阅读说明：本技术 一种磁力吸附装置和爬行机器人 (Magnetic force adsorption equipment and robot of crawling ) 是由 冯消冰 潘际銮 高力生 李海龙 汪名峰 于 2019-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明是一种磁力吸附装置和爬行机器人,所述磁力吸附装置应用于爬行机器人,所述爬行机器人包括车架和设置于所述车架的移动机构。所述磁力吸附装置包括：若干个磁吸附组件,各所述磁吸附组件排布于所述车架下方；以及若干个伸缩机构,每一个所述磁吸附组件对应设置至少一个所述伸缩机构,所述伸缩机构的第一端部连接于所述车架,所述伸缩机构的第二端部连接于所述磁吸附组件,使得各所述磁吸附组件与被吸附表面之间的间隙能够改变。本发明能够适应不同弧度的曲面,使得磁吸附组件与被吸附表面之间的间隙可按照需求进行调整,保证爬行机器人获得足够吸力,稳定爬行。(The invention relates to a magnetic force adsorption device and a crawling robot. The magnetic force adsorption device includes: the magnetic adsorption components are arranged below the frame; and each magnetic adsorption component is correspondingly provided with at least one telescopic mechanism, the first end part of each telescopic mechanism is connected with the frame, and the second end part of each telescopic mechanism is connected with the magnetic adsorption component, so that the gap between the magnetic adsorption component and the adsorbed surface can be changed. The invention can adapt to curved surfaces with different radians, so that the gap between the magnetic adsorption component and the adsorbed surface can be adjusted as required, and the crawling robot is ensured to obtain enough suction and stably crawl.)

一种磁力吸附装置和爬行机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种磁力吸附装置和爬行机器人。

背景技术

磁吸附式爬行机器人在钢质导磁面爬行时，大多采用钕铁硼磁力吸附的方式。该爬行机器人适应于平整的平面和大直径对应的曲面，通过调整钕铁硼与吸附面的间隙实现爬行机器人的运动。

但对于较小半径的曲面或波浪形的曲面时，钕铁硼与吸附面的间隙没法得到有效控制，间隙过大，磁吸附力过小，会导致爬行机器人无法有效吸附在爬行面上；间隙过小，磁吸附力过大，会导致爬行困难，同时爬行机越障能力降低。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种磁力吸附装置和爬行机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

第一方面，本发明提供的技术方案:一种磁力吸附装置，应用于爬行机器人，所述爬行机器人包括车架和设置于所述车架的移动机构。

所述磁力吸附装置包括：

若干个磁吸附组件，各所述磁吸附组件排布于所述车架下方；以及

若干个伸缩机构，每一个所述磁吸附组件对应设置至少一个所述伸缩机构，所述伸缩机构的第一端部连接于所述车架，所述伸缩机构的第二端部连接于所述磁吸附组件，使得各所述磁吸附组件与被吸附表面之间的间隙能够改变。

本发明能够适应不同弧度的曲面，使得磁吸附组件与被吸附表面之间的间隙可按照需求进行调整，保证爬行机器人获得足够吸力，稳定爬行。

在一些实施例中，若干个所述磁吸附组件沿纵向和横向等间距布置。

在一些实施例中，每一个所述磁吸附组件对应设置一个所述伸缩机构，

所述伸缩机构的第二端部与所述磁吸附组件铰接，使得能够改变所述磁吸附组件与所述被吸附表面之间的夹角。

在一些实施例中，每一个所述磁吸附组件对应设置两个所述伸缩机构，即第一伸缩机构和第二伸缩机构，

所述第一伸缩机构设置于所述磁吸附组件的第一侧，且所述第一伸缩机构的第二端部与所述磁吸附组件铰接；

所述第二伸缩机构设置于所述磁吸附组件的第二侧，且所述第二伸缩机构的第二端部与所述磁吸附组件铰接，

使得能够改变所述磁吸附组件与所述被吸附表面之间的夹角。

在一些实施例中，所述伸缩机构包括丝杆伸缩机构，

所述丝杠伸缩机构包括丝杠、螺母及固定套，

所述固定套设置一个沿长度方向延伸的孔，使得所述丝杠能够至少部分地设置于所述固定套内，

所述螺母可转动地连接在所述固定套的开口部，所述丝杠与所述螺母螺纹连接。

在一些实施例中，所述伸缩机构包括液压缸或电动缸。

在一些实施例中，所述磁吸附组件包括盖板、盒体、永磁体及耳板，

所述永磁体设置于所述盒体内，所述盖板封闭所述盒体的开口部，两个所述耳板分别设置于所述盒体的两侧，

其中，所述耳板设置有带通孔的凸台和所述盒体由橡胶材料加工而成。

在一些实施例中，所述磁吸附组件还包括滚动体，所述滚动体设置于所述耳板的下方。

在一些实施例中，所述滚动体为万向轮。

第二方面，本发明提供的技术方案:一种爬行机器人，包括第一方面中的任一项所述的磁力吸附装置。

本发明第二方面实施例能够适应不同弧度的曲面，使得磁吸附组件与被吸附表面之间的间隙为定值或按需可调，保证爬行机器人获得足够吸力，稳定爬行。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是一种爬行机器人结构的仰视示意图；

图2是一种爬行机器人在波浪面爬行示意图；

图3是本发明的一种磁力吸附装置的结构示意图；

图4是本发明的另一种磁力吸附装置的结构示意图；

图5是本发明的一种伸缩机构示意图；

图6是图4的剖视图；

图1-图6中，10、磁力吸附装置，11、磁吸附组件，111、盖板， 112、盒体，113、永磁体，114、耳板，1141、凸台，115、滚动体；

12、伸缩机构，12A、第一伸缩机构，12B、第二伸缩机构，121、丝杠，122、螺母，123、固定套；

20、车架，30、移动机构。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“垂向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一方面：

参考图1，一种磁力吸附装置10，应用于爬行机器人，该爬行机器人包括车架20和设置于车架20的移动机构30，例如，移动机构30 为履带轮或行走机构。

该磁力吸附装置10包括若干个磁吸附组件11，各磁吸附组件11 排布于车架20下方。

该磁力吸附装置10还包括伸缩机构12，每一个磁吸附组件11对应设置至少一个伸缩机构12。伸缩机构12的第一端部连接于车架20，伸缩机构12的第二端部连接于磁吸附组件11，使得各磁吸附组件11 与被吸附表面之间的间隙可按照需求进行调整。

如图2所示，爬行机器人在波浪形曲面运动时，车架20下方的每一个磁吸附组件11对应设置至少一个伸缩机构12，该伸缩机构12改变自身长度，控制对应的磁吸附组件11与被吸附表面之间的间隙。每一个磁吸附组件11存在独立的控制机构，保证各磁吸附组件11与被吸附表面的间隙可按照需求进行调整，从而使得爬行机器人获得适当的吸引力，既不从被吸附件表面掉落，又不会造成移动困难。

如图2所示，3个磁吸附组件11在对应的伸缩机构12控制下，使得各磁吸附组件11到被吸附表面的间隙均为a。

本发明能够适应不同弧度的曲面，使得磁吸附组件与被吸附表面之间的间隙可按照需求进行调整，保证爬行机器人获得足够吸力，稳定爬行。

参考图1和图2，在本发明的一些具体实施例中，若干个磁吸附组件11沿纵向和横向等间距布置于车架20下方。

如图1所示，车架20为一个矩形车架，9个磁吸附组件11沿纵向排列成3列，每一列3个磁吸附组件11。相邻两列之间的距离与相邻两排之间的距离相等或不等，使得车架20每一部分受到的吸引力相等，有利于爬行机器人稳定爬行。

参考图3，在本发明的一些具体实施例中，每一个磁吸附组件11 对应设置一个伸缩机构12，该伸缩机构12设置于磁吸附组件11的中间位置，且伸缩机构12的第二端部与磁吸附组件11铰接，伸缩机构 12的第一端部与车架20连接。

上述结构设计，能够更好地保证磁吸附组件11与被吸附表面之间的间隙按需可调。伸缩机构12与磁吸附组件11铰接，能够进一步调整磁吸附组件11与被吸附表面的夹角。

参考图4，在本发明的一些具体实施例中，每一个磁吸附组件11 对应设置两个伸缩机构12，如第一伸缩机构12A和第二伸缩机构12B。

第一伸缩机构12A设置于磁吸附组件11的第一侧，且该伸缩机构12A的第二端部与磁吸附组件11铰接，伸缩机构12A的第一端部连接在车架20上；第二伸缩机构12B设置于磁吸附组件11的第二侧，且该伸缩机构12B的第二端部与磁吸附组件11铰接，伸缩机构12B 的第一端部连接在车架20上。

上述结构设计，能够更好地保证磁吸附组件11与被吸附表面之间的间隙按需可调。两个伸缩机构12设置于磁吸附组件11的两侧，能够灵活调整磁吸附组件11与被吸附表面的夹角。

参考图5，在本发明的一些具体实施例中，伸缩机构12包括丝杆伸缩机构。

丝杠伸缩机构包括丝杠121、螺母122及固定套123。

固定套123设置一沿长度方向延伸的孔1231，使得丝杠121能够至少部分地设置于固定套123内，

螺母122可转动地连接在固定套123的开口部，使得螺母122的轴线与固定套123的孔的轴线位于同一直线上。螺母122与丝杠121 螺纹连接，固定套123的非开口端固定在车架20的下表面，丝杠121 的一端部与磁吸附组件11铰接。通过驱动螺母122自转，使得丝杠121伸出或收缩到固定套123内，进而改变磁吸附组件11与被吸附表面之间的间隙。

在本发明的一些具体实施例中，伸缩机构12包括液压缸或电动缸。

液压缸或电动缸的第一端部与磁吸附组件11铰接，液压缸或电动缸的第二端部固定连接在车架20的下表面。

通过液压缸或电动缸改变长度，调整磁吸附组件11与被吸附表面之间的间隙，使得爬行机器人活动足够吸力。

参考图6，在本发明的一些具体实施例中，磁吸附组件11包括盖板111、盒体112、永磁体113及耳板114。

永磁体113设置于盒体112内，盖板111封闭盒体112的开口部。两个耳板114分别设置于盒体112的两侧，耳板114上表面设置有带通孔的凸台1141，用以实现耳板114与伸缩机构12的铰接，进而调整盒体112底面与被吸附表面之间的间隙。

盒体112由橡胶材料加工而成，使得盒体112能够有效传递磁力，且制造成本低，可一体化成型。

为了进一步优化方案设计，磁吸附组件11还包括滚动体115，滚动体115设置于耳板114的下方。

一个耳板114的下表面设置一个滚动体115，另一个耳板114的下表面设置另一个滚动体115，两个滚动体115能够避免因盒体112 摆动过大导致的与被吸附表面剧烈碰撞，使得爬行机器人在被吸附表面稳定爬行。

需要说明的是，滚动体115为万向轮。万向轮能够360°自由转动，有利于避免盒体112与被吸附表面之间的剧烈碰撞。

第二方面：

一种爬行机器人包括第一方面所述的任一磁力吸附装置10。

如图1所示，车架20的一侧设置一个移动机构30，车架20的另一侧设置另一个移动机构30，用于驱动车架20爬行。磁力吸附装置 10设置于车架20的下方，用于提供履带轮30对被吸附表面的正压力。

该爬行机器人能够适应不同弧度的曲面，使得磁吸附组件与被吸附表面之间的间隙为定值或按需可调，保证爬行机器人获得足够吸力，稳定爬行。

上各实施例仅说明发明的技术方案而非对其限制，尽管参照各实施例对本发明进行详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。