本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能在大型設(shè)備導(dǎo)磁表面進(jìn)行移動(dòng)的自適應(yīng)接觸的磁性履帶攀爬機(jī)器人。

背景技術(shù)：

攀爬機(jī)器人能夠替代人工進(jìn)行攀爬作業(yè)，且能夠?yàn)楹罄^的作業(yè)提供固定作業(yè)平臺(tái)，有效的解決了當(dāng)前相關(guān)行業(yè)高空作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)高，效率低下的問題。

攀爬機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理與地面行走機(jī)構(gòu)在功能和結(jié)構(gòu)上都存在較大差異，其作業(yè)時(shí)需克服重力影響，需根據(jù)不同的作業(yè)面特點(diǎn)采取不同的運(yùn)動(dòng)模式。針對于目前我國風(fēng)電、火電、油氣管道、大型設(shè)備檢測和檢修的攀爬作業(yè)要求，攀爬裝置需沿設(shè)備壁面水平或者垂直爬行，因此對于攀爬裝置的吸附力及可靠性都有較高的要求。

在我國目前的大型船體、罐體、管道、塔筒等設(shè)備進(jìn)行檢修檢測作業(yè)時(shí)，一般由人工作業(yè)進(jìn)行攀爬和登高來進(jìn)行設(shè)備表面和內(nèi)部的檢測和維修作業(yè)，其工作環(huán)境較為惡劣，難以保證維護(hù)作業(yè)工人的安全性，不僅效率較低，而且風(fēng)險(xiǎn)較大。而一般的大型設(shè)備其表面一般為導(dǎo)磁的鐵板或者鋼板，多為平面或者弧面，而針對設(shè)備的檢修作業(yè)如焊接質(zhì)量的檢測、探傷檢測、除銹、噴漆等，采用磁性或者真空吸附式攀爬小車的方式均可實(shí)現(xiàn)，但是目前真空吸附式攀爬小車難以克服設(shè)備表面的焊縫、鉚接、螺栓等障礙物。

從現(xiàn)有的中國專利公開的資料顯示，永磁履帶第一次出現(xiàn)在1998年，cn98110551.3《船罐焊縫自動(dòng)爬行x射線探傷機(jī)》，探傷主機(jī)靠鉸式軟連接活動(dòng)機(jī)架上的永磁履帶吸附式鏈條傳動(dòng)爬行機(jī)構(gòu)；與攀爬和磁力有關(guān)的專利申請文件公開了50多種相關(guān)技術(shù)。

如長春理工大學(xué)cn201310528724.9《一種磁力攀爬車》，所述磁力吸盤上安裝有磁體，用于通過磁力將磁力攀爬車吸附在要攀爬的塔的由鋼鐵材料制成的塔壁上。

浙江工業(yè)大學(xué)cn201610299159.7《一種適用于壁面吸附攀爬的自驅(qū)式永磁轉(zhuǎn)輪》，包括輪轂、環(huán)形磁體和定子軸芯，環(huán)形磁塊、定子軸芯同軸裝在所述的輪轂內(nèi)，定子軸芯貫穿所述的環(huán)形磁塊的中心孔，定子軸芯的兩端從輪轂的中心通孔中伸出形成安裝端；輪轂包括實(shí)心橡膠輪胎、左輪轂和右輪轂，左輪轂與右輪轂相向固接形成容納環(huán)形磁輪的中心腔體，實(shí)心橡膠輪胎套在輪轂外圈；定子軸芯包括定軸、線圈繞阻、左爪盤和右爪盤，左爪盤、右爪盤相互配合安裝在所述的定軸上，并在定軸軸肩約束下形成環(huán)形爪盤空腔。本發(fā)明的有益效果是：實(shí)現(xiàn)磁輪在不加裝外部驅(qū)動(dòng)的情況下自行運(yùn)轉(zhuǎn)；提出一種多作用力的磁體，磁輪內(nèi)磁體的環(huán)形結(jié)構(gòu)，對內(nèi)提供驅(qū)動(dòng)力，對外提供吸附力，可以對壁面實(shí)現(xiàn)吸附攀爬。

南昌理工學(xué)院cn201610379710.9《吸附裝置及應(yīng)用該吸附裝置的攀爬清洗機(jī)器人》套筒的內(nèi)部自上而下依次設(shè)有第一電磁鐵、磁片、滑動(dòng)塊及第二電磁鐵，上述吸附裝置吸附能力強(qiáng)，且吸附和脫離切換簡單快捷，易于實(shí)用。

華南理工大學(xué)廣州學(xué)院cn201620390050.x《一種履帶式多功能攀爬機(jī)器人》，采用腳足式結(jié)構(gòu)履帶式，利用電磁吸盤吸附，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在墻上的行走。通過軟管將地面的油漆或清洗液送至吸附在墻上的工作模塊，從而實(shí)現(xiàn)粉刷或清洗功能，提高粉刷的速度和質(zhì)量，解決了人工清洗勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)效率低的問題。

從相關(guān)的公開技術(shù)中不難發(fā)現(xiàn)永磁履帶及永磁履帶機(jī)器人的應(yīng)用正在不斷擴(kuò)大。磁性吸附小車多為磁履帶式，要想產(chǎn)生較大的吸附力，則履帶板上需安裝較大的永磁體或者電磁鐵，其自重較重且體積較大。因此，針對目前磁性吸附作業(yè)攀爬機(jī)器人的需求，設(shè)計(jì)了一種磁路強(qiáng)化的，能通過彈性元件自適應(yīng)導(dǎo)磁體表面并可實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)、轉(zhuǎn)向等功能的磁性履帶傳動(dòng)機(jī)器人，將是本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)造性勞動(dòng)的體現(xiàn)形式，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對目前國內(nèi)對設(shè)備表面的維護(hù)和檢測作業(yè)需求，設(shè)計(jì)了一種通過磁力線疊加放大，使得履帶能以較強(qiáng)的磁力產(chǎn)生牢固的吸附力，能沿導(dǎo)磁作業(yè)面快速攀爬的自適應(yīng)接觸的磁性履帶攀爬機(jī)器人。該裝置具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，攀爬速度快，運(yùn)行穩(wěn)定，負(fù)載能力較強(qiáng)的特點(diǎn)。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種自適應(yīng)接觸的磁性履帶攀爬機(jī)器人，包括主體支架及主體支架上安裝的履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力傳動(dòng)組件、磁性履帶輪系、履帶輪系安裝組件、履帶輪系預(yù)緊組件，履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過動(dòng)力傳動(dòng)組件與磁性履帶輪系動(dòng)力傳動(dòng)連接，動(dòng)力傳動(dòng)組件中包括差速動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和改變傳動(dòng)方向機(jī)構(gòu)；磁性履帶輪系通過履帶輪系安裝組件與主體支架連接，履帶輪系安裝組件中包括磁性履帶輪系單獨(dú)或聯(lián)動(dòng)的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)；主體支架通過履帶輪系預(yù)緊組件對磁性履帶輪系進(jìn)行預(yù)緊，履帶輪系預(yù)緊組件中包括彈性機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述動(dòng)力傳動(dòng)組件包括t型差動(dòng)齒輪箱、萬向節(jié)聯(lián)軸器和履帶輪傳動(dòng)軸，t型差動(dòng)齒輪箱的兩邊輸出軸分別通過兩邊的萬向軸聯(lián)軸器連接至兩邊的履帶輪傳動(dòng)軸，履帶輪傳動(dòng)軸作為磁性履帶輪系的動(dòng)力輸入傳動(dòng)軸，t型差動(dòng)齒輪箱左右兩側(cè)輸出軸的分別輸出形成差速動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，萬向節(jié)聯(lián)軸器作為改變傳動(dòng)方向機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述履帶輪系安裝組件包括履帶輪系支架和履帶輪系活動(dòng)支架，履帶輪系支架通過連桿與主體支架連接；履帶輪系活動(dòng)支架由履帶輪系左支撐管和履帶輪系右支撐管組成，履帶輪系左支撐管和履帶輪系右支撐管各有前后設(shè)置的兩只腳支撐管，各腳支撐管內(nèi)端與主體支架形成單獨(dú)或聯(lián)動(dòng)的滑動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)連接，腳支撐管外端與磁性履帶輪系連接。

進(jìn)一步，所述腳支撐管采用套管伸縮滑動(dòng)結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述各腳支撐管內(nèi)端通過一根、兩根或多根支撐管旋轉(zhuǎn)軸與主體支架連接，主體支架上安裝有前限位支架和限位板前滑動(dòng)支架及限位板后滑動(dòng)支架和后限位支架，前限位支架和限位板前滑動(dòng)支架及限位板后滑動(dòng)支架和后限位支架均設(shè)有立式滑動(dòng)槽，各立式滑動(dòng)槽組成一組、兩組或多組旋轉(zhuǎn)軸滑槽，各腳支撐管內(nèi)端通過一根、兩根或多根支撐管旋轉(zhuǎn)軸與立式滑動(dòng)槽上下滑動(dòng)連接，同時(shí)，各腳支撐管內(nèi)端通過一根、兩根或多根支撐管旋轉(zhuǎn)軸與立式滑動(dòng)槽轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

進(jìn)一步，所述限位板前滑動(dòng)支架和限位板后滑動(dòng)支架之間滑動(dòng)設(shè)有一塊、兩塊或多塊限位板，限位板通過導(dǎo)柱或?qū)Р叟c限位板前滑動(dòng)支架及限位板后滑動(dòng)支架上下滑動(dòng)連接，各腳支撐管內(nèi)端通過支撐管旋轉(zhuǎn)軸與立式滑動(dòng)槽上下滑動(dòng)時(shí)通過限位板限位連接。

進(jìn)一步，采用同一根支撐管旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，支撐管旋轉(zhuǎn)軸穿過限位板的軸孔與一組旋轉(zhuǎn)軸滑槽滑動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)連接；采用左右兩根支撐管旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，左右兩根支撐管旋轉(zhuǎn)軸分別穿過左右兩塊限位板的軸孔與左右兩組旋轉(zhuǎn)軸滑槽滑動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)連接；采用多根支撐管旋轉(zhuǎn)軸時(shí)，各腳支撐管內(nèi)端分別與一獨(dú)立的支撐管旋轉(zhuǎn)軸連接，各獨(dú)立的支撐管旋轉(zhuǎn)軸插入獨(dú)立的限位板的軸孔中，獨(dú)立的限位板形成限位滑動(dòng)模塊組合，限位滑動(dòng)模塊組合通過導(dǎo)柱或?qū)Р叟c限位板前滑動(dòng)支架及限位板后滑動(dòng)支架上下滑動(dòng)連接。

進(jìn)一步，所述履帶輪系預(yù)緊組件包括氣彈簧安裝支架和氣彈簧，主體支架中設(shè)有氣彈簧安裝支架，氣彈簧上端與氣彈簧安裝支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，氣彈簧下端與磁性履帶輪系上的履帶輪系支架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

優(yōu)選：主體支架中設(shè)有限位板前滑動(dòng)支架及限位板后滑動(dòng)支架，限位板前滑動(dòng)支架及限位板后滑動(dòng)支架的上端設(shè)有氣彈簧安裝支架。

進(jìn)一步，所述磁性履帶輪系包括履帶輪、履帶和履帶輪軸承支架，履帶由多塊永磁履帶板鏈接組成，履帶輪通過履帶輪軸承支架固定至履帶輪系安裝組件中的履帶輪系支架中，磁性履帶輪系中的履帶輪與動(dòng)力傳動(dòng)組件中的履帶輪傳動(dòng)軸動(dòng)力連接；磁性履帶輪系一方面通過履帶輪系安裝組件中的履帶輪系支架及履帶輪系活動(dòng)支架與主體支架安裝連接；另一方面通過履帶輪系安裝組件中的履帶輪系支架及連桿與主體支架安裝連接；履帶輪系支架通過履帶輪系預(yù)緊組件中的氣彈簧與主體支架預(yù)緊連接。

優(yōu)選，履帶輪系支架安裝在履帶輪軸承支架的外圍；履帶輪系活動(dòng)支架與履帶輪系支架及履帶輪軸承支架形成安裝連接。

優(yōu)選，履帶輪系支架的上端面設(shè)有連桿座與連桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接；履帶輪系支架的上端面還設(shè)有彈簧座與氣彈簧轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

優(yōu)選，履帶輪系支架分別與履帶輪系活動(dòng)支架、連桿和氣彈簧連接形成磁性履帶輪系的三個(gè)連動(dòng)安裝機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述磁性履帶輪系中設(shè)有磁性吸附機(jī)構(gòu)，磁性吸附機(jī)構(gòu)包括履帶板永磁體和固定永磁體，相對于吸附作業(yè)面，固定永磁體的磁力線與履帶板永磁體的磁力線相對于吸附作業(yè)面形成疊加，在固定永磁體和履帶板永磁體之間，磁極同性相斥設(shè)置，履帶板永磁體在進(jìn)入或者離開固定永磁體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一對大小相等方向相反的在履帶移動(dòng)過度中作用的排斥力；固定永磁體的長度即為磁性履帶輪系的永磁吸附表面的長度。

優(yōu)選，履帶板永磁體安裝在永磁履帶板中的永磁履帶板磁軛中，固定永磁體安裝在履帶輪支架中的履帶支架磁軛中。

優(yōu)選，履帶支架磁軛上安裝有兩排履帶板壓緊滾輪，相對于吸附作業(yè)面，固定永磁體在履帶板永磁體的上方，履帶板壓緊滾輪朝向吸附作業(yè)面。

優(yōu)選，履帶板永磁體移動(dòng)至固定永磁體下方時(shí)的橫截面狀態(tài)為履帶板永磁體的南北極和固定永磁體的南北極一一相對。

本發(fā)明所述履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過電機(jī)安裝支架連接至主體支架上并通過齒輪箱后用兩個(gè)萬向節(jié)聯(lián)軸器分別連接至左右兩側(cè)的磁性履帶輪系，為磁性履帶輪系提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，磁性履帶輪系安裝至履帶輪系支架上，履帶輪系支架通過固定座連桿以及履帶輪系連桿所組成的四組二連桿機(jī)構(gòu)連接至主體支架，同時(shí)履帶輪系支架還通過氣彈簧與氣彈簧安裝支架相連，氣彈簧安裝支架又連接至主體支架上，使得磁性履帶輪系能夠以萬向軸聯(lián)軸器的銷為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)從而使得左右磁性履帶輪系能夠通過氣彈簧的彈性作用自適應(yīng)具有一定弧度或者左右兩側(cè)高低不平的吸附表面。同時(shí)履帶輪系支架還通過履帶輪系活動(dòng)支架連接至主體支架上，履帶輪系支架可在履帶輪系活動(dòng)支架上滑動(dòng)從而滿足二連桿的運(yùn)動(dòng)要求，進(jìn)一步提高履帶輪系支架的連接剛性。

所述履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過萬向軸聯(lián)軸器連接至磁性履帶輪系的履帶輪從而驅(qū)動(dòng)履帶旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生爬行動(dòng)力，t型差動(dòng)齒輪箱能夠通過電控來實(shí)現(xiàn)左右兩側(cè)輸出軸的分別輸出，從而實(shí)現(xiàn)左右兩側(cè)磁性履帶輪系的差動(dòng)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)磁性履帶攀爬機(jī)器人的轉(zhuǎn)向功能。

所述主體支架限位板可通過線性導(dǎo)向軸安裝至前后滑動(dòng)支架上并可進(jìn)行直線滑動(dòng)，限位板的兩端分別通過旋轉(zhuǎn)銷軸與履帶輪系活動(dòng)支架相連，同時(shí)主體支架內(nèi)還安裝有前限位支架和后限位支架用于限制限位板的滑動(dòng)距離，從而限制履帶輪系活動(dòng)支架的擺動(dòng)角度，使主體支架不會(huì)與接觸表面發(fā)生碰撞。

所述履帶輪系活動(dòng)支架可通過支撐管的結(jié)構(gòu)在履帶輪系支架內(nèi)的套管內(nèi)伸縮滑動(dòng)，履帶輪系活動(dòng)支架連接至限位板后，通過限位板的支撐管旋轉(zhuǎn)軸可進(jìn)行左右兩側(cè)的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)，從而改變左右兩側(cè)磁性履帶輪系相對于主體支架的角度，使得磁性履帶輪系能夠適應(yīng)曲面以及左右兩側(cè)高低不平的吸附作業(yè)面。

所述磁性履帶輪系的磁性吸附結(jié)構(gòu)由多塊永磁履帶板以及履帶支架磁軛組成，永磁履帶板之間通過履帶板鉸鏈銷進(jìn)行連接，履帶支架磁軛固定至履帶輪系支架內(nèi)并安裝有一塊固定永磁體，固定永磁體的長度即為磁性履帶輪系的永磁吸附表面的長度。

所述固定永磁體的磁力線與履帶板永磁體的磁力線通過履帶支架磁軛以及可作為磁軛的永磁履帶板進(jìn)行磁力線的疊加將磁場放大后在永磁履帶板下方循環(huán)，使得永磁履帶板能夠在固定永磁體下方能夠以較強(qiáng)的磁力吸附至吸附作業(yè)面，從而能夠減小履帶板永磁體的體積和重量同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)較大的永磁吸附力。

所述履帶輪傳動(dòng)軸用于傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力從而驅(qū)動(dòng)履帶輪帶動(dòng)永磁履帶板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明所采用的兩組磁性履帶輪系能夠根據(jù)吸附作業(yè)面的形狀通過連桿、氣彈簧以及滑動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自適應(yīng)接觸的調(diào)節(jié)，使其能夠適應(yīng)多種吸附表面，同時(shí)兩組磁性履帶輪系還能分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，使得磁性履帶攀爬機(jī)器人具有良好的表面接觸適應(yīng)能力以及轉(zhuǎn)向能力，同時(shí)磁性履帶輪系通過固定永磁體以及履帶板永磁體的磁力線疊加放大，在減小了履帶板重量和履帶板永磁體體積的效果下能夠?qū)崿F(xiàn)較大的永磁吸附力，同時(shí)通過較大長度的永磁吸附面積，從而能夠解決吸附力不足出現(xiàn)的履帶打滑，磁性履帶攀爬機(jī)器人越障能力不足，甚至吸附失效等問題。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)接觸的磁性履帶攀爬機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)接觸的磁性履帶攀爬機(jī)器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)接觸的磁性履帶攀爬機(jī)器人的自適應(yīng)功能示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)接觸的磁性履帶攀爬機(jī)器人的磁性履帶結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)接觸的磁性履帶攀爬機(jī)器人的永磁吸附原理示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)接觸的磁性履帶攀爬機(jī)器人的履帶輪系結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)1,電機(jī)安裝支架2，主體支架3，萬向節(jié)聯(lián)軸器4，磁性履帶輪系5，固定座連桿6，履帶輪系連桿7，履帶輪系支架8，氣彈簧9，履帶輪系活動(dòng)支架10，氣彈簧安裝支架11，t型差動(dòng)齒輪箱12，前限位支架13，限位板前滑動(dòng)支架14，限位板15，限位板后滑動(dòng)支架16，后限位支架17，履帶輪系左支撐管18，支撐管旋轉(zhuǎn)軸19，履帶輪系右支撐管20，吸附作業(yè)面21，永磁履帶板22，履帶板鉸鏈銷23，履帶支架磁軛24，固定永磁體25，履帶板永磁體26，履帶板壓緊滾輪27，磁力線28，履帶輪29，履帶輪軸承支架30，履帶輪傳動(dòng)軸31。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

實(shí)施例1：

如圖1所示，一種自適應(yīng)接觸的磁性履帶攀爬機(jī)器人，包括履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、電機(jī)安裝支架2、主體支架3、萬向節(jié)聯(lián)軸器4、磁性履帶輪系5、固定座連桿6、履帶輪系連桿7、履帶輪系支架8、氣彈簧9、履帶輪系活動(dòng)支架10、氣彈簧安裝支架11組成。履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)1通過驅(qū)動(dòng)磁性履帶輪系5，從而使得磁性履帶攀爬機(jī)器人能夠在吸附作業(yè)面上進(jìn)行移動(dòng)。

具體來說，如圖1所示，履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)1安裝至電機(jī)安裝支架2上，同時(shí)電機(jī)安裝支架2又與主體支架3相連接，主體支架3內(nèi)部有一t型差動(dòng)齒輪箱12與驅(qū)動(dòng)電機(jī)1相連并將驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的動(dòng)力經(jīng)過與其相連的兩個(gè)萬向節(jié)聯(lián)軸器4進(jìn)行輸出，萬向節(jié)聯(lián)軸器4分別連接至左右兩側(cè)的磁性履帶輪系5并驅(qū)動(dòng)履帶輪系5運(yùn)動(dòng)，磁性履帶輪系5安裝至履帶輪系支架8上，兩個(gè)履帶輪系支架8分別又通過二組由固定座連桿6以及履帶輪系連桿7所組成的二連桿機(jī)構(gòu)連接至主體支架3，同時(shí)履帶輪系支架8還通過氣彈簧9與安裝至主體支架3上的氣彈簧安裝支架11相連，使得履帶輪系支架8能夠通過二連桿機(jī)構(gòu)以及氣彈簧的彈力，可繞萬向節(jié)聯(lián)軸器4的銷為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使得左右磁性履帶輪系5能夠通過氣彈簧9的彈性作用自適應(yīng)具有一定弧度或者左右兩側(cè)高低不平的吸附表面。

如圖1、圖2、圖3所示，履帶輪系支架8還通過履帶輪系活動(dòng)支架10連接至主體支架3，履帶輪系活動(dòng)支架10由履帶輪系左支撐管18和履帶輪系右支撐管20組成，履帶輪系活動(dòng)支架10可通過支撐管的結(jié)構(gòu)在履帶輪系支架8內(nèi)的套管內(nèi)伸縮滑動(dòng)，履帶輪系活動(dòng)支架10連接至限位板15的兩端的支撐管旋轉(zhuǎn)軸19并可繞其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過安裝在主體支架3內(nèi)的前限位支架13和后限位支架17對支撐管旋轉(zhuǎn)軸19的限位，可限制履帶輪系活動(dòng)支架10的擺動(dòng)角度，同時(shí)支撐管旋轉(zhuǎn)軸19可帶動(dòng)限位板15在安裝于主體支架3內(nèi)的限位板前滑動(dòng)支架14以及限位板后滑動(dòng)支架16上進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，用于平衡履帶輪系活動(dòng)支架10的擺動(dòng)，使主體支架3不會(huì)與接觸表面發(fā)生碰撞，通過限位板15的支撐管旋轉(zhuǎn)軸19，履帶輪系支架10可進(jìn)行左右兩側(cè)的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)并通過履帶輪系支架8在履帶輪系活動(dòng)支架10上的滑動(dòng)，可滿足二連桿的運(yùn)動(dòng)要求，進(jìn)一步提高履帶輪系支架8的連接剛性，并可通過氣彈簧9的彈力改變左右兩側(cè)磁性履帶輪系5相對于主體支架3的角度，使得磁性履帶輪系5能夠適應(yīng)曲面以及左右兩側(cè)高低不平的吸附作業(yè)面21。

如圖2所示，履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)1輸出軸連接至t型差動(dòng)齒輪箱12，t型差動(dòng)齒輪箱12安裝在主體支架3內(nèi)部，t型差動(dòng)齒輪箱12的輸出軸通過萬向軸聯(lián)軸器4連接至磁性履帶輪系5的履帶輪從而驅(qū)動(dòng)履帶旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生爬行動(dòng)力，t型差動(dòng)齒輪箱12能夠通過電控來實(shí)現(xiàn)左右兩側(cè)輸出軸的分別輸出，從而實(shí)現(xiàn)左右兩側(cè)磁性履帶輪系5的差速動(dòng)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)磁性履帶攀爬機(jī)器人的轉(zhuǎn)向功能。

如圖4示，磁性履帶輪系5的磁性吸附結(jié)構(gòu)由多塊永磁履帶板22以及履帶支架磁軛24組成，永磁履帶板22之間通過履帶板鉸鏈銷23進(jìn)行連接，履帶支架磁軛24固定至履帶輪系支架8內(nèi)并安裝有一塊固定永磁體25。

如圖5所示，永磁履帶板22內(nèi)安裝履帶板永磁體26，履帶板永磁體26在履帶輪系的驅(qū)動(dòng)下經(jīng)過固定永磁體25下方時(shí)，固定永磁體25的磁力線與履帶板永磁體26的磁力線通過履帶支架磁軛24以及可作為磁軛的永磁履帶板22進(jìn)行磁力線的疊加放大并在永磁履帶板22外循環(huán)，在固定永磁體25和履帶板永磁體26之間，磁極同性相斥設(shè)置，履帶板永磁體26在進(jìn)入或者離開固定永磁體25時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一對大小相等方向相反的在履帶移動(dòng)過度中作用的排斥力。即履帶板永磁體26在準(zhǔn)備進(jìn)入固定永磁體25下方的磁場時(shí)，固定永磁體25會(huì)對用履帶板永磁體26產(chǎn)生沿履帶行走方向逆向的排斥力，而履帶板永磁體26在準(zhǔn)備離開固定永磁體25下方的磁場時(shí)，固定永磁體25同樣也會(huì)對履帶板永磁體26產(chǎn)生沿履帶行走方向正向的排斥力，這兩個(gè)逆向和正向排斥力剛好大小相同方向相反并在履帶上相互抵消，從而使得驅(qū)動(dòng)力不會(huì)受到磁場排斥力的影響，也就不會(huì)影響履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)；同時(shí)履帶支架磁軛24上安裝有兩排履帶板壓緊滾輪27，使得永磁履帶板22能夠始終貼緊至吸附作業(yè)面21，使得永磁履帶板22能夠在固定永磁體25下方能夠以較小的氣隙以及較強(qiáng)的磁力吸附至吸附作業(yè)面21。

如圖6所示，永磁履帶板22通過履帶板鉸鏈銷23連接成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)后連接至兩個(gè)履帶輪29，履帶輪29通過履帶輪軸承支架30固定至履帶輪系支架8上，同時(shí)履帶輪29上還安裝有履帶輪傳動(dòng)軸31用于傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力從而驅(qū)動(dòng)履帶輪29帶動(dòng)永磁履帶板22進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

在其它實(shí)施例中，各腳支撐管內(nèi)端通過兩根或多根支撐管旋轉(zhuǎn)軸19與主體支架3連接，主體支架3上安裝有前限位支架13和限位板前滑動(dòng)支架14及限位板后滑動(dòng)支架16和后限位支架17，前限位支架13和限位板前滑動(dòng)支架14及限位板后滑動(dòng)支架16和后限位支架17均設(shè)有立式滑動(dòng)槽，各立式滑動(dòng)槽組成兩組或多組旋轉(zhuǎn)軸滑槽，各腳支撐管內(nèi)端通過兩根或多根支撐管旋轉(zhuǎn)軸19與立式滑動(dòng)槽上下滑動(dòng)連接，同時(shí)，各腳支撐管內(nèi)端通過兩根或多根支撐管旋轉(zhuǎn)軸19與立式滑動(dòng)槽轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

限位板前滑動(dòng)支架14和限位板后滑動(dòng)支架16之間滑動(dòng)設(shè)有兩塊或多塊限位板15，限位板15通過導(dǎo)柱或?qū)Р叟c限位板前滑動(dòng)支架14及限位板后滑動(dòng)支架16上下滑動(dòng)連接，各腳支撐管內(nèi)端通過支撐管旋轉(zhuǎn)軸19與立式滑動(dòng)槽上下滑動(dòng)時(shí)通過限位板15限位連接。

采用左右兩根支撐管旋轉(zhuǎn)軸19時(shí)，左右兩根支撐管旋轉(zhuǎn)軸19分別穿過左右兩塊限位板15的軸孔與左右兩組旋轉(zhuǎn)軸滑槽滑動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)連接；采用多根支撐管旋轉(zhuǎn)軸19時(shí)，各腳支撐管內(nèi)端分別與一獨(dú)立的支撐管旋轉(zhuǎn)軸19連接，各獨(dú)立的支撐管旋轉(zhuǎn)軸插入獨(dú)立的限位板的軸孔中，獨(dú)立的限位板形成限位滑動(dòng)模塊組合，限位滑動(dòng)模塊組合通過導(dǎo)柱或?qū)Р叟c限位板前滑動(dòng)支架14及限位板后滑動(dòng)支架16上下滑動(dòng)連接。

本發(fā)明通過二組磁力強(qiáng)化和優(yōu)化后的磁性履帶輪系，并通過磁性履帶輪系的連桿機(jī)構(gòu)以及彈性變形能力來實(shí)現(xiàn)磁力吸附和自適應(yīng)調(diào)整，同時(shí)具備了差動(dòng)轉(zhuǎn)向功能，是一種結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕，使用和維護(hù)便捷同時(shí)成本較低的磁性履帶攀爬機(jī)器人。

顯然，以上技術(shù)在實(shí)施例1的引導(dǎo)下，可進(jìn)行多種技術(shù)組合。因此，以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本申請的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。