爬壁机器人的制作方法

本发明涉及行走设备技术，尤其涉及一种爬壁机器人。

背景技术：

随着现代社会和科学技术的高速发展，爬壁机器人正被越来越多的应用于各种复杂环境。

现有的爬壁机器人包括相连接的机器人主体和履带装置，履带装置包括驱动轮、履带件和磁性装置，磁性装置设置在履带件的表面，履带件通过磁性装置能够吸附在工作面上，另外，履带件套设在驱动轮上并与驱动轮啮合，驱动轮用于带动履带件运转，从而使履带装置能够在工作面上行走，进而带动机器人主体沿工作面移动。

然而，现有的爬壁机器人在管道或柱体上行走时，由于工作面为弧形面，因此，磁性装置无法与工作面相贴合，从而降低了磁性装置对于工作面的吸附力，使履带件容易与工作面相脱离，降低了爬壁机器人使用的可靠性。

技术实现要素：

本发明提供一种爬壁机器人，以提高使用的可靠性。

本发明提供一种爬壁机器人，包括机器人主体和行走装置，所述机器人主体包括第一主体部，所述第一主体部为多个，多个所述第一主体部沿所述机器人主体的宽度方向间隔设置，相邻两个第一主体部之间通过铰接件铰接，各所述第一主体部上均设有所述行走装置，所述行走装置上设有吸附装置，所述吸附装置用于吸附工作面，所述行走装置用于带动所述机器人主体沿所述工作面行走。

基于上述，本发明提供的爬壁机器人，在使用时，可通过行走装置上的吸附装置吸附工作面，并通过行走装置带动机器人主体沿工作面行走。由于多个第一主体部沿机器人主体的宽度方向间隔设置，相邻两个第一主体部之间通过铰接件铰接，因此，多个第一主体部之间能够以铰接件的轴线为中心相对旋转，而由于各第一主体部上均设有行走装置，因此当行走装置上的吸附装置吸附在弧形工作面上时，多个第一主体部在吸附力的作用下能够以铰接件的轴线为中心相对旋转，从而使机器人主体形成适应弧形工作面的形状，由此能够提高吸附装置与工作面的贴合度，从而提高吸附装置对于工作面的吸附力，有效防止行走装置与工作面相脱离，提高了爬壁机器人使用的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种爬壁机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种爬壁机器人的仰视图；

图3为本发明实施例提供的一种爬壁机器人的局部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种爬壁机器人的行走装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种爬壁机器人的行走装置的局部结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种爬壁机器人的吸附装置的正面图；

图7为本发明实施例提供的一种爬壁机器人的吸附装置的立体图。

附图标记：

100：吸附装置；101：吸附件；102：连接板；

103：弹性件；104：导向装置；105：连接杆；

106：第一销轴；107：穿孔；108：限位件；

109：导向轮；110：第二销轴；111：框架；

112：磁块；201：机器人主体；202：行走装置；

203：第一主体部；204：铰接件；205：第二主体部；

206：第一转轴；207：第二转轴；208：支架；

209：第一连接架；210：第二连接架；211：从动轮；

212：从动轮轴；213：主动轮；214：主动轮轴；

215：履带件；216：限位系统；217：限位部；

218：螺杆；219：限位装置；220：螺纹孔；

221：传动链；222：限位凹槽；223：压紧装置；

224：压紧板；225：压紧轮；226：轮体；

227：限位凸起；228：弹性装置；229：风镐。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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。

请参考图1-3，本发明实施例提供一种爬壁机器人，包括机器人主体201和行走装置202，机器人主体201包括第一主体部203，第一主体部203为多个，多个第一主体部203沿机器人主体201的宽度或长度方向间隔排列设置，相邻两个第一主体部203之间通过铰接件204铰接，各第一主体部203上均设有行走装置202，行走装置202上设有吸附装置100，吸附装置100用于吸附工作面，行走装置202用于带动机器人主体201沿工作面行走。

本实施例中的爬壁机器人，在使用时，可通过行走装置202上的吸附装置100吸附工作面，并通过行走装置202带动机器人主体201沿工作面行走。由于多个第一主体部203沿机器人主体201的宽度或长度方向间隔排列设置，相邻两个第一主体部203之间通过铰接件204铰接，因此，多个第一主体部203之间能够以铰接件204的轴线为中心相对旋转，而由于各第一主体部203上均设有行走装置202，因此当行走装置202上的吸附装置100吸附在弧形工作面上时，多个第一主体部203在吸附力的作用下能够以铰接件204的轴线为中心相对旋转，从而使机器人主体201形成适应弧形工作面的形状，由此能够提高吸附装置100与工作面的贴合度，从而提高吸附装置100对于工作面的吸附力，有效防止行走装置202与工作面相脱离，提高了爬壁机器人使用的可靠性。

本实施例中，优选的，机器人主体201还包括第二主体部205，第一主体部203为两个，第二主体部205设置在两个第一主体部203之间，第二主体部205通过铰接件204与第一主体部203铰接。由此，通过设置第二主体部205能够增加两个第一主体部203之间的距离，从而使两个第一主体部203在相对旋转时不会出现干涉，提高了两个第一主体部203旋转的幅度及顺畅性，另外，可方便的将执行装置、控制装置、动力装置等设备设置在第二主体部205上，由于在爬壁机器人行走过程中，第二主体部205相对稳定，因此，能够更好的保护安装在第二主体部205上的设备。

本实施例中，优选的，两个第一主体部203沿机器人主体201的宽度方向间隔排列设置，行走装置202为履带装置，履带装置沿机器人主体201的长度方向延伸，铰接件204包括第一转轴206，第一转轴206沿机器人主体201的长度方向设置，第一主体部203和第二主体部205能够以第一转轴206为中心相对旋转。由此，当爬壁机器人在管道中或柱体上沿管道或柱体的轴向行走时，行走装置202上的吸附装置100吸附在管道内壁或柱体外壁上，两个第一主体部203在吸附力的作用下能够以第一转轴206的轴线为中心相对旋转，由于履带装置和第一转轴206均沿机器人主体201的长度方向设置，从而能够使机器人主体201形成适应管道内壁或柱体外壁的形状，由此能够提高吸附装置100与工作面的贴合度，从而提高吸附装置100对于工作面的吸附力，有效防止行走装置202与工作面相脱离，提高了爬壁机器人使用的可靠性。

本实施例中，优选的，铰接件204还包括第二转轴207，第二转轴207沿机器人主体201的宽度方向设置，第一主体部203和第二主体部205还能够以第二转轴207为中心相对旋转。由于第二转轴207沿机器人主体201的宽度方向设置，因此当爬壁机器人经过连续的波浪形工作面时，通过第一主体部203和第二主体部205以第二转轴207为中心的相对旋转，能够使履带装置随波浪形工作面的起伏而进行摆动，由此能够提高吸附装置100与工作面的贴合度，从而提高吸附装置100对于工作面的吸附力，有效防止行走装置202与工作面相脱离，提高了爬壁机器人使用的可靠性。其中，铰接件204可为包含第一转轴206和第二转轴207的万向轴，也可为球铰等连接件。

请参考图4和图5，本实施例中，优选的，行走装置202为履带装置，履带装置包括：支架208，包括第一连接架209和第二连接架210，第一连接架209与第二连接架210沿支架208的长度方向滑动连接；从动轮211，通过从动轮轴212与第一连接架209转动连接，从动轮轴212沿支架208的宽度方向设置；主动轮213，通过主动轮轴214与第二连接架210转动连接，主动轮轴214与从动轮轴212平行并沿支架208的长度方向间隔设置，第一连接架209与第二连接架210能够沿支架208的长度方向相对滑动以调整从动轮轴212和主动轮轴214之间的距离；定位系统，包括履带件215和限位系统216，履带件215套设在主动轮213和从动轮211外侧并与主动轮213和从动轮211相啮合，履带件215能够限制第一连接架209与第二连接架210沿支架208的长度方向相对滑动以限制从动轮轴212和主动轮轴214相远离，限位系统216与第一连接架209和第二连接架210相连接，限位系统216能够限制第一连接架209与第二连接架210沿支架208的长度方向相对滑动以限制从动轮轴212和主动轮轴214相靠近，从而能够与履带件215配合使第一连接架209和第二连接架210相对定位。

当需要对履带件215进行安装时，可使第一连接架209与第二连接架210沿支架208的长度方向相对滑动，以缩短从动轮轴212和主动轮轴214之间的距离，因此能够方便的将履带件215套设在从动轮轴212和主动轮轴214上，之后可使第一连接架209与第二连接架210沿支架208的长度方向相对滑动以增加从动轮轴212和主动轮轴214之间的距离，从而将履带件215张紧，当履带件215张紧后可通过限位系统216将第一连接架209与第二连接架210相相连接，由于履带件215能够限制从动轮轴212和主动轮轴214相远离且限位系统216能够限制从动轮轴212和主动轮轴214相靠近，因此，通过限位系统216与履带件215配合能够使第一连接架209和第二连接架210相对定位。当需要拆卸履带件215时，只需使限位系统216解除对于第一连接架209与第二连接架210的限位，即可使第一连接架209与第二连接架210沿支架208的长度方向相对滑动而使从动轮轴212和主动轮轴214相靠近，从而缩短从动轮轴212和主动轮轴214之间的距离，便于将履带件215卸下。由此，使履带件215安装拆卸方便，提高了履带装置使用的便利性。

本实施例中，优选的，限位系统216包括限位部217、螺杆218和限位装置219，限位部217设置在第一连接架209上；限位装置219设置在第二连接架210上，限位装置219开设有沿支架208的长度方向延伸的螺纹孔220，螺杆218穿设在螺纹孔220内，螺杆218用于以轴线为中心相对于限位装置219旋转以沿支架208的长度方向上伸缩并能够与限位部217相抵接，从而能够限制第一连接架209与第二连接架210沿支架208的长度方向相对滑动以限制从动轮轴212和主动轮轴214相靠近。

当需要对履带件215进行安装时，可旋转螺杆218，使螺杆218收缩以与限位部217相分离，从而解除对于第一连接架209与第二连接架210的限位，使第一连接架209与第二连接架210能够沿支架208的长度方向相对滑动，以缩短从动轮轴212和主动轮轴214之间的距离，因此能够方便的将履带件215套设在从动轮轴212和主动轮轴214上，之后可旋转螺杆218，使螺杆218能够朝向限位部217伸展从而与限位部217相抵接，继续旋转螺杆218能够带动第一连接架209与第二连接架210沿支架208的长度方向相对滑动，从而使从动轮轴212和主动轮轴214相远离将履带件215张紧，此时，履带件215能够限制第一连接架209与第二连接架210沿支架208的长度方向相对滑动以限制从动轮轴212和主动轮轴214相远离，进而将第一连接架209与第二连接架210定位。当需要拆卸履带件215时，只需旋转螺杆218，使螺杆218收缩以与限位部217相分离，从而解除对于第一连接架209与第二连接架210的限位，使第一连接架209与第二连接架210能够沿支架208的长度方向相对滑动，以缩短从动轮轴212和主动轮轴214之间的距离，便于将履带件215卸下。由此，使履带件215安装拆卸方便，且定位系统结构简单，操作方便。

本实施例中，优选的，限位装置219与第一连接架209可拆卸连接。由此，当需要拆卸履带件215时，可直接将限位装置219卸下，从而使第一连接架209与第二连接架210能够快速滑动较长距离，从而能够快速缩短从动轮轴212和主动轮轴214之间的距离，使履带件215能够快速卸下。

本实施例中，优选的，履带件215包括传动链221，传动链221形成有限位凹槽222，限位凹槽222沿传动链221的长度方向延伸，主动轮213和从动轮211位于限位凹槽222内并与传动链221相啮合，履带装置还包括压紧装置223，压紧装置223包括：压紧板224，位于支架208底部并沿支架208的长度方向和宽度方向延伸；压紧轮225，转动连接在压紧板224上，压紧轮225的轴线沿支架208的宽度方向设置，压紧轮225包括轮体226和限位凸起227，限位凸起227沿轮体226的径向凸设在轮体226的外侧并沿轮体226的周向延伸，限位凸起227容纳在限位凹槽222内，并与限位凹槽222配合限制轮体226和传动链221沿轮体226轴向的相对移动；弹性装置228，弹性装置228的两端分别与压紧板224和支架208相连接，弹性装置228支撑在压紧板224和支架208之间用于对压紧板224施加压力，以使压紧轮225压紧传动链221。由此，通过弹性装置228向压紧板224施加压力能够使压紧轮225压紧传动链221，从而利于提高履带件215的张紧度，另外，通过限位凸起227和限位凹槽222的配合能够限制轮体226和传动链221沿轮体226轴向的相对移动，从而能够有效防止压紧轮225和传动链221相脱离，提高压紧轮225对于传动链221压持的稳定性，并提高履带件215连接的可靠性。

本实施例中，优选的，限位凸起227由多个沿轮体226周向间隔设置的限位齿构成，限位齿与传动链221相啮合。由于限位齿能够与传动链221相啮合，因此利于提高限位凸起227的限位作用，从而能够更为有效的防止压紧轮225和传动链221相脱离。

本实施例中，优选的，爬壁机器人还包括风镐229，风镐229设置在机器人主体201上，用于对待清洁物件进行清理。由于风镐229能够对待清洁物件上的污垢或锈垢进行持续的冲击，因此能够将硬度较高的污垢或锈垢进行粉碎清理，从而利于提高清理效果。

请参考图6和图7，本实施例中，优选的，吸附装置100包括吸附件101、连接板102和弹性件103，吸附件101用于吸附在工作面上，弹性件103的两端分别与吸附件101和连接板102相连接，弹性件103支撑在连接板102和吸附件101之间以使连接板102与吸附件101能够保持相对定位状态；履带件215上设有连接部，连接部与连接板102相连接，弹性件103沿履带件215的径向延伸以使吸附件101位于履带件215外侧。由于通过弹性件103的伸缩或弯曲，能够使吸附件101和连接板102相对移动，当履带装置在非平面工作面上行走时，吸附件101会受到工作面的压力，在压力和弹性件103的弹性力的作用下，吸附件101会而相对于连接板102移动，从而使吸附件101能够与工作面相贴合，进而利于提高吸附件101对于工作面的吸附力，防止履带装置与工作面脱离而掉落，提高了使用的可靠性。同时，在弹性件103的支撑作用下，能够保证履带装置行走的稳定性。

本实施例中，优选的，履带装置还包括导向装置104，导向装置104包括连接杆105和第一销轴106，连接杆105的第一端通过第一销轴106与吸附件101铰接，第一销轴106与弹性件103的设置方向相垂直；连接板102上设有穿孔107，连接板102通过穿孔107套设在连接杆105的第一端和第二端之间，连接杆105能够在穿孔107中伸缩。当履带装置在非平面工作面上行走时，吸附件101会受到工作面的压力，在压力和弹性件103的弹性力的作用下，吸附件101会带动连接杆105在穿孔107中伸缩，且吸附件101会以第一销轴106为中心相对于连接板102旋转，从而使吸附件101能够与工作面相贴合，进而利于提高吸附件101对于工作面的吸附力，防止履带装置与工作面脱离而掉落，提高了使用的可靠性。另外，导向装置104限制了吸附件101和连接板102相对移动的方向，从而提高了吸附装置100的支撑力。

本实施例中，优选的，连接板102沿支架208的宽度方向设置，第一销轴106与支架208的宽度方向相垂直，导向装置104为多个，多个导向装置104沿支架208的宽度方向间隔设置。由于第一销轴106与支架208的宽度方向相垂直，因此，导向装置104限制了吸附件101和连接板102在垂直于履带件215的径向和支架208的宽度方向的方向上的相对移动，进一步提高了吸附装置100的支撑力。多个导向装置104沿支架208的宽度方向间隔设置，能够有效防止吸附件101以连接杆105为中心相对于连接板102旋转，提高了吸附装置100使用的稳定性和可靠性。

本实施例中，优选的，吸附装置100为多个，多个吸附装置100沿履带件215的周向间隔排列设置。履带装置通过多个吸附装置100配合吸附并支撑在工作面上，能够提高履带装置对于工作面的吸附力度，从而提高履带装置在工作面上行走的可靠性及稳定性。

本实施例中，优选的，吸附装置100还包括限位件108，限位件108连接在连接杆105的第二端和连接板102之间以限制连接板102朝向连接杆105的第二端移动；弹性件103为弹簧，各连接杆105上均套设有弹簧，弹簧用于对吸附件101和连接板102施加弹性压力以使吸附件101和连接板102能够保持相对定位状态。由此，通过限位件108可以限制连接板102和吸附件101之间的间距，从而使弹簧保持压缩状态，进而使弹簧能够对吸附件101和连接板102施加弹性压力以使吸附件101和连接板102能够保持相对定位状态，提高吸附装置100的支撑力。由于弹簧套设在连接杆105上，因此连接杆105能够对弹簧提供支撑力，防止弹簧过度变形而损坏，提高了吸附装置100使用的可靠性。另外，由于多个导向装置104沿支架208的宽度方向间隔设置，因此，套设在连接杆105上的弹簧自然也沿支架208的宽度方向间隔设置，因此能够提高对于吸附件101和连接板102的支撑力，使连接板102与吸附件101能够更好的保持相对定位状态，提高了吸附装置100使用的可靠性。

本实施例中，优选的，限位件108为限位螺母，连接杆105上设有螺纹段，限位螺母与螺纹段螺纹配合。在吸附装置100组装过程中，可先将连接杆105通过第一销轴106与吸附件101铰接，之后将弹簧套设在连接杆105上，再将连接板102通过穿孔107套设在连接杆105上，之后再将限位螺母套设在螺纹段上，通过旋转限位螺母使限位螺母沿螺纹段移动以压持连接板102，从而使弹簧保持压缩状态，由此使吸附装置100组装、调节方便。当然，限位件108也为设置在连接杆105上的限位凸块。

本实施例中，优选的，吸附装置100还包括导向轮109，吸附件101沿支架208的宽度方向延伸，导向轮109通过第二销轴110连接在吸附件101的端部，第二销轴110与第一销轴106相平行。当履带装置在非平面工作面上行走时，吸附件101会受到工作面的压力，在压力和弹性件103的弹性力的作用下，吸附件101会以第一销轴106为中心相对于连接板102旋转，在吸附件101相对于连接板102旋转过程中，导向轮109会与工作面相接触并在工作面上滑动，此时，导向轮109能够以第二销轴110为中心相对于吸附件101旋转，从而有效避免吸附件101的端部与工作面直接碰撞造成损坏，并使履带装置在工作面上的移动更为顺畅。

本实施例中，优选的，吸附件101的底面用于与工作面相接触，导向轮109的底端位于吸附件101的底面下方，由此能够减小吸附件101与工作面的摩擦。

本实施例中，优选的，吸附件101包括框架111和磁块112，框架111和磁块112均沿支架208的宽度方向延伸，导向轮109通过第二销轴110连接在框架111的两端，磁块112与框架111连接并位于框架111的两端之间，磁块112用于吸附在工作面上。由此，使吸附件101结构简单、吸附可靠、组装方便。当然，磁块112也可替换为真空吸附装置100。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。