一种用于爬壁机器人壁面检测装置

1.本发明涉及一种爬壁机器人检测装置，具体地说，涉及一种用于爬壁机器人壁面检测装置。


背景技术：

2.目前爬壁机器人对壁面的适应性有一定的局限性，不管是磁吸附或是真空吸附对壁面有一定的要求，爬壁机器人的作业范围清洗、喷涂及检测相关领域，市面上很多关于障碍检测的为视觉、激光及超声波，爬壁机器人作业过程中，壁面的凹坑及焊缝凸起进行避让，会直接导致机器人掉落，而爬壁机器人在作业构成中产业的粉尘及水雾对视觉、激光及超声波的影响较大，真空吸附式爬壁机器人可不能根据实时壁面粗糙情况进行风机及行进速度的调整。
3.为了应对上述问题，现亟需一种用于爬壁机器人壁面检测装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于爬壁机器人壁面检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，提供了一种用于爬壁机器人壁面检测装置，包括爬壁机器人本体，所述爬壁机器人本体包括一对驱动轴，所述驱动轴两侧均同轴连接有履带，所述履带远离所述驱动轴一侧设置有侧板，两所述侧板顶端连接有顶盖，所述顶盖底端设置有风机，所述风机用于抽吸壁面与所述顶盖底端之间气体，使其形成负压，所述顶盖顶端设置有测试装置，所述测试装置包括连接块，所述连接块位于所述风机正上方，所述连接块顶端开设有顶口，所述顶口内端设置有齿轮，所述连接块外侧设置有角度传感器，所述角度传感器末端与所述齿轮侧面保持同轴连接，所述齿轮侧面套设有探测组件，所述探测组件与所述齿轮保持同轴连接，所述探测组件与所述连接块之间连接有限位组件；
6.所述探测组件位于所述爬壁机器人本体前方，所述爬壁机器人本体移动过程中，所述限位组件提供给探测组件一个作用力，促使所述限位组件处于紧绷状态，当所述限位组件遇到避免凹凸面时，所述限位组件将会带动齿轮发生转动，所述齿轮转动通过所述角度传感器进行角度偏移计数，所述角度传感器内置角度传感器调控系统，所述角度传感器调控系统用于记录角度偏移计数信息，并进行数据信息转换，生成转换数据信息，所述风机内置与所述角度传感器调控系统连接的风机风能调控系统，所述风机风能调控系统用于接收转换数据信息，并对所述风机进行风能调控。
7.作为本技术方案的进一步改进，所述探测组件包括横杆，所述横杆一端与所述齿轮保持同轴连接，所述横杆另一端垂直连接有竖杆，所述竖杆底端与壁面贴合。
8.作为本技术方案的进一步改进，所述竖杆底端设置有滚珠，所述滚珠与所述竖杆保持滚动连接。
9.作为本技术方案的进一步改进，所述限位组件包括限位弹簧，所述限位弹簧两端
均连接有连接环，其中一个所述连接环固定再所述连接块侧面，另一个所述连接环固定在所述横杆底端位置。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述风机底端设置有底盖，所述底盖底端中间位置开设有限位孔。
11.作为本技术方案的进一步改进，所述角度传感器调控系统包括齿轮圈数记录模块，所述齿轮圈数记录模块用于记录所述齿轮转数，所述齿轮圈数记录模块输出端连接有角度偏移换算模块，生成齿轮转数信息，所述角度偏移换算模块信息用于对齿轮转数进行数据转换，换算成壁面的高低数值信息，所述角度偏移换算模块输出端连接有数据信息传输模块，所述风机风能调控系统包括信息接收模块，所述信息接收模块输入端与所述数据信息传输模块输出端连接，所述信息接收模块输出端连接有风能调控模块，所述风能调控模块根据高低数值信息，调整所述风机风能大小。
12.作为本技术方案的进一步改进，所述风能调控模块输出端连接有阈值制定模块，所述阈值制定模块用于制定高低数值阈值，所述阈值制定模块输出端连接有紧急制动模块，当所述风能调控模块接收到的高低数值信息超过高低数值阈值时，所述紧急制动模块控制所述风机降低抽吸风能，并发出警报。
13.作为本技术方案的进一步改进，所述阈值制定模块采用阈值判断算法，其算法公式如下所示：
14.a＝[a1，a2，
…
，an]；
[0015][0016]
其中，a为各个测试的壁面高低数值集合，a1至an为各个测试的壁面高低数值，f(a)为阈值判断函数，为最低高度，为最高高度，a为输入的壁面高低数值，当壁面高低数值高于最低高度且低于最高高度时，阈值判断函数f(a)输出为0，表明该壁面高低数值为正常高低数据，所述爬壁机器人本体能够顺利通过前方凹凸面，当壁面高低数值a不高于最低高度或者壁面高低数值a不低于最高高度时，阈值判断函数f(a)输出为1，表明该壁面高低数值为异常高低数据，所述爬壁机器人本体不能顺利通过前方凹凸面。
[0017]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0018]
1、该用于爬壁机器人壁面检测装置中，通过角度传感器及时检测出壁面的粗糙度，通过探测组件的起伏，通过齿轮传动至角度传感器，换算成壁面的高低数值，根据粗糙度的大小可以调节风机的风量，从而控制行驶速度确保爬壁机器人本体顺利通过，提前为爬壁机器人本体排除壁面障碍，避免爬壁机器人本体行驶至凹凸面，导致负压不足，很容易出现掉落现象，从而提高对爬壁机器人本体的防护效果。
[0019]
2、该用于爬壁机器人壁面检测装置中，通过设置的滚珠降低竖杆底端与壁面之间的接触面积，同时将两者之间产生摩擦力转化为滑动摩擦力，从而降低壁面对竖杆底端的阻碍，提高竖杆的滑动效率。
[0020]
3、该用于爬壁机器人壁面检测装置中，通过设置的底盖对风机底端进行隔离处理，防止凸面过高，导致风机移动过程中与其发生剐蹭，影响风机的使用寿命，同时通过设置的限位孔对风机进行导流处理，提高风机抽吸效率。
附图说明
[0021]
图1为本发明的整体结构示意图；
[0022]
图2为本发明的爬壁机器人本体结构拆分图其一；
[0023]
图3为本发明的爬壁机器人本体结构拆分图其二；
[0024]
图4为本发明的测试装置结构示意图；
[0025]
图5为本发明的图4的a处局部放大图；
[0026]
图6为本发明的图4的b处局部放大图；
[0027]
图7为本发明的整体系统流程图。
[0028]
图中各个标号意义为：
[0029]
10、爬壁机器人本体；110、驱动轴；120、履带；130、侧板；140、顶盖；150、风机；160、底盖；161、限位孔；
[0030]
20、测试装置；210、连接块；211、顶口；212、齿轮；220、角度传感器；230、横杆；240、竖杆；241、滚珠；250、限位弹簧；251、连接环。
具体实施方式
[0031]
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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
[0032]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0033]
请参阅图1-图7所示，提供了一种用于爬壁机器人壁面检测装置，包括爬壁机器人本体10，爬壁机器人本体10包括一对驱动轴110，驱动轴110两侧均同轴连接有履带120，履带120远离驱动轴110一侧设置有侧板130，两侧板130顶端连接有顶盖140，顶盖140底端设置有风机150，风机150用于抽吸壁面与顶盖140底端之间气体，使其形成负压，顶盖140顶端设置有测试装置20，测试装置20包括连接块210，连接块210位于风机150正上方，连接块210顶端开设有顶口211，顶口211内端设置有齿轮212，连接块210外侧设置有角度传感器220，角度传感器220末端与齿轮212侧面保持同轴连接，齿轮212侧面套设有探测组件，探测组件与齿轮212保持同轴连接，探测组件与连接块210之间连接有限位组件；
[0034]
探测组件位于爬壁机器人本体10前方，爬壁机器人本体10移动过程中，限位组件提供给探测组件一个作用力，促使限位组件处于紧绷状态，当限位组件遇到避免凹凸面时，限位组件将会带动齿轮212发生转动，齿轮212转动通过角度传感器220进行角度偏移计数，角度传感器220内置角度传感器调控系统，角度传感器调控系统用于记录角度偏移计数信息，并进行数据信息转换，生成转换数据信息，风机150内置与角度传感器调控系统连接的风机风能调控系统，风机风能调控系统用于接收转换数据信息，并对风机150进行风能调控。
[0035]
具体使用时，爬壁机器人本体10贴合避免移动过程中，驱动轴110驱动履带120沿着壁面移动，同时风机150抽吸壁面与顶盖140底端之间气体，使其之间形成负压状态，通过产生吸力维持爬壁机器人本体10与壁面贴合移动，测试装置20位于爬壁机器人本体10前方，爬壁机器人本体10移动过程中会带动测试装置20一并移动，且探测组件与壁面贴合移动，同时限位组件处于紧绷状态，提供给探测组件一个作用力，当探测组件遇到壁面凹凸位置时，促使探测组件发生位置起伏变化，将会带动齿轮212转动，齿轮212转动后，通过角度传感器220进行角度偏移计数，此时角度传感器调控系统记录角度偏移计数信息，并进行数据信息转换，生成转换数据信息，度传感器调控系统连接的风机风能调控系统，风机风能调控系统用于接收转换数据信息，并对风机150进行风能调控，同时应用于磁吸机器人时，能够提前为磁吸机器人识别壁面的凹坑及焊缝凸起，使其能够避让壁面的凹坑及焊缝凸起，避免机器人掉落，从而克服爬壁机器人在作业构成中产业的粉尘及水雾对视觉、激光及超声波的影响。
[0036]
本发明通过角度传感器220及时检测出壁面的粗糙度，通过探测组件的起伏，通过齿轮212传动至角度传感器220，换算成壁面的高低数值，根据粗糙度的大小可以调节风机150的风量，从而控制行驶速度确保爬壁机器人本体10顺利通过，提前为爬壁机器人本体10排除壁面障碍，避免爬壁机器人本体10行驶至凹凸面，导致负压不足，很容易出现掉落现象，从而提高对爬壁机器人本体10的防护效果。
[0037]
此外，探测组件包括横杆230，横杆230一端与齿轮212保持同轴连接，横杆230另一端垂直连接有竖杆240，竖杆240底端与壁面贴合。具体使用时，爬壁机器人本体10沿着壁面行驶过程中，将会带动竖杆240沿着壁面移动，竖杆240末端与壁面贴合，当竖杆240末端遇到壁面凹凸位置时，将会导致竖杆240高度出现起伏，竖杆240高度发生起伏后将带动齿轮212发生转动，测出爬壁机器人本体10前方壁面凹凸值，通过风机150及时调整风力大小，改变爬壁机器人本体10行驶速度，使其顺利通过凹凸壁面。
[0038]
进一步的，竖杆240底端设置有滚珠241，滚珠241与竖杆240保持滚动连接。具体使用时，由于竖杆240末端与壁面贴合，竖杆240移动过程中将会受到壁面摩擦力作用，而这个摩擦力方向与竖杆240移动方向相反，始终阻碍竖杆240移动，影响竖杆240的移动效率，通过设置的滚珠241降低竖杆240底端与壁面之间的接触面积，同时将两者之间产生摩擦力转化为滑动摩擦力，从而降低壁面对竖杆240底端的阻碍，提高竖杆240的滑动效率。
[0039]
再进一步的，限位组件包括限位弹簧250，限位弹簧250两端均连接有连接环251，其中一个连接环251固定再连接块210侧面，另一个连接环251固定在横杆230底端位置。具体使用时，当竖杆240移动过程中，限位弹簧250处于拉伸状态，提供给横杆230底端一个拉力，通过拉动横杆230促使竖杆240底端始终贴合在壁面，当竖杆240底端遇到壁面下凹位置时，限位弹簧250将会拉动竖杆240，促使竖杆240末端向下伸入凹面底端，当竖杆240底端遇到壁面上凸位置时，竖杆240将会上移，带动限位弹簧250继续拉伸，从而实现对竖杆240的起伏控制。
[0040]
具体的，风机150底端设置有底盖160，底盖160底端中间位置开设有限位孔161。具体使用时，通过设置的底盖160对风机150底端进行隔离处理，防止凸面过高，导致风机150移动过程中与其发生剐蹭，影响风机150的使用寿命，同时通过设置的限位孔161对风机150进行导流处理，提高风机150抽吸效率。
[0041]
此外，角度传感器调控系统包括齿轮圈数记录模块，齿轮圈数记录模块用于记录齿轮212齿轮转数，齿轮圈数记录模块输出端连接有角度偏移换算模块，生成齿轮转数信息，角度偏移换算模块信息用于对齿轮转数进行数据转换，换算成壁面的高低数值信息，角度偏移换算模块输出端连接有数据信息传输模块，风机风能调控系统包括信息接收模块，信息接收模块输入端与数据信息传输模块输出端连接，信息接收模块输出端连接有风能调控模块，风能调控模块根据高低数值信息，调整风机150风能大小。具体使用时，当齿轮212发生转动后，齿轮圈数记录模块记录齿轮212齿轮转数角度，生成齿轮转数信息，偏移换算模块对齿轮转数信息进行数据转换，换算成壁面的高低数值信息，并将高低数值信息传输至数据信息传输模块，数据信息传输模块将高低数值信息传输至信息接收模块，信息接收模块将高低数值信息传输至风能调控模块，风能调控模块根据高低数值信息，调整风机150风能大小，控制爬壁机器人本体10进行速度调节。
[0042]
进一步的，风能调控模块输出端连接有阈值制定模块，阈值制定模块用于制定高低数值阈值，阈值制定模块输出端连接有紧急制动模块，当风能调控模块接收到的高低数值信息超过高低数值阈值时，紧急制动模块控制风机150降低抽吸风能，并发出警报。具体使用时，阈值制定模块制定高低数值阈值，当风能调控模块接收到的高低数值信息超过高低数值阈值时，紧急制动模块控制风机150降低抽吸风能，并发出警报，提醒操作人员及时调整爬壁机器人本体10位置，防止壁面凹凸幅度过大，导致爬壁机器人本体10无法通过该位置，很容易发生掉落情况。
[0043]
再进一步的，阈值制定模块采用阈值判断算法，其算法公式如下所示：
[0044]
a＝[a1，a2，
…
，an]；
[0045][0046]
其中，a为各个测试的壁面高低数值集合，a1至an为各个测试的壁面高低数值，f(a)为阈值判断函数，为最低高度，为最高高度，a为输入的壁面高低数值，当壁面高低数值高于最低高度且低于最高高度时，阈值判断函数f(a)输出为0，表明该壁面高低数值为正常高低数据，爬壁机器人本体10能够顺利通过前方凹凸面，当壁面高低数值a不高于最低高度或者壁面高低数值a不低于最高高度时，阈值判断函数f(a)输出为1，表明该壁面高低数值为异常高低数据，爬壁机器人本体10不能顺利通过前方凹凸面。
[0047]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。