一种新型的差动驱动复合吸附式爬壁机器人

摘要

本发明属于特种机器人技术领域，具体来说是一种新型的差动驱动复合吸附式爬壁机器人，包括爬行机构，爬行机构包括采用万向滚动磁轮装置的前轮模块、采用永磁间隙吸附装置的后轮模块、连接前后轮的车架和安装在车架上的电机驱动控制器；爬行机构为三轮结构，两个后轮作为驱动轮，采用后轮差动方式实现在导磁壁面上的转向。本发明优点在于爬行机构的前轮模块为万向滚动磁轮，运动中始终保持纯滚动状态，运动灵活；后轮模块的吸附力可通过底盘与导磁壁面之间的间隙进行调整；同时采用了磁轮和永磁间隙吸附装置，前轮采用磁轮，在保证吸附力的同时提高了结构的紧凑性，同时环绕后轮在底盘上安装了永磁间隙吸附装置，保证爬壁机器人具有强负载能力。

主权项

一种新型的差动驱动复合吸附式爬壁机器人，包括爬行机构，其特征在于：所述爬行机构包括采用万向滚动磁轮装置的前轮模块（1）、采用永磁间隙吸附装置的后轮模块（3）、连接前后轮的车架（2）和安装在车架（2）上的电机驱动控制器；爬行机构为三轮结构，两个后轮作为驱动轮，采用后轮差动方式实现在导磁壁面上的转向；后轮模块（3）包括底盘（5）、穿过底盘（5）的两后轮、带动车轮（6）的减速器、驱动减速器的直流电机（9），永磁间隙吸附装置包括底盘（5）下方并分别环绕两后轮的永磁体（4），后轮模块（3）的两后轮对称布置；前轮模块（1）采用万向滚动磁轮装置，包括环形永磁体（11）和全方位轮（10），可跟随车体灵活转动；万向滚动磁轮装置包括中央的环形永磁体（11）以及两侧的全方位轮（10），环形永磁体（11）和两个全方位轮（10）同轴放置，环形永磁体（11）轴向充磁；两侧的全方位轮（10）的轮毂为低碳钢，作为轭铁与中央的环形永磁体（11）一起构成磁路的一部分；在轮毂的外缘分别均匀设置有18个方形凹槽，相对应的辊子轴（15）两端为方形，安装在方形凹槽里；辊子（13）安装在辊子轴（15）上，辊子轴（15）上的轴肩和套筒对辊子（13）定位，辊子（13）结构为在不锈钢轴承外缘包覆一层聚氨酯层，辊子（13）共有18个，均匀分布于轮毂周围，辊子轴（15）线与轮毂的轴线正交，两侧的全方位轮（10）交错布置，使得一侧全方位轮（10）的辊子（13）的轴向投影位于另一侧全方位轮（10）的两个辊子（13）中间，当车轮（6）具有沿轴向的运动趋势时两侧全方位轮（10）与地面接触的辊子（13）绕自身轴线转动，使得车轮（6）仍然保持纯滚动状态。