本發(fā)明屬于爬壁機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人。
背景技術(shù)：
1、隨著重工業(yè)的快速發(fā)展，橋梁、高鐵、船舶和起重機(jī)械等大型鋼結(jié)構(gòu)的制造使用越來越廣泛，此類結(jié)構(gòu)長期暴露在惡劣的環(huán)境條件下，金屬鋼材容易出現(xiàn)銹蝕、裂縫和疲勞應(yīng)力等問題，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形、開裂、管道泄漏甚至坍塌等重大安全事故，因此，對高空大型鋼材的疲勞應(yīng)力檢測及維護(hù)工作顯得尤為重要。而在高架塔、船舶維護(hù)、橋梁檢測和罐壁除銹等常規(guī)高空作業(yè)場景中，人工作業(yè)也面臨著巨大的安全風(fēng)險和操作難度，因此迫切需要一臺爬壁機(jī)器人來代替人類完成這些危險且復(fù)雜的工作。
2、吸附機(jī)構(gòu)是爬壁機(jī)器人的重要組成部分，爬壁機(jī)器人的吸附方式主要包括磁吸附、負(fù)壓吸附和仿生勾爪吸附。其負(fù)壓吸附具有不受工作材料的限制的優(yōu)勢，然而，其也存在明顯的不足。對壁面的粗糙程度要求較高，封密性要求嚴(yán)格，這就使得該方式僅適用于連續(xù)光滑的壁面環(huán)境；仿生鉤爪吸附是借助仿生鉤爪子上毛刺勾住凹凸不平溝槽來實現(xiàn)與壁面的吸附。不過，這種吸附方式的吸附力有限，同時對壁面條件要求苛刻，其足部納米級結(jié)構(gòu)的人工纖毛韌性和強(qiáng)度不足，而且制作成本相對較高，導(dǎo)致距離實際應(yīng)用還有很大差距。
3、此外，根據(jù)驅(qū)動方式不同，爬壁機(jī)器人的驅(qū)動方式主要分履帶式驅(qū)動、輪式驅(qū)動和足式驅(qū)動三種類型。其中，通過實驗測試試驗，履帶式爬壁機(jī)器人具有良好的吸附性以及高負(fù)載能力等顯著優(yōu)點，能夠牢固在傾斜的鋼鐵壁面上完成爬壁運(yùn)動，不過，其也存在一定局限性，比如壁面轉(zhuǎn)向阻力大，運(yùn)動速度慢；輪式爬壁機(jī)器人具有運(yùn)動靈活、轉(zhuǎn)彎便捷等優(yōu)點，然而其吸附能力較差，在一定程度上存在脫落的風(fēng)險；足式爬壁機(jī)器人具有良好的越障性能，但行走速度慢，效率低。這些局限性導(dǎo)致現(xiàn)有的爬壁機(jī)器人地形適應(yīng)性欠佳、運(yùn)動靈活性不足，進(jìn)而嚴(yán)重阻礙了機(jī)器人在實際工程項目中的廣泛應(yīng)用推廣。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、吸附能力強(qiáng)、越障能力強(qiáng)且能遠(yuǎn)程控制的爬壁機(jī)器人，以解決上述問題。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人，包括主體支架、控制模塊、驅(qū)動模塊、吸附模塊和機(jī)械臂模塊；
4、所述主體支架為中空結(jié)構(gòu)的框架，包括底板、設(shè)置在底盤兩側(cè)的側(cè)板以及與所述側(cè)板的頂部連接的蓋板，所述主體支架內(nèi)設(shè)置有馬達(dá)和電源；
5、所述控制模塊設(shè)置在所述主體支架內(nèi)并與電源電性連接，所述控制模塊包括主控器。馬達(dá)驅(qū)動模塊和無線通信單元；
6、所述驅(qū)動模塊包括設(shè)置在所述主體支架內(nèi)的驅(qū)動裝置以及設(shè)置在主體支架兩側(cè)的履帶，所述履帶包括鏈條、鏈輪以及固定設(shè)置在鏈輪上的連接軸，所述連接軸穿設(shè)于所述側(cè)板并與驅(qū)動裝置傳動連接；
7、所述吸附模塊包括固定設(shè)置在鏈條上的磁鐵固定塊，磁鐵固定塊上開設(shè)有磁鐵安裝槽，磁體安裝槽內(nèi)安裝有永磁鐵。
8、進(jìn)一步地，所述主體支架的材質(zhì)為輕質(zhì)合金。
9、進(jìn)一步地，所述磁鐵安裝槽內(nèi)還設(shè)置有用于隔震的墊片。
10、進(jìn)一步地，所述磁鐵固定塊的表面設(shè)置有一層橡膠層。
11、進(jìn)一步地，所述永磁鐵的磁極排列采用海爾貝克陣列排列。
12、在一些實施例中，還包括設(shè)置在所述主體支架上的機(jī)械臂模塊，所述機(jī)械臂模塊與電源和控制模塊電性連接，所述機(jī)械臂模塊為4自由度的機(jī)械臂。
13、本發(fā)明的有益效果在于：
14、1、吸附能力強(qiáng)：本爬壁機(jī)器人的吸附單元永磁鐵磁極排列采用halbach?陣列排列，磁極呈現(xiàn)出上下兩邊呈現(xiàn)上“強(qiáng)磁”和下“弱磁”兩種狀態(tài)，大大提高對壁面的磁吸附力大。
15、2、結(jié)構(gòu)簡單：采用底盤模塊化設(shè)計，以便于組裝、維修和升級。
16、3、越障能力強(qiáng)：采用履帶驅(qū)動方式具有強(qiáng)的越障礙物能力。
17、4、遠(yuǎn)程控制：采用遠(yuǎn)程無線遙控的方式對爬壁機(jī)器人進(jìn)行控制。
18、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
1.一種履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人，其特征在于，包括主體支架、控制模塊、驅(qū)動模塊和吸附模塊；
2.如權(quán)利要求1所述的履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人，其特征在于，所述主體支架的材質(zhì)為輕質(zhì)合金。
3.如權(quán)利要求1所述的履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人，其特征在于，所述磁鐵安裝槽內(nèi)還設(shè)置有用于隔震的墊片。
4.如權(quán)利要求1所述的履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人，其特征在于，所述磁鐵固定塊的表面設(shè)置有一層橡膠層。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項所述的履帶式磁吸附爬壁機(jī)器人，其特征在于，還包括設(shè)置在所述主體支架上的機(jī)械臂模塊，所述機(jī)械臂模塊與電源和控制模塊電性連接，所述機(jī)械臂模塊為4自由度的機(jī)械臂。