專利名稱：一種爬壁機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及行走機器人技術領域，尤其涉及一種用于儲油罐壁的爬壁機器人。
背景技術：
在石油化工行業(yè)中，儲油罐或儲液罐是用來存儲油品或化學溶液的容器。以油庫為例，儲油罐是主要的存儲設備，例如，普通儲油罐一般采用A3F的平爐沸騰鋼；寒冷地區(qū)一般采用A3平爐鎮(zhèn)靜鋼；超過10000立方米的大容積儲油罐采用高強度的低合金鋼。無論采用哪種鋼作為儲油罐的制成材料，對儲油罐的安全檢測都是一項十分重要的工作，尤其是要加強儲油罐焊縫及其附近微裂紋的檢測。雖然裂紋很微小，卻會對儲油罐造成極大危害，導致油罐破裂、油品泄露、爆炸等諸多嚴重后果。 此外，儲油罐或儲液罐中儲存的物質大多具有易燃、易爆和毒害性。在使用一段時間后，油品中的雜質就會沉積在儲油罐的罐底和罐壁上，使儲油罐的有效容量減少，影響儲油罐的存儲效率。同時，由于石化產品具有強腐蝕性，容易對儲油罐尤其是油罐內壁表面產生腐蝕作用。需要指出的是，由于儲油罐底部邊緣板和壁板之間常采用T型焊縫結構，該T型焊縫內部的缺陷對儲油罐的安全運行危害極大。因此，儲油罐需要定期進行檢修并清除罐內淤渣，延長其使用壽命。在現(xiàn)有技術中，傳統(tǒng)的油罐清洗和檢測方法主要通過人工完成，然而，人工清洗方法勞動強度大、施工周期長、安全性差，并且油品的回收率低，還會造成周邊環(huán)境被污染。有鑒于此，如何基于機器人技術來設計出一種自動清洗和檢測的機械裝置，從而解決或消除現(xiàn)有方式中的缺陷，是業(yè)內相關技術人員亟待解決的一項課題。

實用新型內容針對現(xiàn)有技術中在清洗和檢測儲油罐時所存在的上述缺陷，本實用新型提供了一種用于儲油罐的爬壁機器人。依據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種爬壁機器人，適于在儲油罐壁行走，其中，該爬壁機器人具有一行走控制底盤，并且該行走控制底盤包括吸附裝置，用于使所述爬壁機器人在任何方向上都能依附在所述儲油罐壁；連桿機構，與所述吸附裝置機械連接，通過所述連桿機構的運動，使所述爬壁機器人在所述儲油罐壁行走；以及多個驅動輪，與所述儲油罐壁接觸，且剛性連接至所述連桿機構，當所述連桿機構中的連桿沿某一支點順時針或逆時針旋轉時，所述驅動輪抬升或下壓所述儲油罐壁。在一實施例中，連桿機構包括一第一連桿和一第二連桿，所述多個驅動輪包括一
第一驅動輪、一第二驅動輪和一第三驅動輪，其中，所述第一驅動輪和所述第三驅動輪分別位于所述爬壁機器人的頭部和尾部，所述第二驅動輪位于所述爬壁機器人的中部，所述第一連桿的一端連接至所述第一驅動輪，所述第二連桿的一端連接至所述第三驅動輪，并且所述第一連桿和所述第二連桿藉由一連接板連接至所述第二驅動輪。在一實施例中，該行走控制底盤還包括驅動電機，用于提供所述爬壁機器人沿所述儲油罐壁行走時的驅動力，該驅動力藉由傳動機構傳送至所述多個驅動輪；以及轉向電機，用于提供所述爬壁機器人在所述儲油罐壁轉向時的轉向力，該轉向力藉由相應的轉向擺桿傳送至所述多個驅動輪，以調整所述驅動輪的轉向角度。在一實施例中，該吸附裝置還包括磁鐵，與所述儲油罐壁構成磁性吸引的兩磁極，從而產生磁吸力；壓力傳感器，用于檢測所述磁吸力的變化；以及磁鐵電機，當所述儲油罐壁出現(xiàn)焊縫時，根據(jù)所述磁吸力的變化來調節(jié)所述磁鐵與所述儲油罐壁之間的距離。例如，當所述壓力傳感器檢測到磁吸力減小時，所述磁鐵電機將磁鐵向下推出，以便縮短所述磁鐵與所述儲油罐壁的距離，使調整后的磁吸力增加至一預設閾值。又如，當所述壓力傳感器檢測到磁吸力增加時，所述磁鐵電機將磁鐵向上拉起，以便增大所述磁鐵與所述儲油罐壁的距離，使調整后的磁吸力減小至一預設閾值。在一實施例中，當所述儲油罐壁出現(xiàn)焊縫時，藉由所述連桿機構來減小爬壁機器人行走時的顛簸幅度。例如，該焊縫為T型結構，位于所述儲油罐的底部邊緣板和側板之間。采用本實用新型的爬壁機器人，通過吸附裝置將其牢固地依附在儲油罐壁的表面，并且利用連桿機構的圓周運動來帶動驅動輪向前滾動，從而實現(xiàn)在儲油罐壁任意方向上的自由行走。相比于現(xiàn)有技術，該爬壁機器人可降低儲油罐壁的檢測成本，提高工作效率，而且無需人工在危險作業(yè)環(huán)境中進行油罐清洗和檢測。此外，當儲油罐壁出現(xiàn)焊縫時，該連桿機構還可減小爬壁機器人行走時的顛簸幅度，保持爬壁機器人運動時的平穩(wěn)性。

讀者在參照附圖閱讀了本實用新型的具體實施方式
以后，將會更清楚地了解本實用新型的各個方面。其中，圖I示出依據(jù)本實用新型的一具體實施方式
，爬壁機器人的行走控制底盤的側視圖；以及圖2示出圖I中的行走控制底盤的驅動機構和轉向機構的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本申請所揭示的技術內容更加詳盡與完備，可參照附圖以及本實用新型的下述各種具體實施例，附圖中相同的標記代表相同或相似的組件。然而，本領域的普通技術人員應當理解，下文中所提供的實施例并非用來限制本實用新型所涵蓋的范圍。此外，附圖僅僅用于示意性地加以說明，并未依照其原尺寸進行繪制。下面參照附圖，對本實用新型各個方面的具體實施方式
作進一步的詳細描述。圖I示出依據(jù)本實用新型的一具體實施方式
，爬壁機器人的行走控制底盤的側視圖。參照圖1，適于在儲油罐壁行走的該爬壁機器人具有一行走控制底盤。該行走控制底盤包括吸附裝置、連桿機構和多個驅動輪。其中，該吸附裝置使爬壁機器人在任何方向上都能依附在儲油罐壁。該連桿機構與吸附裝置機械連接，通過該連桿機構的運動，使爬壁機器人在儲油罐壁行走。多個驅動輪與儲油罐壁接觸，且剛性連接至連桿機構，當連桿機構中的連桿沿某一支點順時針或逆時針旋轉時，一部分驅動輪抬升以脫離該儲油罐壁的表面，一部分驅動輪下壓儲油罐壁，以確保該爬壁機器人仍然能夠依附在儲油罐壁。在一具體實施例中，該連桿機構包括一第一連桿7和一第二連桿3，多個驅動輪包括一第一驅動輪9、一第二驅動輪10和一第三驅動輪11。其中，第一驅動輪9和第三驅動輪11分別位于爬壁機器人的頭部和尾部，第二驅動輪10位于爬壁機器人的中部，第一連桿7的一端連接至第一驅動輪9，連接位置如點A所示。第二連桿3的一端連接至第三驅動輪11，連接位置如點E所示。第一連桿7和第二連桿3藉由一連接板2連接至第二驅動輪10，連接板2與第二驅動輪10的連接位置如點C所示。另外，連桿7與吸附裝置的磁鐵電機I連接(連接位置如點B所示)，連桿3與吸附裝置的磁鐵電機I連接(連接位置如點D所示)O在一具體實施例中，該吸附裝置還包括兩個磁鐵13、與磁鐵——對應的磁鐵電機 I和一壓力傳感器12。磁鐵電機I與儲油罐壁構成磁性吸引的兩磁極，從而產生磁吸力。壓力傳感器12設置于磁鐵13與磁鐵電機I的連接處，用于檢測磁鐵13與儲油罐壁之間磁吸力的變化。當儲油罐壁出現(xiàn)焊縫時，藉由該連桿機構來減小爬壁機器人行走時的顛簸幅度。如圖I所示，驅動輪9、10和11全部附著在弧形的儲油罐壁表面，當爬壁機器人前方出現(xiàn)焊縫8時，由于連桿7的作用，驅動輪9將被抬升，即連接點A沿豎直方向上升，從而使連桿7圍繞支點B順時針旋轉。相應地，連接板2圍繞連接點C逆時針旋轉，同時該連接點C在豎直方向下移一段距離。類似地，連桿3圍繞支點D順時針旋轉，連接點E在豎直方向也下移一段距離。由此可知，即使在儲油罐壁的表面出現(xiàn)焊縫8等障礙時，行走控制底盤的驅動輪仍然可完全依附在儲油罐壁。此外，行走控制底盤的驅動輪(如驅動輪9)在越障時，車體平面相對于儲油罐壁表面的距離是增加的，倘若吸附裝置的磁鐵13位置不變，則磁吸力將會減小，進而有可能導致車體從儲油罐壁掉落。在一實施例中，為保證磁吸力不變，磁鐵13與磁鐵電機I連接處裝有壓力傳感器12，利用磁鐵電機I來調節(jié)磁鐵13與儲油罐壁之間的距離。例如，當壓力傳感器12檢測到磁吸力減小時，磁鐵電機I將磁鐵13向下推出，以便縮短磁鐵13與儲油罐壁的距離，使調整后的磁吸力增加至一預設閾值(該預設閾值足以使爬壁機器人依附于儲油罐壁)。又如，當壓力傳感器檢測到磁吸力增加時，所述磁鐵電機將磁鐵向上拉起，以便增大所述磁鐵與所述儲油罐壁的距離，使調整后的磁吸力減小至一預設閾值。圖2示出圖I中的行走控制底盤的驅動機構和轉向機構的結構示意圖。參照圖2，該行走控制底盤還包括驅動電機和轉向電機。驅動電機6用于提供爬壁機器人沿儲油罐壁行走時的驅動力，該驅動力藉由傳動機構傳送至多個驅動輪。轉向電機20,21和22用于提供爬壁機器人在儲油罐壁轉向時的轉向力，該轉向力藉由相應的轉向擺桿20傳送至多個驅動輪，以調整驅動輪的轉向角度。具體地,驅動電機6輸出動力,傳動軸17 (或傳動軸18)獲得該動力后,齒輪組14、15和16將來自傳動軸17 (或傳動軸18)的動力分別傳遞到驅動輪9、10和11上，實現(xiàn)爬壁機器人在儲油罐壁的行走。當車體轉彎時，通過轉向電機21、22和23與轉向擺桿20來實現(xiàn)驅動輪的轉向。采用本實用新型的爬壁機器人，通過吸附裝置將其牢固地依附在儲油罐壁的表面，并且利用連桿機構的圓周運動來帶動驅動輪向前滾動，從而實現(xiàn)在儲油罐壁任意方向上的自由行走。相比于現(xiàn)有技術，該爬壁機器人可降低儲油罐壁的檢測成本，提高工作效率，而且無需人工在危險作業(yè)環(huán)境中進行油罐清洗和檢測。此外，當儲油罐壁出現(xiàn)焊縫時，該連桿機構還可減小爬壁機器人行走時的顛簸幅度，保持爬壁機器人運動時的平穩(wěn)性。對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外，顯然“包括” 一詞不排除其他組件或步驟，單數(shù)不排除復數(shù)。系統(tǒng)權利要求中陳述的多個組件或裝置也可以由一個組件或裝置通過軟件或者硬件來實現(xiàn)。 術語“第一”、“第二”等詞語僅僅用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。上文中，參照附圖描述了本實用新型的具體實施方式
。但是，本領域中的普通技術人員能夠理解，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以對本實用新型的具體實施方式
作各種變更和替換。這些變更和替換都落在本實用新型權利要求書所限定的范圍內。
權利要求1.一種爬壁機器人，適于在儲油罐壁行走，其特征在于，所述爬壁機器人具有一行走控制底盤，并且該行走控制底盤包括 吸附裝置，用于使所述爬壁機器人在任何方向上都能依附在所述儲油罐壁； 連桿機構，與所述吸附裝置機械連接，通過所述連桿機構的運動，使所述爬壁機器人在所述儲油罐壁行走；以及 多個驅動輪，與所述儲油罐壁接觸，且剛性連接至所述連桿機構，當所述連桿機構中的連桿沿某一支點順時針或逆時針旋轉時，所述驅動輪抬升或下壓所述儲油罐壁。
2.根據(jù)權利要求I所述的爬壁機器人，其特征在于，所述連桿機構包括一第一連桿和一第二連桿，所述多個驅動輪包括一第一驅動輪、一第二驅動輪和一第三驅動輪， 其中，所述第一驅動輪和所述第三驅動輪分別位于所述爬壁機器人的頭部和尾部，所述第二驅動輪位于所述爬壁機器人的中部，所述第一連桿的一端連接至所述第一驅動輪，所述第二連桿的一端連接至所述第三驅動輪，并且所述第一連桿和所述第二連桿藉由一連接板連接至所述第二驅動輪。
3.根據(jù)權利要求I所述的爬壁機器人，其特征在于，所述行走控制底盤還包括 驅動電機，用于提供所述爬壁機器人沿所述儲油罐壁行走時的驅動力，該驅動力藉由傳動機構傳送至所述多個驅動輪；以及 轉向電機，用于提供所述爬壁機器人在所述儲油罐壁轉向時的轉向力，該轉向力藉由相應的轉向擺桿傳送至所述多個驅動輪，以調整所述驅動輪的轉向角度。
4.根據(jù)權利要求I所述的爬壁機器人，其特征在于，所述吸附裝置還包括 磁鐵，與所述儲油罐壁構成磁性吸引的兩磁極，從而產生磁吸力； 壓力傳感器，用于檢測所述磁吸力的變化；以及 磁鐵電機，當所述儲油罐壁出現(xiàn)焊縫時，根據(jù)所述磁吸力的變化來調節(jié)所述磁鐵與所述儲油罐壁之間的距離。
5.根據(jù)權利要求4所述的爬壁機器人，其特征在于，當所述壓力傳感器檢測到磁吸力減小時，所述磁鐵電機將磁鐵向下推出，以便縮短所述磁鐵與所述儲油罐壁的距離，使調整后的磁吸力增加至一預設閾值。
6.根據(jù)權利要求4所述的爬壁機器人，其特征在于，當所述壓力傳感器檢測到磁吸力增加時，所述磁鐵電機將磁鐵向上拉起，以便增大所述磁鐵與所述儲油罐壁的距離，使調整后的磁吸力減小至一預設閾值。
7.根據(jù)權利要求I所述的爬壁機器人，其特征在于，當所述儲油罐壁出現(xiàn)焊縫時，藉由所述連桿機構來減小爬壁機器人行走時的顛簸幅度。
8.根據(jù)權利要求7所述的爬壁機器人，其特征在于，所述焊縫為T型結構，位于所述儲油罐的底部邊緣板和側板之間。
專利摘要本實用新型提供了一種爬壁機器人，具有一行走控制底盤，該行走控制底盤包括吸附裝置，用于使爬壁機器人在任何方向上都能依附在儲油罐壁；連桿機構，與吸附裝置機械連接，通過連桿機構的運動，使爬壁機器人在儲油罐壁行走；以及多個驅動輪，與儲油罐壁接觸，且剛性連接至連桿機構，當連桿機構中的連桿沿某一支點順時針或逆時針旋轉時，驅動輪抬升或下壓儲油罐壁。采用本實用新型，通過吸附裝置將其牢固地依附在儲油罐壁的表面，并且利用連桿機構的運動來帶動驅動輪向前滾動，從而實現(xiàn)在儲油罐壁任意方向上的自由行走。相比于現(xiàn)有技術，該爬壁機器人可降低儲油罐壁的檢測成本，提高工作效率，而且無需人工在危險作業(yè)環(huán)境中進行油罐清洗和檢測。
文檔編號B62D57/024GK202593673SQ201220188060
公開日2012年12月12日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權日2012年4月27日
發(fā)明者頓向明, 山磊 申請人:頓向明