空壁巡检机器人

本发明属于无人机巡检，具体是涉及一种空壁巡检机器人。

背景技术：

1、在现代工业以及城市基础设施维护中，大型桥梁作为重要组成部分，其安全状况需要定期进行检查和维修。传统的桥梁检查方法依赖于人工或者自主式无人机，但这些方法存在一些局限性。例如，依靠人力进行的检查效率低下并且危险性高；而自主式无人机虽然可以减少人员的风险暴露，但受到电池容量限制，其持续作业时间有限，且存在因电量耗尽或信号问题而导致的坠机风险。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明主要针对以上问题，提出了一种空壁巡检机器人，解决了传统无人机在桥梁检查等领域的持续作业时间短和操作中的风险问题，提供了一个安全、高效、可靠的自动化检查解决方案。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供了一种空壁巡检机器人，包括：收绳器和缠绕在收绳器上的线缆，所述线缆的一端连接地面电源和控制终端，另一端连接负压模块，以由所述地面电源和所述控制终端为所述负压模块供电和通讯；所述负压模块包括机体，所述机体包括底面和多个连接所述底面相对边的梯形侧面；多个所述梯形侧面与所述底面形成一个从下至上开口逐渐增大的吸附腔；所述吸附腔内部设有支座，所述支座由外框架、内框架以及将所述外框架和所述内框架连接为一体的多根连接架组成，所述外框架沿所述机体中心轴线对称设置有多个电机安装部，多个所述电机安装部上均设置有负压风机，多个所述负压风机的输出端均连接螺旋桨；所述底面上设置有多个气流通道，各所述螺旋桨分别安装在对应的所述气流通道上，以由转动的所述螺旋桨在所述吸附腔内形成负压；所述内框架上设置有电源模块，所述电源模块与所述负压风机和地面电源相连；其中，所述支座采用铝合金结构，通过金属3d打印制造，所述机体采用碳纤维外壳。

5、进一步地，所述吸附腔沿机体中心轴线对称设置有两组行走装置。

6、进一步地，所述行走装置包括履带支架、行走电机、从动轮、主动轮及履带，所述履带支架采用铝合金结构，通过金属3d打印制造，所述从动轮数量为两组，安装在所述履带支架的两端，所述主动轮安装在履带支架上且位于两从动轮之间，所述主动轮与所述行走电机的输出端连接，以由所述行走电机驱动其转动，所述履带绕设在所述从动轮、主动轮的外壁，且该履带的内表面与所述主动动轮的外表面啮合。

7、进一步地，所述外框架沿机体中心轴线对称设置有多个脚架安装部，所述脚架安装部沿远离吸附腔的方向向外倾斜设置，向外倾斜设置的所述脚架安装部上设置有支撑脚。

8、进一步地，所述外框架和内框架为方形结构，所述电机安装部位于所述外框的四个端角位置，所述脚架安装部位于所述相邻两电机安装部之间的外框上，多组所述连接架分别位于所述相邻两电机安装部之间，呈对称的方式将所述外框架和内框架连接为一体。

9、进一步地，所述内框架上设置有线缆安装部，所述线缆安装部容所述线缆穿设电连接所述电源模块。

10、进一步地，所述外框架、内框架及连接架上分别设置有线槽，各所述负压风机通过导线沿着所述线槽连接至所述电源模块。

11、进一步地，所述外框架、内框架及连接架上分别设置有线槽，各所述负压风机通过导线沿着所述线槽连接至所述电源模块，各所述行走装置的行走电机通过导线沿着所述线槽连接至所述电源模块。

12、进一步地，所述吸附腔内还设置有电调模块和飞控模块，所述电调模块和飞控模块分别沿机体中心轴线布置。

13、进一步地，所述支撑脚的末端安装有保护套。

14、(三)有益效果

15、与现有技术相比，本发明提供的一种空壁巡检机器人，即系留无人机。负压模块通过线缆与地面电源和控制终端相连，能够实现长时间、稳定地进行作业。通过在负压模块设计上采用轻质材料如碳纤绨结合铝合金强化关键结构，并利用金属3d打印技术制造复杂的支撑部件，有效地提高了负压模块的操作效率和安全性。此外，负压模块还配备了吸附装置和行走装置，使其能够在桥梁表面平稳移动，同时通过螺旋桨产生的负压固定在工作面上，从而进行稳定的检测作业。通过优化内部布局，确保了机体在进行空中飞行至墙面吸附过程中的稳定性，并增强了机器人的空-壁两栖运行能力。

16、总而言之，系留无人机解决了传统无人机在桥梁检查等领域的持续作业时间短和操作中的风险问题，提供了一个安全、高效、可靠的自动化检查解决方案。

技术特征：

1.一种空壁巡检机器人，其特征在于，包括：收绳器和缠绕在收绳器上的线缆，所述线缆的一端连接地面电源和控制终端，另一端连接负压模块，以由所述地面电源和所述控制终端为所述负压模块供电和通讯；所述负压模块包括机体，所述机体包括底面和多个连接所述底面相对边的梯形侧面；多个所述梯形侧面与所述底面形成一个从下至上开口逐渐增大的吸附腔；所述吸附腔内部设有支座，所述支座由外框架、内框架以及将所述外框架和所述内框架连接为一体的多根连接架组成，所述外框架沿所述机体中心轴线对称设置有多个电机安装部，多个所述电机安装部上均设置有负压风机，多个所述负压风机的输出端均连接螺旋桨；所述底面上设置有多个气流通道，各所述螺旋桨分别安装在对应的所述气流通道上，以由转动的所述螺旋桨在所述吸附腔内形成负压；所述内框架上设置有电源模块，所述电源模块与所述负压风机和所述地面电源相连；其中，所述支座采用铝合金结构，通过金属3d打印制造，所述机体采用碳纤维外壳。

2.根据权利要求1所述的一种空壁巡检机器人，其特征在于，所述吸附腔沿所述机体中心轴线对称设置有两组行走装置。

3.根据权利要求2所述的一种空壁巡检机器人，其特征在于，所述行走装置包括履带支架、行走电机、从动轮、主动轮及履带，所述履带支架采用铝合金结构，通过金属3d打印制造，所述从动轮数量为两组，安装在所述履带支架的两端，所述主动轮安装在所述履带支架上且位于两所述从动轮之间，所述主动轮与所述行走电机的输出端连接，以由所述行走电机驱动其转动，所述履带绕设在所述从动轮、所述主动轮的外壁，且所述履带的内表面与所述主动动轮的外表面啮合。

4.根据权利要求3所述的一种空壁巡检机器人，其特征在于，所述外框架沿所述机体中心轴线对称设置有多个脚架安装部，所述脚架安装部沿远离所述吸附腔的方向向外倾斜设置，所述脚架安装部上设置有支撑脚。

5.根据权利要求4所述的一种空壁巡检机器人，其特征在于，所述外框架和所述内框架为方形结构，所述电机安装部位于所述外框架的四个端角位置，所述脚架安装部位于相邻两所述电机安装部之间的外框架上，多组所述连接架分别位于相邻两所述电机安装部之间，呈对称的方式将所述外框架和所述内框架连接为一体。

6.根据权利要求1所述的一种空壁巡检机器人，其特征在于，所述内框架上设置有线缆安装部，所述线缆安装部容所述线缆穿设电连接所述电源模块。

7.根据权利要求1所述的一种空壁巡检机器人，其特征在于，所述外框架、内框架及连接架上分别设置有线槽，各所述负压风机通过导线沿着所述线槽连接至所述电源模块。

8.根据权利要求3所述的一种空壁巡检机器人，其特征在于，所述外框架、内框架及连接架上分别设置有线槽，各所述负压风机通过导线沿着所述线槽连接至所述电源模块，各所述行走电机通过导线沿着所述线槽连接至所述电源模块。

9.根据权利要求1所述的一种空壁巡检机器人，其特征在于，所述吸附腔内还设置有电调模块和飞控模块，所述电调模块和飞控模块分别沿所述机体中心轴线布置。

10.根据权利要求4所述的一种空壁巡检机器人，其特征在于，所述支撑脚的末端安装有保护套。

技术总结
本发明属于无人机巡检技术领域，具体是涉及一种空壁巡检机器人。包括：收绳器和缠绕在收绳器上的线缆，线缆的一端连接地面电源和控制终端，另一端连接负压模块；负压模块包括机体，机体具有吸附腔；吸附腔内部设有支座，支座由外框架、内框架及多根连接架组成，外框架沿机体中心轴线对称设置负压风机，负压风机的输出端连接螺旋桨；内框架上设有电源模块，电源模块与负压风机和地面电源相连；支座采用铝合金结构，通过金属3D打印制造，机体采用碳纤维外壳。该负压模块通过线缆与地面电源和控制终端相连，能够实现长时间、稳定地进行作业，采用轻质材料强化关键结构，并利用金属3D打印技术制造支撑部件，有效地提高负压模块的操作效率和安全性。

技术研发人员：杨大伟,李冬冬,毛毅,肖瑶,冉雨鹭,杨冯呈
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学重庆研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29