专利名称：一种能垂直拐弯的爬壁机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人，具体涉及一种能垂直拐弯的爬壁机器人。
背景技术：
随着社会经济的发展、人们生活水平的提高，中央空调的使用率越来越高。然而不洁净的空调送风会对人体健康带来不利影响，由于中央空调是依靠风道及出风口将处理后的空气送入房间，风道属密闭空间，而室外空气中各类悬浮颗粒物不能完全被空调过滤装置阻隔，细微灰尘便会进入风道黏附在风道内壁上，加之大多数风道狭小，日积月累便形成大量积尘，诱发细菌滋生，传染疾病，同时空调管道(即风道)内的积尘使风力受阻，增大了风机负载，使机组工作能力下降、设备寿命降低、能源消耗增加。为了对中央空调管道内的积尘进行清理，人们发明了管道爬壁机器人，但是现有的管道爬壁机器人都存在一些问题，比如依靠吸盘实现爬壁的机器人，这种机器人需要较多诸如微型空气压缩泵、压缩空气储气罐、减压阀、涡轮喷气式发动机等部件，结构复杂，成本较高，稳定性差；而结构较简单的管道爬壁机器人则只能在水平管道或者竖直管道内爬行，不能拐弯(即从水平管道拐到竖直管道或者从竖直管道拐到水平管道或者在呈一定角度的管道内爬行)，给一些需要拐弯的作业带来不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单的能垂直拐弯的爬壁机器人，以较方便的对中央空调的水平管道和竖直管道内的积尘进行清理。本发明所述的能垂直拐弯的爬壁机器人，包括控制盒，第一移动装置，位于第一移动装置后方的第二移动装置，一端与第一移动装置连接、另一端与第二移动装置连接的舵机；所述第一移动装置外部具有第一电磁履带，内部具有带动第一电磁履带移动的第一电机，在第一移动装置的前端设置有第一距离传感器，下表面设置有第一压力传感器；所述第二移动装置外部具有第二电磁履带，内部具有带动第二电磁履带移动的第二电机，在第二移动装置的后端设置有第二距离传感器，下表面设置有第二压力传感器；舵机用于在拐弯处让第一移动装置与第二移动装置产生相对转动，实现拐弯；第一、第二压力传感器用于检测机器人给管壁的压力；当以第一移动装置为头部，第二移动装置为尾部爬行时，第一距离传感器用于检测第一移动装置距离前方管壁的距离，当以第二移动装置为头部，第一移动装置为尾部爬行时，第二距离传感器用于检测第二移动装置距离前方管壁的距离。所述控制盒内具有控制模块，第一、第二电磁履带驱动模块，第一、第二电机驱动模块，舵机驱动模块以及给各个模块提供电源的电源模块；所述控制模块的输入端与第一、第二距离传感器和第一、第二压力传感器电连接，获取第一或第二距离传感器检测到的距离，获取第一、第二压力传感器检测到的压力，结合第一或第二距离传感器检测到的距离判断是否应该拐弯，控制模块的输出端与第一、第二电磁履带驱动模块的输入端和第一、第二电机驱动模块的输入端以及舵机驱动模块的输入端电连接，所述第一电磁履带驱动模块的输出端与第一电磁履带电连接，在控制模块的控制下接通/断开第一电磁履带的电源，所述第二电磁履带驱动模块的输出端与第二电磁履带电连接，在控制模块的控制下接通/断开第二电磁履带的电源，所述第一电机驱动模块的输出端与第一电机电连接，第一电机与第一电磁履带连接，在控制模块的控制下驱动第一电机旋转，第一电机转动带动第一电磁履带移动，从而带动第一移动装置向前移动，所述第二电机驱动模块的输出端与第二电机电连接，第二电机与第二电磁履带连接，在控制模块的控制下驱动第二电机旋转，第二电机转动带动第二电磁履带移动，从而带动第二移动装置向前移动，所述舵机驱动模块的输出端与舵机电连接，在控制模块的控制下驱动舵机转动，给第一移动装置或第二移动装置一个转角，让它们产生相对转动以实现拐弯。进一步，所述第一、第二距离传感器都采用超声波距离传感器。本发明采用第一移动装置、第二移动装置配合舵机，在控制盒的控制下，实现了从水平管道到竖直管道，从竖直管道到水平管道的爬行与拐弯，能较方便的对中央空调的水平管道和竖直管道内的积尘进行清理，同时其结构简单、成本较低，爬壁机器人的体积较小，在清理中央空调管道时可以安装毛刷、吸尘装置等部件。
图1为本发明的主视图。图2为本发明的电路原理框图。图3为本发明中所述爬壁机器人在第一水平管道内爬行的状态示意图。图4为本发明中所述爬壁机器人在从第一水平管道向竖直管道爬行的拐弯处，舵机将第一移动装置抬升的状态示意图。图5为本发明中所述爬壁机器人在第一从水平管道向竖直管道爬行的拐弯处的状态示意图。图6为本发明中所述爬壁机器人在竖直管道内爬行的状态示意图。图7为本发明中所述爬壁机器人在从竖直管道向第二水平管道爬行的拐弯处，舵机将第一移动装置抬升的状态示意图。图8为本发明中所述爬壁机器人在从竖直管道向第二水平管道爬行的拐弯处的状态示意图。图9为本发明中所述爬壁机器人在第二水平管道内爬行的状态示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1、图2所示的能垂直拐弯的爬壁机器人，包括控制盒，第一移动装置1，位于第一移动装置I后方的第二移动装置2，一端与第一移动装置I连接、另一端与第二移动装置2连接的舵机3 ;第一移动装置I外部具有第一电磁履带4，内部具有带动第一电磁履带4移动的第一电机5,在第一移动装置I的前端设置有第一距离传感器6,下表面设置有第一压力传感器7 ;第二移动装置2外部具有第二电磁履带8，内部具有带动第二电磁履带8移动的第二电机9，在第二移动装置2的后端设置有第二距离传感器10，下表面设置有第二压力传感器11 ;第一距离传感器6和第二距离传感器10都采用超声波距离传感器；控制盒内具有控制模块12、第一电磁履带驱动模块14、第二电磁履带驱动模块15、第一电机驱动模块16、第二电机驱动模块17、舵机驱动模块18以及与各个模块连接给各个模块提供电源的电源模块13 ;控制模块12的输入端与第一距离传感器6、第二距离传感器10、第一压力传感器7、第二压力传感器11电连接，控制模块12的输出端与第一电磁履带驱动模块14的输入端、第二电磁履带驱动模块15的输入端、第一电机驱动模块16的输入端、第二电机驱动模块17的输入端以及舵机驱动模块18的输入端电连接，第一电磁履带驱动模块14的输出端与第一电磁履带4电连接，第二电磁履带驱动模块15的输出端与第二电磁履带8电连接，第一电机驱动模块16的输出端与第一电机5电连接,第一电机5与第一电磁履带4连接，第二电机驱动模块17的输出端与第二电机9电连接，第二电机9与第二电磁履带8连接，舵机驱动模块18的输出端与舵机3电连接。如图3所示，以第一移动装置I为头部，第二移动装置2为尾部爬行时，上述爬壁机器人在第一水平管道(该管道的壁面为导磁性壁面)中爬行，其第一距离传感器6检测离管壁的距离，第一压力传感器7检测第一移动装置I的压力值，第二压力传感器11检测第二移动装置2的压力值，控制模块12控制第一电磁履带驱动模块14断开第一电磁履带4的电源(即第一电磁履带4不通电)，同时控制第二电磁履带驱动模块15断开第二第电磁履带8的电源(即第二电磁履带8不通电)，第一电磁履带4和第二电磁履带8不吸附在管壁上，控制模块12控制第一电机驱动模块16驱动第一电机5转动，同时控制第二电机驱动模块17驱动第二电机9与第一电机5同步转动,第一电机5转动带动第一电磁履带4移动，第二电机9转动带动第二电磁履带8同步移动，第一移动装置I和第二移动装置2同步向前行进。如图4、图5所示，当爬壁机器人快要到达拐弯处，第一距离传感器6检测到的距离小于等于设定距离时，控制模块12控制舵机驱动模块18驱动舵机3转动，舵机3转动，将第一移动装置I抬升一定角度，第二移动装置2继续前进，到达图5所示状态，控制模块12控制第一电磁履带驱动模块14接通第一电磁履带4的电源，第一电磁履带4通电吸附在竖直管道的壁面上(该管道的壁面为导磁性壁面)，且第一移动装置I开始向上移动，同时控制模块12控制舵机驱动模块18驱动舵机3转动，将第二移动装置2拉到与第一移动装置I在同一直线的竖直管道上。如图6所示，当第二移动装置2与第一移动装置I到达同一直线后，控制模块12控制舵机驱动模块18断开舵机3的工作电源，舵机3停止转动，控制模块12控制第二电磁履带驱动模块15接通第二电磁履带8的电源，第二电磁履带8通电紧紧吸附在竖直管壁上，第二移动装置2开始与第一移动装置I共同在竖直管壁上向上前进。如图7、图8所示，当爬壁机器人快要到达拐弯处，第一距离传感器6检测到的距离小于等于设定距离，且第一压力传感器7未检测到压力值，第二压力传感器11检测到的压力为设定值时，控制模块12控制舵机驱动模块18驱动舵机3转动，舵机3通过其旋转轴使第一移动装置I向右倾倒，并在第二电磁履带8与管壁的磁力作用下翻转90°，到达图8所示状态。第一移动装置I开始在第二水平管道(该管道的壁面为导磁性壁面)上向前移动，控制模块12控制第一电磁履带驱动模块14接通第一电磁履带4的电源，第一电磁履带4吸附在第二水平管道的管壁上，同时控制模块12控制第二电磁履带驱动模块15断开第二电磁履带8的电源，第二电磁履带8不吸附在竖直管壁上，减少了作用力，控制模块12控制舵机驱动模块18驱动舵机3转动，将第二移动装置2拉到与第一移动装置I在同一直线的第二水平管道上。如图9所示，当第二移动装置2与第一移动装置I到达同一直线后，控制模块12控制舵机驱动模块18断开舵机3的工作电源，舵机3停止转动，控制模块12控制第一电磁履带驱动模块14断开第一电磁履带14的电源，第一电磁履带4不吸附在第二水平管壁上，第一移动装置I和第二移动装置2开始共同在第二水平管壁上向前行进。如果以第二移动装置2为头部,第一移动装置I为尾部爬行,其原理同上。在本发明中，通过控制模块12调节舵机3的转动角度，也可实现其它角度的拐弯，比如从水平管道拐到与水平管道呈钝角的倾斜管道内爬行。
权利要求
1.一种能垂直拐弯的爬壁机器人，其特征是:包括控制盒，第一移动装置(1)，位于第一移动装置后方的第二移动装置(2)，一端与第一移动装置连接、另一端与第二移动装置连接的舵机(3);所述第一移动装置外部具有第一电磁履带(4)，内部具有带动第一电磁履带移动的第一电机(5),在第一移动装置的前端设置有第一距离传感器(6),下表面设置有第一压力传感器(7);所述第二移动装置外部具有第二电磁履带(8)，内部具有带动第二电磁履带移动的第二电机(9)，在第二移动装置的后端设置有第二距离传感器(10)，下表面设置有第二压力传感器(11); 所述控制盒内具有控制模块(12)，第一、第二电磁履带驱动模块(14、15)，第一、第二电机驱动模块(16、17)，舵机驱动模块(18)以及给各个模块提供电源的电源模块(13);所述控制模块(12)的输入端与第一、第二距离传感器(6、10)和第一、第二压力传感器(7、11)电连接，控制模块的输出端与第一、第二电磁履带驱动模块的输入端和第一、第二电机驱动模块的输入端以及舵机驱动模块的输入端电连接，所述第一电磁履带驱动模块的输出端与第一电磁履带电连接，所述第二电磁履带驱动模块的输出端与第二电磁履带电连接，所述第一电机驱动模块的输出端与第一电机电连接，第一电机与第一电磁履带连接，所述第二电机驱动模块的输出端与第二电机电连接，第二电机与第二电磁履带连接，所述舵机驱动模块的输出端与舵机电连接。
2.根据权利要求1所述的能垂直拐弯的爬壁机器人，其特征是:所述第一、第二距离传感器(6、10)都采用超声波距离传感器。
全文摘要
本发明公开了一种能垂直拐弯的爬壁机器人，包括控制盒，第一移动装置，第二移动装置，一端与第一移动装置连接、另一端与第二移动装置连接的舵机；第一移动装置外部具有第一电磁履带、第一电机，并设置有第一距离传感器和第一压力传感器；第二移动装置具有第二电磁履带、第二电机，并设置有第二距离传感器和第二压力传感器；控制盒内具有控制模块，第一、第二电磁履带驱动模块，第一、第二电机驱动模块，舵机驱动模块以及给各个模块提供电源的电源模块。该爬壁机器人结构简单、成本低，能较方便的对中央空调的水平管道和竖直管道内的积尘进行清理。
文档编号B08B9/049GK103191895SQ201310110639
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者任春华, 赵幸子, 廖冠尧, 李静伟 申请人:任春华, 赵幸子, 廖冠尧, 李静伟