本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁吸附機(jī)器人的磁力變速調(diào)整裝置。

背景技術(shù)：

在磁吸附機(jī)器人在船舶、特種設(shè)備、核工業(yè)等軍民領(lǐng)域具有廣闊的實(shí)用前景，可替代人用于高空除銹、檢驗(yàn)、噴漆探傷等工作，提高工作效率，節(jié)省人力成本。制約爬壁機(jī)器人技術(shù)大范圍應(yīng)用于實(shí)際工作環(huán)境的一個(gè)關(guān)鍵因素是爬壁機(jī)器人的吸附力。過(guò)小的吸附力影響機(jī)器人的工作安全，過(guò)大的吸附力影響機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性，因而吸附磁力是一個(gè)至關(guān)重要得參數(shù)，磁力是否穩(wěn)定直接影響到機(jī)器人的工作性能?？焖僬{(diào)整機(jī)器人吸附力至最優(yōu)值范圍內(nèi)，可提高機(jī)器人的壁面使用適應(yīng)能力和運(yùn)動(dòng)靈活性。目前現(xiàn)有的磁力吸附爬壁機(jī)器人一般不具備磁力可調(diào)裝置，或不具備磁力快速調(diào)整裝置。

因此，為解決現(xiàn)有技術(shù)的弊端，由于磁力大小與永磁鐵和墻壁距離大小關(guān)系緊密，當(dāng)永磁鐵與墻壁距離變大時(shí)，磁力很快變小，反之，當(dāng)永磁鐵與墻壁距離減小時(shí)，磁力增大很快，通過(guò)變螺距螺桿直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁力調(diào)整裝置，滿足在相同直線電機(jī)功率的情況下，根據(jù)壓力傳感器檢測(cè)得磁力的大小，實(shí)現(xiàn)磁吸附爬壁機(jī)器人磁力的快速調(diào)節(jié)，使爬壁機(jī)器人始終處于最優(yōu)吸附力范圍內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁吸附機(jī)器人的磁力變速調(diào)整裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種磁吸附機(jī)器人的磁力變速調(diào)整裝置，其包括永磁鐵、磁鐵底盤、變螺距螺桿直線電機(jī)、支撐板、車體、力傳感器和控制器，所述永磁鐵安裝在磁鐵底盤上，所述永磁鐵設(shè)于磁鐵底盤一端面上，所述變螺距螺桿直線電機(jī)固定于支撐板之上，變螺距螺桿直線電機(jī)帶動(dòng)磁鐵底盤運(yùn)動(dòng)，所述力傳感器的一端固定于所述車體之上，力傳感器的另一端固定于所述支撐板上，變螺距螺桿直線電機(jī)和力傳感器分別連接控制器，所述變螺距螺桿直線電機(jī)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、螺桿和推桿，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿上設(shè)有變螺距的外螺紋，推桿套設(shè)在螺桿上，推桿的一端與螺桿的螺紋配合連接，推桿的一端連接磁鐵底盤。

進(jìn)一步地，所述螺桿的螺距沿螺桿一端到另一端逐漸變?。划?dāng)永磁鐵接近墻壁壁面時(shí)，所述變螺距螺桿直線電機(jī)工作在小螺距狀態(tài)，輸出力矩大，與墻壁壁面的距離調(diào)整較為精密；當(dāng)永磁鐵離墻壁較遠(yuǎn)時(shí)，所述變螺距螺桿直線電機(jī)工作在大螺距狀態(tài)，輸出力矩小，直線運(yùn)動(dòng)速度較快，可快速調(diào)整吸附力的大小。

進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上，第二齒輪固定在螺桿的一端，第一齒輪和第二齒輪相嚙合。

進(jìn)一步地，所述永磁鐵為2個(gè)以上，2個(gè)以上的永磁鐵的N、S極間隔分布。

進(jìn)一步地，所述永磁鐵由釹鐵硼磁性材料成型。

進(jìn)一步地，所述力傳感器為電阻應(yīng)變式壓力傳感器。

進(jìn)一步地，所述電阻應(yīng)變式壓力傳感器包括彈性體、電阻應(yīng)變片、惠更斯電橋，電阻應(yīng)變片設(shè)于彈性體上，電阻應(yīng)變片電連接惠更斯電橋，彈性體發(fā)生形變時(shí)，惠更斯電橋輸出差點(diǎn)信號(hào)。由于采用全橋差分電路進(jìn)行測(cè)量，從而具有溫度補(bǔ)償功能。

進(jìn)一步地，所述惠更斯電橋通過(guò)AD采樣電路和DSP讀取電路連接控制器，所述AD采樣電路和所述DSP讀取電路采集讀取電壓信號(hào)。由于采用24位AD和DSP讀取處理所采集的磁力信號(hào)，故精度更好，速度更快。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括2個(gè)以上的豎直導(dǎo)向桿，豎直導(dǎo)向桿間隔固定于磁鐵底盤的另一面上，所述車體對(duì)應(yīng)豎直導(dǎo)向桿處開設(shè)有導(dǎo)向通孔。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，利用低成本的力傳感器對(duì)永磁鐵的磁吸附力進(jìn)行反饋信息，并利用變螺距螺桿進(jìn)行磁力調(diào)整，可根據(jù)磁力吸附爬壁機(jī)器人的工作實(shí)際狀況，最大程度的利用直線電機(jī)的功率，快速精確的調(diào)節(jié)爬壁機(jī)器人與壁面之間的相對(duì)距離，從而控制吸附力至最優(yōu)范圍內(nèi)。本發(fā)明的控制精度好，速度快，且在意外發(fā)生磁鐵不會(huì)直接吸附于墻面上。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；

圖1為本發(fā)明一種磁吸附機(jī)器人的磁力變速調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種磁吸附機(jī)器人的磁力變速調(diào)整裝置的變螺距螺桿直線電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1或圖2所示，本發(fā)明公開一種磁吸附機(jī)器人的磁力變速調(diào)整裝置，其包括永磁鐵1、磁鐵底盤2、變螺距螺桿直線電機(jī)4、支撐板5、車體7、力傳感器6和控制器（圖中未表示），所述永磁鐵1安裝在磁鐵底盤2上，所述永磁鐵1設(shè)于磁鐵底盤2一端面上，所述變螺距螺桿直線電機(jī)4固定于支撐板5之上，變螺距螺桿直線電機(jī)4帶動(dòng)磁鐵底盤2運(yùn)動(dòng)，所述力傳感器6的一端固定于所述車體7之上，力傳感器6的另一端固定于所述支撐板5上，變螺距螺桿直線電機(jī)4和力傳感器6分別連接控制器，所述變螺距螺桿直線電機(jī)4包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)41、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)42、螺桿43和推桿44，驅(qū)動(dòng)電機(jī)41通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)42驅(qū)動(dòng)螺桿43轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿43上設(shè)有變螺距的外螺紋431，推桿44套設(shè)在螺桿43上，推桿44的一端與螺桿43的螺紋配合連接，推桿44的一端連接磁鐵底盤2。作為另一種實(shí)施方式，所述變螺距螺桿直線電機(jī)4還包括固定板45和保護(hù)套筒46，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)41和螺桿43固定于固定板45上，所述保護(hù)套筒46套設(shè)在推桿44的外側(cè)，避免外界的粉塵或者其他物質(zhì)對(duì)螺桿43造成損害。

進(jìn)一步地，所述螺桿43的螺距沿螺桿43一端到另一端逐漸變?。划?dāng)永磁鐵1接近墻壁壁面時(shí)，所述變螺距螺桿直線電機(jī)4工作在小螺距狀態(tài)，輸出力矩大，與墻壁壁面的距離調(diào)整較為精密；當(dāng)永磁鐵1離墻壁較遠(yuǎn)時(shí)，所述變螺距螺桿直線電機(jī)4工作在大螺距狀態(tài)，輸出力矩小，直線運(yùn)動(dòng)速度較快，可快速調(diào)整吸附力的大小。

進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)42包括第一齒輪421和第二齒輪422，第一齒輪421固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)41的輸出軸上，第二齒輪422固定在螺桿43的一端，第一齒輪421和第二齒輪422相嚙合。

進(jìn)一步地，所述永磁鐵1為2個(gè)以上，2個(gè)以上的永磁鐵1的N、S極間隔分布。

進(jìn)一步地，所述永磁鐵1由釹鐵硼磁性材料成型。

進(jìn)一步地，所述力傳感器6為電阻應(yīng)變式壓力傳感器6。

進(jìn)一步地，所述電阻應(yīng)變式壓力傳感器6包括彈性體、電阻應(yīng)變片、惠更斯電橋，電阻應(yīng)變片設(shè)于彈性體上，電阻應(yīng)變片電連接惠更斯電橋，彈性體發(fā)生形變時(shí)，惠更斯電橋輸出差點(diǎn)信號(hào)。由于采用全橋差分電路進(jìn)行測(cè)量，從而具有溫度補(bǔ)償功能。

進(jìn)一步地，所述惠更斯電橋通過(guò)AD采樣電路和DSP讀取電路連接控制器，所述AD采樣電路和所述DSP讀取電路采集讀取電壓信號(hào)。由于采用24位AD和DSP讀取處理所采集的磁力信號(hào)，故精度更好，速度更快。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括2個(gè)以上的豎直導(dǎo)向桿8，豎直導(dǎo)向桿8間隔固定于磁鐵底盤2的另一面上，所述車體7對(duì)應(yīng)豎直導(dǎo)向桿8處開設(shè)有導(dǎo)向通孔。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，利用低成本的力傳感器6對(duì)永磁鐵1的磁吸附力進(jìn)行反饋信息，并利用變螺距螺桿43進(jìn)行磁力調(diào)整，可根據(jù)磁力吸附爬壁機(jī)器人的工作實(shí)際狀況，最大程度的利用直線電機(jī)的功率，快速精確的調(diào)節(jié)爬壁機(jī)器人與壁面之間的相對(duì)距離，從而控制吸附力至最優(yōu)范圍內(nèi)。本發(fā)明的控制精度好，速度快，且在意外發(fā)生磁鐵不會(huì)直接吸附于墻面上。