链轮工作，进而驱动链传动机构工作，带动变径吸附爬壁机器人底盘机构沿风电塔筒外壁的爬升到检修位置，对风电塔筒进行检修。
步骤4：检修完成后，变径吸附爬壁机器人底盘机构回到初始位置，取回即可。
进一步的，所述步骤3中，吸附机构框架利用旋转关节相对工具安装平台转动，能够更好的满足变径的电塔筒外壁的吸附要求，磁铁组件在爬升过程中，通过旋转组件自适应的调整永磁体的吸附方向，使吸附力保持最大，提高了吸附的稳定性。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。