【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人，具体涉及一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人。
技术介绍
1、目前国内的风力发电机塔身的除锈维护主要由专门的高空作业人员进行维护，由于风塔的高度高，表面积大，需要大量的人力进行除锈维护，对维护人员的体力是一个极大的挑战，加上目前我国的风塔数量多，传统的人工维护已经无法满足实际需求。风塔维护的人力过多则会造成维护成本剧增，维护人力过少则可能造成效率低下。
2、当前的主流解决方案是通过将磁铁与履带式爬壁机器人或者轮式爬壁机器人结合，构成磁吸附爬壁机器人进行除锈作业。由于无法根据爬壁机器人在风塔塔身的高度进行调节磁铁的吸附力，导致这两种类型的爬壁机器人的磁吸附力在设计时需要设置远远大于安全吸附力的最小值，这样就会导致机器人在风塔上灵活性差，转向不灵活，除锈难度大，从而导致清理效率低下。因此，需要开发一种能在风塔塔身上灵活行走，又不会跌落且能进行分段巡逻的爬壁机器人，提高风力发电机风塔除锈效率。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，能够随着风塔高度变化灵活调节磁吸附力大小，并能灵活进行除锈作业，以解决现有风塔爬壁机器人在爬壁过程中由于安全吸附力预设过大和机器人自身结构问题而导致的灵活性差和作业效率低的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，包括：
4、移动小车，其包括底盘架和安装在底盘架上的四个麦克纳姆轮，每个麦克纳姆轮均连接有行走电机，
5、吸附机构，其包括两个前后对称设置的吸附组件，所述动力架位于两个吸附组件之间；所述吸附组件包括磁铁装置和用于驱动磁铁装置上下移动的调隙装置；所述调隙装置安装在底盘架的顶部，所述磁铁装置位于底盘架的下方，并连接调隙装置；所述磁铁装置的底面设置有用于检测磁铁装置与风塔塔身壁面间隙大小的超声波传感器；
6、打磨机构，其包括底座、滑台、支撑臂、打磨升降装置、打磨旋转电机、打磨盘以及摄像头；所述底座固定安装在动力架的顶面，所述滑台滑动安装在底座上，所述底座上设置有用于驱动滑台左右移动的平移驱动装置；所述打磨升降装置位于移动小车的正前方，并通过支撑臂与所述滑台相连，所述打磨升降装置与打磨旋转电机相连，所述打磨旋转电机的输出轴竖直朝下设置，并与所述打磨盘相连；所述摄像头设置在所述打磨升降装置上；
7、所述行走电机、蓄电池、调隙装置、超声波传感器、打磨升降装置、打磨旋转电机、摄像头以及平移驱动装置均与所述控制器相连。
8、进一步地，所述底盘架包括由两根横向主梁和两根纵向主梁首尾连接构成的方形主框架和间隔设置在方形主框架内的两根横向加强梁，四个麦克纳姆轮分别通过轴承与两根纵向主梁的前后两端转动连接；所述动力架安装在两根纵向主梁上，所述调隙装置安装在一根横向主梁和一根横向加强梁上。
9、进一步地，所述磁铁装置包括轭铁方形框架、主磁铁以及副磁铁；所述主磁铁和副磁铁按照海尔贝克阵列固定在轭铁方形框架内，所述轭铁方形框架的顶部与调隙装置相连，所述超声波传感器安装在轭铁方形框架的下表面。
10、进一步地，所述调隙装置包括两个条形支座、传动板、调隙驱动电机以及连杆；两个条形支座间隔设置，其一端与一横向主梁相连，另一端与一横向加强梁相连；所述传动板水平设置在两个条形支座的正上方，其四个边角位置均竖向设置有支撑柱；所述支撑柱活动穿设所述传动板，所述支撑柱的下端与条形支座相连，顶部设置有防脱帽；所述支撑柱均套设有第一弹簧，所述第一弹簧位于条形支座和传动板之间；所述调隙驱动电机位于传动板的正上方，所述调隙驱动电机连接有调隙丝杆，所述调隙丝杆垂直穿设所述传动板，并与传动板螺纹连接；所述调隙驱动电机通过至少两个伸缩杆与传动板相连；所述连杆竖向设置，其上端与传动板相连，下端与轭铁方形框架相连；所述调隙驱动电机与控制器相连。
11、进一步地，所述调隙装置还包括两个左右对称设置的导向结构；所述导向结构包括固定梁、滑轨及滑槽；所述固定梁的一端与一横向主梁的底部相连，另一端与一横向加强梁的底部相连，所述滑轨固定安装在固定梁上，并竖向设置；所述滑槽固定安装在轭铁方形框架的一侧，并与滑轨滑动连接。
12、进一步地，所述打磨升降装置包括壳体、打磨升降电机、打磨丝杆以及打磨升降架；所述壳体的顶部与支撑臂的一端相连，底部为开口结构；所述打磨升降电机固定安装在壳体内，并与竖向设置的打磨丝杆相连，所述打磨升降架滑动安装在壳体内，其上部与所述打磨丝杆螺纹连接，下部与打磨旋转电机相连；工作时，所述打磨升降电机驱动打磨丝杆转动，打磨丝杆带动打磨升降架上下移动，所述打磨旋转电机和打磨盘随打磨升降架上下移动；所述摄像头安装在壳体的外侧；所述打磨升降电机与控制器相连。
13、进一步地，所述打磨升降架包括上下相对并与壳体内壁间隔设置的上部连接板和下部连接板；所述上部连接板通过至少两根竖向设置的连接杆与下部连接板相连；所述壳体的内壁中部设置有凸环，所述凸环对应开设有与连接杆滑动连接的限位槽；所述凸环的顶部竖向设置有至少两根支撑杆，所述支撑杆的上部活动穿设所述上部连接板，所述支撑杆上套设有第二弹簧，所述第二弹簧位于上部连接板和凸环之间；所述上部连接板与打磨丝杆螺纹连接，所述打磨旋转电机安装在下部连接板上，其输出轴竖直朝下，并活动穿设所述下部连接板。
14、进一步地，所述平移驱动装置包括平移电机和平移丝杆；所述底座设置有两根限位滑杆，并通过两根限位滑杆与滑台滑动连接，所述平移丝杆穿设所述滑台，并与所述滑台螺纹连接，所述平移电机固定安装在底座上，并与平移丝杆相连；所述平移电机与控制器相连。
15、进一步地，所述移动小车上设置有倾角传感器，所述动力架内设置有无线电高数据传输模块，所述倾角传感器和无线电高数据传输模块均与控制器相连。
16、进一步地，所述控制器为单片机，所述单片机通过电机电调与行走电机相连。
17、由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：
18、1.本专利技术的控制器通过超声波传感器实时监测吸附机构的磁铁装置与风塔塔身壁面之间的间隙，并通过调节间隙大小来调控吸附力大小，能将吸附力控制在安全范围又不至于过大，确保爬壁机器人的安全，且不会使爬壁机器人由于吸附力过大而导致灵活性变差。
19、2.本专利技术使用麦克纳姆轮作为行进轮，只需要进行横向和前进的动作就能灵活移动，比差速转向的爬壁机器人行进效率更高。
20、3.本专利技术中打磨机构的设计，可实现打磨盘的左右移动和上下移动，可以更轻松地调整左右打磨的位置以及调整打磨的摩擦力，便于提高打磨效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述底盘架包括由两根横向主梁和两根纵向主梁首尾连接构成的方形主框架和间隔设置在方形主框架内的两根横向加强梁，四个麦克纳姆轮分别通过轴承与两根纵向主梁的前后两端转动连接；所述动力架安装在两根纵向主梁上，所述调隙装置安装在一根横向主梁和一根横向加强梁上。
3.根据权利要求2所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述磁铁装置包括轭铁方形框架、主磁铁以及副磁铁；所述主磁铁和副磁铁按照海尔贝克阵列固定在轭铁方形框架内，所述轭铁方形框架的顶部与调隙装置相连，所述超声波传感器安装在轭铁方形框架的下表面。
4.根据权利要求3所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述调隙装置包括两个条形支座、传动板、调隙驱动电机以及连杆；两个条形支座间隔设置，其一端与一横向主梁相连，另一端与一横向加强梁相连；所述传动板水平设置在两个条形支座的正上方，其四个边角位置均竖向设置有支撑柱；所述支撑柱活动穿设所述传动板，所述支撑柱的
5.根据权利要求4所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述调隙装置还包括两个左右对称设置的导向结构；所述导向结构包括固定梁、滑轨及滑槽；所述固定梁的一端与一横向主梁的底部相连，另一端与一横向加强梁的底部相连，所述滑轨固定安装在固定梁上，并竖向设置；所述滑槽固定安装在轭铁方形框架的一侧，并与滑轨滑动连接。
6.根据权利要求1所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述打磨升降装置包括壳体、打磨升降电机、打磨丝杆以及打磨升降架；所述壳体的顶部与支撑臂的一端相连，底部为开口结构；所述打磨升降电机固定安装在壳体内，并与竖向设置的打磨丝杆相连，所述打磨升降架滑动安装在壳体内，其上部与所述打磨丝杆螺纹连接，下部与打磨旋转电机相连；工作时，所述打磨升降电机驱动打磨丝杆转动，打磨丝杆带动打磨升降架上下移动，所述打磨旋转电机和打磨盘随打磨升降架上下移动；所述摄像头安装在壳体的外侧；所述打磨升降电机与控制器相连。
7.根据权利要求6所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述打磨升降架包括上下相对并与壳体内壁间隔设置的上部连接板和下部连接板；所述上部连接板通过至少两根竖向设置的连接杆与下部连接板相连；所述壳体的内壁中部设置有凸环，所述凸环对应开设有与连接杆滑动连接的限位槽；所述凸环的顶部竖向设置有至少两根支撑杆，所述支撑杆的上部活动穿设所述上部连接板，所述支撑杆上套设有第二弹簧，所述第二弹簧位于上部连接板和凸环之间；所述上部连接板与打磨丝杆螺纹连接，所述打磨旋转电机安装在下部连接板上，其输出轴竖直朝下，并活动穿设所述下部连接板。
8.根据权利要求1所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述平移驱动装置包括平移电机和平移丝杆；所述底座设置有两根限位滑杆，并通过两根限位滑杆与滑台滑动连接，所述平移丝杆穿设所述滑台，并与所述滑台螺纹连接，所述平移电机固定安装在底座上，并与平移丝杆相连；所述平移电机与控制器相连。
9.根据权利要求1所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述移动小车上设置有倾角传感器，所述动力架内设置有无线电高数据传输模块，所述倾角传感器和无线电高数据传输模块均与控制器相连。
10.根据权利要求9所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述控制器为单片机，所述单片机通过电机电调与行走电机相连。
...【技术特征摘要】
1.一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述底盘架包括由两根横向主梁和两根纵向主梁首尾连接构成的方形主框架和间隔设置在方形主框架内的两根横向加强梁，四个麦克纳姆轮分别通过轴承与两根纵向主梁的前后两端转动连接；所述动力架安装在两根纵向主梁上，所述调隙装置安装在一根横向主梁和一根横向加强梁上。
3.根据权利要求2所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述磁铁装置包括轭铁方形框架、主磁铁以及副磁铁；所述主磁铁和副磁铁按照海尔贝克阵列固定在轭铁方形框架内，所述轭铁方形框架的顶部与调隙装置相连，所述超声波传感器安装在轭铁方形框架的下表面。
4.根据权利要求3所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述调隙装置包括两个条形支座、传动板、调隙驱动电机以及连杆；两个条形支座间隔设置，其一端与一横向主梁相连，另一端与一横向加强梁相连；所述传动板水平设置在两个条形支座的正上方，其四个边角位置均竖向设置有支撑柱；所述支撑柱活动穿设所述传动板，所述支撑柱的下端与条形支座相连，顶部设置有防脱帽；所述支撑柱均套设有第一弹簧，所述第一弹簧位于条形支座和传动板之间；所述调隙驱动电机位于传动板的正上方，所述调隙驱动电机连接有调隙丝杆，所述调隙丝杆垂直穿设所述传动板，并与传动板螺纹连接；所述调隙驱动电机通过至少两个伸缩杆与传动板相连；所述连杆竖向设置，其上端与传动板相连，下端与轭铁方形框架相连；所述调隙驱动电机与控制器相连。
5.根据权利要求4所述的一种风塔塔身除锈磁吸附爬壁机器人，其特征在于：所述调隙装置还包括两个左右对称设置的导向结构；所述导向结构包括固定梁、滑轨及滑槽；所述固定梁的一端与一横向主梁的底部相连，另一端与一横向加强梁的底部相连，所述滑轨固定安装在固定梁上，并竖向设置；所述滑槽固定安装在轭铁方形框架的一侧，并与滑轨滑动连接。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：奚加鹏，张屿枫，陈绍科，奚艳宇，严明，李岩舟，
申请(专利权)人：华恒发展工程技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。