爬壁機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種爬壁機器人，包括骨架、處理控制器及設在骨架上的移動機構、用于向移動機構提供貼壁驅動力的推力裝置和用于向移動機構提供行走驅動力的推動裝置；所述推力裝置與推動裝置均與處理控制器連接；所述骨架上設有用于檢測移動機構與壁面之間作用力大小的壓力傳感器，所述壓力傳感器與處理控制器連接；本實用新型的爬壁機器人，爬壁時壓力傳感器實時檢測移動機構與壁面之間的作用力大小并將信號傳至處理控制器，處理控制器根據作用力情況判斷機器人在壁面上的運動狀況，并以此為依據調整推力裝置和推動裝置的驅動力，防止摩擦力過大，使控制及操縱都比較簡單，提高壁面適應能力、越障能力和可靠性。
【專利說明】
爬壁機器人
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及機器人領域，特別涉及一種爬壁機器人。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的發(fā)展，我國的交通事業(yè)蓬勃發(fā)展，高速公路及高鐵線路中的各種線形優(yōu)良的規(guī)劃設計，這使橋隧的比例大幅增加，且以往道鐵路中的橋隧較多，多為整個線路的控制工程，因此不僅對現有橋隧結構的質量控制提出了新的要求，也需要對以往存在問題的結構進行評估，以方便以后的處理。傳統(tǒng)的對橋隧結構的質量檢測，主要是人員現場托舉儀器貼近作業(yè)位置，不論是低空或者是高空職業(yè)(常人托舉天線達不到作業(yè)要求的高度，且需要借助其他設施才能滿足要求)，在借助其他作業(yè)設施進行作業(yè)時存在明顯的安全隱患，且人的因素嚴重影響作業(yè)數據的可靠性，且耗時長，在局部地方工作影響工作人的身體健康，在此工作期間嚴重影響道路交通，存在交通安全隱患，耗費物力財力。
[0003]爬壁機器人是能夠代替人類在危險的，以及不易達到的垂直壁面等極限環(huán)境下作業(yè)的機器人，利用爬壁機器人能夠代替高空作業(yè)人員現場操作，將儀器固定到爬壁機器人的指定位置處，爬壁的同時進行數據采集，滿足高空作業(yè)的要求?，F有的爬壁機器人一般包括骨架、處理控制器及設在骨架上的移動機構、用于向移動機構提供貼壁驅動力的推力裝置和用于向移動機構提供行走驅動力的推動裝置，推力裝置與推動裝置均與處理控制器連接，推力裝置使機器人得以貼壁，推動裝置則使機器人得以克服自重且在壁面上行走。但是，由于無法根據機器人在壁面上的運動狀況控制推力裝置及推動裝置的驅動力，其控制及操縱都比較困難，壁面適應能力、越障能力和可靠性都比較低，在實踐中無法使用。
[0004]因此，就需要一種爬壁機器人，能夠根據機器人在壁面上的運動狀況控制推力裝置及推動裝置的驅動力，使控制及操縱都比較簡單，提高壁面適應能力、越障能力和可靠性。
【實用新型內容】
[0005]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種爬壁機器人，能夠根據機器人在壁面上的運動狀況控制推力裝置及推動裝置的驅動力，使控制及操縱都比較簡單，提高壁面適應能力、越障能力和可靠性。
[0006]本實用新型的爬壁機器人，包括骨架、處理控制器及設在骨架上的移動機構、用于向移動機構提供貼壁驅動力的推力裝置和用于向移動機構提供行走驅動力的推動裝置;所述推力裝置與推動裝置均與處理控制器連接;所述骨架上設有用于檢測移動機構與壁面之間作用力大小的壓力傳感器，所述壓力傳感器與處理控制器連接。
[0007]進一步，所述移動機構包括設在骨架底部的滾輪，所述滾輪的數量為至少三個，每一滾輪上均設有相應的壓力傳感器。
[0008]進一步，所述滾輪的數量為四個，且四個滾輪呈矩形或者平行四邊形布置。
[0009]進一步，至少一個所述滾輪上設有用于測量行走距離的測距器，所述測距器與處理控制器相連。
[0010]進一步，該爬壁機器人還包括測距組件，所述測距組件包括連接在骨架上并可彎折定型的變向導管和激光測距儀，所述激光測距儀與處理控制器相連并且其測距端從變向導管中伸出。
[0011]進一步，所述推力裝置和/或推動裝置為螺旋槳結構。
[0012]進一步，所述骨架上設有用于固定檢測設備的活動安裝部。
[0013]進一步，該爬壁機器人還包括用于給各用電部件供電的電源，所述電源外置于骨架并通過導線與處理控制器相連。
[0014]進一步，所述處理控制器外置于骨架并通過導線分別與推力裝置、推動裝置及壓力傳感器相連。
[0015]本實用新型的有益效果:本實用新型的爬壁機器人，爬壁時壓力傳感器實時檢測移動機構與壁面之間的作用力大小并將信號傳至處理控制器，處理控制器根據作用力情況判斷機器人在壁面上的運動狀況，并以此為依據調整推力裝置和推動裝置的驅動力，防止摩擦力過大，使控制及操縱都比較簡單，提高壁面適應能力、越障能力和可靠性。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述:
[0017]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0018]圖2為本實用新型的控制原理圖。
【具體實施方式】
[0019]圖1為本實用新型的結構示意圖，圖2為本實用新型的控制原理圖，如圖所示:本實施例的爬壁機器人，包括骨架1、處理控制器2及設在骨架I上的移動機構、用于向移動機構提供貼壁驅動力的推力裝置4和用于向移動機構提供行走驅動力的推動裝置5;所述推力裝置4與推動裝置5均與處理控制器2連接;所述骨架I上設有用于檢測移動機構與壁面之間作用力大小的壓力傳感器6，所述壓力傳感器6與處理控制器2連接;骨架I作為其它部件的安裝主體，其可為框架式結構;處理控制器2可為單片機，具有數據處理功能，能向推力裝置4和推動裝置5發(fā)出控制信號，例如改變推力裝置4和推動裝置5提供的驅動力大小和方向；爬壁時壓力傳感器6實時檢測移動機構與壁面之間的作用力大小并將信號傳至處理控制器2，處理控制器2根據作用力情況判斷機器人在壁面上的運動狀況(例如是否壓力過大導致摩擦力過大)，并以此為依據調整推力裝置4和推動裝置5的驅動力，防止摩擦力過大，使控制及操縱都比較簡單，提高壁面適應能力、越障能力和可靠性。
[0020]本實施例中，所述移動機構包括設在骨架I底部的滾輪3，所述滾輪3的數量為至少三個，每一滾輪3上均設有相應的壓力傳感器6;滾輪3與壁面之間具有足夠的摩擦系數，能夠在推力裝置4的作用下貼緊壁面，并在推動裝置5的作用下沿壁面移動;此時，壓力傳感器6可設在滾輪3的輪軸或者輪座上;滾輪3的設置應能滿足機器人穩(wěn)定移動的要求，如在設置三個滾輪3的情況下，各滾輪3呈等腰三角形布置;優(yōu)選地，所述滾輪3的數量為四個，且四個滾輪3呈矩形或者平行四邊形布置;此外，至少一個滾輪3上設有用于測量行走距離的測距器8，所述測距器8與處理控制器2相連，測距器8可根據滾輪3的轉數計算出其行走的路程，供使用者查看。
[0021 ]本實施例中，該爬壁機器人還包括測距組件，所述測距組件包括連接在骨架I上并可彎折定型的變向導管71和激光測距儀72，所述激光測距儀72與處理控制器2相連并且其測距端從變向導管71中伸出；變向導管71可向任意方向彎折并定型，以調整激光測距儀72的位置和角度，使激光測距儀72能夠測量機器人爬壁高度或者機器人與其它物體之間的距離。
[0022]本實施例中，所述推力裝置4和推動裝置5均為螺旋槳結構;優(yōu)選地，推力裝置4的安裝使得推力方向指向壁面且有一個較小的傾斜角度，傾斜角度可在30°之內，以將本機器人推壓于壁面;推動裝置5的安裝則使得推力方向平行于壁面，以驅動本機器人沿壁面運動。
[0023]本實施例中，所述骨架I上設有用于固定檢測設備的活動安裝部(圖中未示出)；骨架I為框架式結構，組成框架的各邊均可移動，以適應檢測設備的安裝需求，活動安裝部即為骨架I中某一部分。
[0024]本實施例中，該爬壁機器人還包括用于給各用電部件供電的電源9，所述電源9外置于骨架I并通過導線與處理控制器2相連;此外，所述處理控制器2外置于骨架I并通過導線分別與推力裝置4、推動裝置5及壓力傳感器6相連;外置式的結構有利于減輕本機器人的質量，便于其實現爬壁，且便于使用者的控制。
[0025]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種爬壁機器人，包括骨架、處理控制器及設在骨架上的移動機構、用于向移動機構提供貼壁驅動力的推力裝置和用于向移動機構提供行走驅動力的推動裝置;所述推力裝置與推動裝置均與處理控制器連接;其特征在于:所述骨架上設有用于檢測移動機構與壁面之間作用力大小的壓力傳感器，所述壓力傳感器與處理控制器連接。2.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于:所述移動機構包括設在骨架底部的滾輪，所述滾輪的數量為至少三個，每一滾輪上均設有相應的壓力傳感器。3.根據權利要求2所述的爬壁機器人，其特征在于:所述滾輪的數量為四個，且四個滾輪呈矩形或者平行四邊形布置。4.根據權利要求2所述的爬壁機器人，其特征在于:至少一個所述滾輪上設有用于測量行走距離的測距器，所述測距器與處理控制器相連。5.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于:該爬壁機器人還包括測距組件，所述測距組件包括連接在骨架上并可彎折定型的變向導管和激光測距儀，所述激光測距儀與處理控制器相連并且其測距端從變向導管中伸出。6.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于:所述推力裝置和/或推動裝置為螺旋槳結構。7.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于:所述骨架上設有用于固定檢測設備的活動安裝部。8.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于:該爬壁機器人還包括用于給各用電部件供電的電源，所述電源外置于骨架并通過導線與處理控制器相連。9.根據權利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于:所述處理控制器外置于骨架并通過導線分別與推力裝置、推動裝置及壓力傳感器相連。
【文檔編號】B60R16/02GK205440608SQ201620310105
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】李汶洋, 秦之富, 秦峰, 鐘鳴, 曾知法, 汪洋
【申請人】招商局重慶交通科研設計院有限公司