一种圆锥面自适应爬壁机器人的制作方法

1.本实用新型涉及风电塔筒维护机器人技术领域，具体涉及一种圆锥面自适应爬壁机器人。


背景技术：

2.近年来，风电为建设低碳清洁、可持续发展新能源体系发挥了重要作用；但风电的运维成本始终居高不下，以塔筒清洁、探伤、除锈以及塔顶机头巡检为主的日常运维均属于高空危险特种作业，租赁大型吊装升降机设备的成本控制是阻碍推广风电常规化运维的主要因素。
3.风电塔筒为圆锥形结构，市场现有履带式爬壁机器人，不能适应圆锥表面，容易掉落，风电塔筒高度均在60米以上，靠遥控控制及肉眼判断机器人爬升高度，不能精准确定机器人高度位置。爬升高度的不够，造成工作不彻底，爬升超出塔筒高度，又容易使机器人发生倾斜掉落。一旦掉落，危险性极大，因此必须使用安全吊索，增加了安装和使用难度。所以常规的履带式爬壁机器人，并不适用于风电塔筒。因此对于高空作业机器人，精确的监控机器人爬升高很有必要。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种圆锥面自适应爬壁机器人，可自调节两个支撑框架的倾斜角度，实现与风电塔筒表面更大程度的贴合，增大吸附力，确保机器人塔筒维护工作的稳定性。
5.本实用新型是通过如下技术方案实现的：
6.提供一种圆锥面自适应爬壁机器人，包括机器人本体和与机器人本体无线通讯的遥控器，机器人本体包括横撑和通过十字万向节铰接安装在横撑两端的支撑框架，横撑上安装有电源模块，支撑框架上通过传动机构转动安装有双排链条，传动机构在支撑框架上通过蜗轮蜗杆减速机连接有与电源模块电连接的驱动电机，双排链条中每两个正对的链节之间均安装有一用于与风电塔筒接触的活动磁铁组件。
7.本方案通过遥控器与机器人本体进行通讯，机器人本体利用支撑框架上安装的双排链条配合传动机构和活动磁铁组件实现在风电塔筒上自适应行走，机器人可以在圆锥表面进行前进、后退、转弯等动，保证灵活性的同时，减少掉落风险，工作效率大大提高。
8.进一步的，传动机构包括分别转动安装在支撑框架两端的主动轴和从动轴，主动轴上分别安装有与双排链条相配的两个主动链轮，从动轴上分别安装有与双排链条相配的两个从动链轮。
9.通过驱动电机驱动主动轴转动配合双排链条带动从动链条转动，实现传动。
10.更进一步的，还包括安装在支撑框架内且分别与双排链条抵接的链条张紧器。
11.链条张紧器用于使双排链轮保持张紧，提升传动效率并保证设备的稳定运行。
12.进一步的，活动磁铁组件包括固定板，固定板上通过螺栓固定有包覆防滑橡胶的
磁铁，固定板的两端开设沿固定板长度方向设置的固定条孔，链节的外侧安装有截面呈直角形的安装折板，安装折板的一面正对固定条孔开设定位孔，固定条孔与定位孔内活动插接有活动拉杆，活动拉杆的底部连接有防松螺母，活动拉杆的顶部固定有限位头，活动拉杆在定位孔下方与防松螺母上方之间套设有压缩弹簧。
13.磁铁用于与风电塔筒吸附，外部包覆防滑橡胶用于增大行走时的摩擦力，磁铁通过固定板与双排链条连接，配合链条两侧的活动拉杆和压缩弹簧，使得活动磁铁组件可始终保持与风电塔筒贴合，保证设备运行的稳定性。
14.进一步的，活动拉杆在远离防松螺母的一端套设有垫片，垫片设置在压缩弹簧与安装折板之间。
15.垫片用于对压缩弹簧的端部进行限位，使其可与活动拉杆配合保持对外持续压紧。
16.进一步的，横撑上安装有高度测量传感器。
17.增加高度测量传感器，通过与遥控器无线通信，达到实时监测爬升高度的目的，通过程序实现使用遥控器设置爬升高度极限的功能，将爬壁机器人活动范围控制在安全高度内。
18.本实用新型的有益效果：
19.本方案的机器人本体，根据针对风电塔筒圆锥面而设计，采用圆锥面自适应的类履带结构，特别设计的可自调节倾斜角度的支撑框架与活动磁体组件形成类似履带结构，活动磁铁通过与风电塔筒吸附配合传递结构带动履带结构转动使其与风电塔筒表面更大程度的贴合，增大吸附力，确保机器人塔筒维护工作的稳定性。机器人本体横撑两侧通过十字万向节铰接支撑框架，可以在圆锥表面进行前进、后退、转弯等动，保证灵活性的同时，减少掉落风险，工作效率大大提高。横撑上增加高度测量传感器，通过与遥控器无线通信，达到实时监测爬升高度的目的，通过程序实现使用遥控器设置爬升高度极限的功能，将爬壁机器人活动范围控制在安全高度内。
附图说明
20.图1是本实用新型的立体图；
21.图2是本实用新型的俯视图；
22.图3是本实用新型的侧面剖视图；
23.图4是本实用新型的支撑框架俯视图；
24.图5是本实用新型的双排链条与活动磁铁组件的安装结构示意图；
25.图6是本实用新型中活动磁铁组件立体图；
26.图7是本实用新型双排链条与活动磁铁组件的安装结构剖视图。
27.图中所示：
28.1、机器人本体；2、横撑；3、十字万向节；4、蜗轮蜗杆减速机；5、支撑框架；6、驱动电机；7、链节；8、从动链轮；9、从动轴承；10、从动轴；11、主动链轮；12、主动轴；13、主动轴承；14、链条张紧器；15、连接件；16、双排链条；17、活动磁铁组件；18、磁铁；19、防滑橡胶；20、螺钉；21、固定板；22、活动拉杆；23、垫片；24、压缩弹簧；25、防松螺母；26、高度测量传感器；27、遥控器；28、限位头；29、固定条孔；30、安装折板。
具体实施方式
29.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
30.一种圆锥面自适应爬壁机器人，包括机器人本体1和与机器人本体1无线通讯的遥控器27，遥控器27具有显示屏，可将机器人爬升高度实时显示在遥控器屏幕上。机器人本体1包括横撑2和通过十字万向节3铰接安装在横撑2两端的支撑框架5，横撑2上安装有电源模块，以及与电源模块电连接的高度测量传感器26，支撑框架5上通过传动机构转动安装有双排链条16，传动机构包括分别转动安装在支撑框架5两端的主动轴12和从动轴10，主动轴12通过主动轴承11转动安装在支撑框架5上，从动轴10通过从动轴承9转动安装在支撑框架5上，主动轴12上分别安装有与双排链条16相配的两个主动链轮11，从动轴10上分别安装有与双排链条16相配的两个从动链轮8。支撑框架5内安装有分别与双排链条16抵接的链条张紧器14。
31.传动机构在支撑框架5上通过蜗轮蜗杆减速机4连接有与电源模块电连接的驱动电机6，其中：驱动电机6设置有控制器，控制器与高度检测传感器电连接，控制器与遥控器之间可进行无线通讯，双排链条16中每两个正对的链节7之间均安装有一活动磁铁组件17。其中：活动磁铁组件17包括固定板21，固定板21上通过螺栓20固定有包覆防滑橡胶19的磁铁18，固定板21的两端开设沿固定板21长度方向设置的固定条孔29，链节7的外侧安装有截面呈直角形的安装折板31，安装折板30的一面正对固定条孔29开设定位孔，固定条孔29与定位孔内活动插接有活动拉杆22，活动拉杆22可在固定长孔29内平移滑动，活动拉杆22的底部连接有防松螺母25，活动拉杆22的顶部固定有限位头28，活动拉杆22在定位孔下方与防松螺母25上方之间套设有压缩弹簧24。活动拉杆22在远离防松螺母25的一端套设有垫片23，垫片23设置在压缩弹簧24与安装折板30之间。活动拉杆22可轴向移动和平移，达到自调节角度的目的。
32.本实用新型整体工作流程：
33.使用时人工放置到风电塔筒表面，通过活动磁铁组件17中的磁铁18吸附到风电塔筒上。横撑2两端的支撑框架5上的双排链条16，通过各自的蜗轮蜗杆减速机4由各自的驱动电机6驱动，实现整体的前进、后退及转弯动作。
34.机器人本体1在圆锥面上竖直行走时，左右两组支撑框架5通过横撑2两端的十字万向节3实现整体角度调节，使由活动磁铁组件17与双排链条16形成的履带结构适应与圆锥表面的贴合角度。机器人本体在圆锥面上转弯时，履带结构的双排链条16随圆弧面形状变为曲线，活动磁铁组件17的方向随链条变化，以贴合风电塔筒曲面，随着机器人在塔筒表面的移动，通过角度自调节而适应风电塔筒圆锥面，保证贴合及吸附力。
35.当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。