爬壁检测机器人越障装置的制作方法

本发明涉及一种爬壁机械，特别涉及爬壁检测机器人越障装置。

背景技术：

循环流化床锅炉燃烧充分、效率高、废气少，因此流化床锅炉在火力发电或供热领域获得广泛应用。流化床锅炉在运行时，锅炉内部管壁面会产生大量磨损，同时管壁面上有大量积灰与残渣，运行过程中管壁也会因内部压力而产生裂痕。

为了保证锅炉运行效率及安全，需定期停机对管壁面进行检测与维护。

目前对水冷管壁的检测与维护通常采用人工方式，对壁厚在安全阈值以下的部分管道进行熔敷修复。这种人工检测，工期长、危险度大，且定期检查和维护时锅炉设备必须停机，这将中断企业的连续生产。停机检修时间越长，企业承受的成本越大。

为减轻作业人员的负担，迫切需要机器人代替人工进行作业，爬壁机器人是将移动技术和壁面吸附技术相结合的特种机器人，能实现在壁面上的移动，由装载传感器的机器人完成壁面检测任务。

现有履带式水冷壁检测机器人无法自如地横向移动越障，而检测工作需要能横向及竖向工作的机器人，以提高工作效率。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，提供一种爬壁检测机器人越障装置，这种越障装置结构合理，操作简便，有效加强机器人的运动方式，能提高检测工作的效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

爬壁检测机器人越障装置，包括机架，在机架上安装有移动轮组及支撑装置；移动轮组由两只对向安装的滚动轮组成，滚动轮与滚轮驱动电机的输出轴连接，两只滚动轮固定安装在活动轮架上，活动轮架通过滑块滑槽结构安装在固定轮架上，固定轮架通过轴杆固定于机架上；在固定轮架上固定连接有带螺孔的折板，活动轮架上固定连接有第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴与第二螺杆连接，第二螺杆与折板上的螺孔螺纹连接；支撑装置包括撑板，撑板安装于第一平板上，机架上开设有螺孔，第一平板上安装有第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴与第一螺杆连接，第一螺杆与机架上的螺孔螺纹连接。

上述的爬壁检测机器人越障装置，撑板为半圆形，在撑板的法向上固定有导向轮。

上述的爬壁检测机器人越障装置，固定轮架上安装有第三驱动电机，第三驱动电机的输出轴与第三螺杆连接，机架上开设有螺孔，第三螺杆与螺孔螺纹连接。

由于锅炉胶囊型的立体结构，爬壁机器人目前比较流行的是采用磁吸附方式来实现机器人在锅炉内壁上的站立，这样，机器人就可以垂直、倒立悬挂在锅炉的内外壁上对其进行检测。

本发明的机器人通过磁吸附将滚动轮压在锅炉条状凸起的水冷壁上，再由滚轮电机驱动滚动轮转动，从而使机器人沿条状凸起进行移动；支撑板呈半圆形可以通过导向轮包住条状凸起，使机器人不致跑偏，保证其行驶方向的准确性。

当机器人需要进行横向移动时，通过第二驱动电机将第一螺杆旋转，使机架与水冷壁间的距离加大，而磁吸附力使机器人的支撑板牢牢地钉在水冷壁上，从而机架带着滚动轮离开水冷壁面，再由第二驱动电机带动第二螺杆旋转，由于折板与机架固定，使得螺杆的旋转带动滚动轮组相对与机架横向移动；当滚动轮组横向移动到位后，第一螺杆旋转，带动机架下降，使滚动轮压在水冷壁上；当第一螺杆继续旋转带动机架继续下降时，机架因为滚动轮的阻挡，机架与壁面的距离保护不变，此时撑板相对与壁面上升；第二螺杆反向旋转，使机架横向上向滚动轮横向移动的方向移动，机架同时亦带动支撑板同时横向移动，最终，滚动轮、支撑板与机架恢复到初始位置。

第三螺杆的转动能带动固定轮架向机架方向运动，可以使滚轮组跨越更高的障碍。

本发明通过滑块滑槽结构实现机器人滚动轮与机架之间的相对横向移动，再由支撑装置使滚动轮推离壁面，使滚动轮能够脱离壁面进行横向移动。

本发明结构简单，移动效率高，特别适合带状检测的运动方式。当相关的配件采取耐高温耐酸碱工作环境的保护下，机器人可以在锅炉不停机的情况下进行工作，配合相应的检测软件，大大提高检测效率，为企业节约生产成本。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明机器人站立于水冷壁上的结构示意图。

图3为本发明支撑装置结构示意图。

图4为本发明初始位置示意图。

图5为本发明抬升位置示意图。

图6为本发明移动轮组初始位置示意图。

图7为本发明移动轮组移动时的结构示意图。

图8为本发明机器人横向移动时的示意图。

图中标记为：1机架，10支撑板，11导向轮，12第一驱动电机，13第一螺杆，14第一平板，20滚动轮，21活动轮架，22第二驱动电机，23第二螺杆，24带螺孔的折板，25活动轮架，26固定轮架上的滑轨，27固定轮架，28固定轮架上用于连接两个滚轮的连杆，29滚轮驱动电机，30轴杆，32第三驱动电机，33第三螺杆，8带有条状凸起的水冷壁，9配件箱。

具体实施方式

参照附图，爬壁检测机器人越障装置，包括机架1，在机架上安装有移动轮组及支撑装置；移动轮组由两只对向安装的滚动轮20组成，滚动轮与滚轮驱动电机29的输出轴连接，两只滚动轮固定安装在活动轮架25上，活动轮架通过滑块滑槽结构安装在固定轮架27上，固定轮架通过轴杆30固定于机架上；在固定轮架上固定连接有带螺孔的折板24，活动轮架上固定连接有第二驱动电机22，第二驱动电机的输出轴与第二螺杆23连接，第二螺杆与折板上的螺孔螺纹连接；支撑装置包括撑板10，撑板安装于第一平板14上，机架上开设有螺孔，第一平板上安装有第一驱动电机12，第一驱动电机的输出轴与第一螺杆13连接，第一螺杆与机架上的螺孔螺纹连接；撑板10为与水冷壁的半圆凸条相配合的半圆形，在撑板的法向上固定有导向轮11；固定轮架上安装有第三驱动电机32，第三驱动电机的输出轴与第三螺杆33连接，机架上开设有螺孔，第三螺杆与螺孔螺纹连接。

本发明的机器人可通过磁吸附等方式站立于锅炉壁上，本例中将机器人站立于带凸条的水冷壁上。

机器人的运动轨迹为带状移动，当需要横向移动时，转动第一螺杆，将机架推离壁面，机架带动滚轮组离开壁面，第二螺杆转动，使活动轮架带动滚轮相对于机架向左侧移动，滚轮移动到指定距离后，第一螺杆反转，将机架拉近壁面，滚轮慢慢抵触壁面，第一螺杆继续反转，第一平板与机架间的距离变小，由于滚轮、机架间的距离不变，支撑板由第一平板带动脱离壁面；第二螺杆反转，而此时滚轮相对于壁面不动，机架就向滚轮横向移动的方向运动，使机架、滚轮复位；此时再正转第一螺杆，使支撑板推离机架抵达壁面，从而机器人可以继续在壁上进行带状移动。

当壁面上通过摄像头图像识别等方式辨认出有较高的障碍物时，可以通过第三驱动电机带动第三螺杆旋转，使固定轮架带动滚轮组向上方的机架靠近，从而滚轮能脱离壁面更远，从而可以通过较高的障碍物。

本发明横向移动结构简单可靠，可以提高壁面检测的效率，降低生产成本。

本发明只涉及横向移动结构，对于磁吸附结构及电路控制部分可以参考现有技术来实现。比如本发明可以使用itop-imx6d核心板作为控制器对电机进行控制，也可以配备无线遥控器对机器人进行远程控制，可实现操作人员远离操作现场，并较好地完成设备表面操作任务；本发明采用轮式移动结构，使机器人能够在曲面、圆弧面等复杂工作界面上实施检测工作。

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