一种履带式电磁吸附爬壁机器人的制作方法

技术领域：

履带式电池吸附爬壁机器人是一种利用电池铁的吸附原理，实现在钢材建筑的竖直壁面或水平壁面的下表面攀爬的机器人，主要用于勘探、侦查领域。

设计背景：

随着社会的飞速发展，人民生活水平的提高以及当代科技水平的提高，人们利用自身的聪明才智以及科学的力量向生活的各个领域发起了探索，然而在一些极限领域人类的探索能力还是有限的，仅仅凭借人力还是无法到达，比如对于一些大型的钢材建筑如鸟巢、南京长江大桥、埃菲尔铁塔无疑是人类智慧的结晶，然而对于它们建后的勘察与维修又是一个让人头疼的问题，一来是体积庞大，检查面广，需要耗费巨大的人力与物力，而来是勘察的地方大多是一些危险的地点，比如竖直或倒立的下表面，再加上需要带上繁多的勘察设备，这无疑是既有负担有充满危险的。所以迫切需要一种既能适应这种恶劣的工作条件又能完成工作任务的智能机器人来帮助人类。

技术实现要素：
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工作在钢材的竖直或水平下表面的前提条件是机器人能克服重力并吸附在其表面上，未解决吸附突破问题，吸附力靠电磁铁提供，电磁铁的磁力是可以依靠电流控制的，在正常的工作条件下，电流越大电磁铁所产生的磁力也越大，当工作在水平下表面时克服重力的主要是电磁铁的磁力，这时的电磁力是足以克服重力的；当工作在竖直表面时克服重力的主要是履带与壁面所产生的摩擦力，这就需要结合面有较大的当量摩擦系数，为此将履带板的外表面进行特殊 加工，增大其摩擦系数这样才能产生较大的摩擦力来平衡重力。行走的机构为履带，动力为两个独立工作的马达，通过控制马达的转速可以控制机器人前行的速度以及转弯和倒走等常规功能。而且履带有通过性强，承载能力大，工作平稳，结构强度大等优点，这比其他类型的行走机构更具有优势。

本发明主要利用了电生磁原理，利用电磁铁产生磁场从而在钢材与履带之间形成相互吸引的磁力，利用电控使得控制更加智能化，从而使得机器人平稳的在钢材建筑领域上进行一系列工作。

附图说明：

图1：一种履带式电池吸附爬壁机器人整体结构示意图

图2：履带电磁吸附行进机构示意图

图3：动力传动机构示意图

图4：组合飞轮示意图

具体实施方式

履带式电磁吸附爬壁机器人的行走机构主要由履带(5)、连接板(10)、承重轮(6)、组合齿轮(图4)以及直流电机(18)组成，设计时将前面的齿轮设计尺寸大于后方的齿轮，这样前行遇到阶梯式障碍时通过性更强，与此同时将电磁铁(7)布置于连接板(10)的下方并穿插于履带(5)的中间既不影响履带的运动又能降低整体机身的中心，另外连接板(10)与履带之间加有减震装置(6、16)，而且每一块履带板都是特殊材料制成，可以被磁化从而带有磁性，进而使得履带吸附在钢铁材料建筑墙面上，前后两个组合齿轮(图4)由支撑架(15)连接，并与履带上的链条啮合，如图4所示为组合齿轮，其是有两个完 全相同大的齿轮组合而成的，中间开有键槽，可以同时与两排链条啮合传递动力，如图3所示为机器人的核心传动机构，机器人的动力源为直流电机(18)，通过齿轮(20、21)传动将动力从输入轴(19、22)分别传给两边的组合齿轮，进而带动履带(5)运动，通过集成电路(13)可以控制机器人的运动形态，摄像头装置(1)和电子探测装置(3)可以在工作时进行检测和勘探。

技术特征：

技术总结
本发明是一种利用电池铁的吸附原理，实现在钢材建筑的竖直壁面或水平壁面的下表面攀爬的机器人，利用现有的电控技术，实现电池铁吸附力在大小和时间上的控制，更加智能化，利用履带作为主要运动机构，在运动上更加平稳，同时也利于空间的布局；另一方面，履带结构利于降低重心，增加与壁面的接触面积，在遇到障碍时，通过性更强，该机器人可在一些大型机械壁面、桥梁、钢材建筑等钢材物体的壁面爬行，进行勘察、维修、清洁等任务，完成有些人工所难以胜任的工作。

技术研发人员：张铁异;谢建军;高剑锋;黄珍章;李欣;刘应军;贾梓镔
受保护的技术使用者：广西大学
技术研发日：2016.04.26
技术公布日：2017.11.03