本实用新型涉及爬壁作业技术领域，尤其涉及一种爬壁机器人。
背景技术：
船舶在长期的使用过程中，由于受到海水、海风的锈蚀，需要定期对船体进行检测和维护，传统的做法是在船舶停靠在港口或船坞中进行的。检测人员或施工人员站在十几米高的高空车上或在搭好的脚手架上拿着检测探头对船体和胫板进行检测或高压水枪、喷漆枪对船体除锈和喷漆。这种传统方法工作效率低，危险系数高，为此采用机器人爬壁作业的方式应运而生。
但是船舶的表面并不是一个平整的表面，机器人在作业的时候经常面临着两个作业面衔接位置倾角较大的情况，尤其是相互垂直的作业面，此时机器人难以顺利的过渡到另一个作业面上。
技术实现要素：
基于此，针对目前机器人难以在倾角较大的两个作业面之间过渡的问题，有必要提供一种爬壁机器人，旨在能够顺利的在两个倾角较大作业面之间过渡。
为实现上述目的，本实用新型提出的一种爬壁机器人，所述爬壁机器人包括：
机身；
爬壁行走组件，所述爬壁行走组件设于所述机身，所述爬壁行走组件用于接触攀爬面并带动所述机身运动；以及
顶升组件，所述顶升组件包括第一伸缩件，所述第一伸缩件设置所述机身面向所述攀爬面一侧，所述第一伸缩件伸长抵接于所述攀爬面以带动所述机身调整攀爬角度。
可选地，所述机身包括机前身和连接于所述机前身的机后身，所述机前身和所述机后身之间间隔有转向缝隙，所述顶升组件还包括第一驱动件，所述第一驱动件设于所述机前身，所述第一驱动件驱动连接所述第一伸缩件。
可选地，所述顶升组件还包括第二驱动件和第二伸缩件，所述第二驱动件设于所述机后身，所述第二驱动件驱动连接于所述第二伸缩件，所述第二伸缩件的伸长方向背离所述机前身。
可选地，所述爬壁行走组件包括第一磁轮组、第二磁轮组以及第三磁轮组，所述第一磁轮组设于所述机前身，所述第二磁轮组和所述第三磁轮组均设于所述机后身面向所述攀爬面的一侧，所述第一磁轮组设于所述第二磁轮组和所述第三磁轮组之间连接线的中心线。
可选地，所述爬壁行走组件包括转向驱动件和连接于所述转向驱动件的转向杆，所述转向杆远离所述转向驱动件的一端连接于所述第一磁轮组，所述转向驱动件通过所述转向杆带动所述第一磁轮组转向。
可选地，所述爬壁行走组件包括转动驱动件，所述转动驱动件驱动连接于所述第一磁轮组，所述转动驱动件设置于所述第一磁轮组的轴向一侧，所述机前身对应所述转动驱动件开设有避让通道。
可选地，所述第一磁轮组、第二磁轮组以及第三磁轮组中的至少其中之一包括永磁轮、第一增磁衔铁轮和第二增磁衔铁轮，所述第一增磁衔铁轮设于所述永磁轮的轴向一端，所述第二增磁衔铁轮设于所述永磁轮的轴向另一端。
可选地，所述第一磁轮组、第二磁轮组以及第三磁轮组中的至少其中之一还包括第一支撑衔铁轮和第二支撑衔铁轮，所述第一支撑衔铁轮设于所述第一增磁衔铁轮背离所述永磁轮的轴向一侧，所述第二支撑衔铁轮设于所述第二增磁衔铁轮背离所述永磁轮的轴向一侧，所述第一支撑衔铁轮和所述第二支撑衔铁轮的直径大于所述永磁轮的直径。
可选地，所述爬壁机器人包括第一配件箱和第二配件箱，所述第一配件箱设于所述机前身，所述第二配件箱设于所述机后身，所述第一配件箱和所述第二配件箱之间间隔设置，所述第一配件箱和所述第二配件箱之间间隔形成用以安装作业部件的安装空间。
可选地，所述爬壁机器人包括摄像部件，所述摄像部件设于所述机身，所述摄像部件包括摄像头和照明光源；
所述爬壁机器人包括无线连接模块，所述无线连接模块设于所述机身，所述无线连接模块用于接收和发送信号。
本实用新型提出的技术方案中，爬壁机器人通过爬壁行走组件在相应的攀爬面上攀爬，从而带动机身移动。在遇到倾角较大的两个接触面后，顶升组件通过第一伸缩件伸长，第一伸缩件抵接在机身面向的攀爬面，第一伸缩件对攀爬面施加抵压力。由于攀爬面的位置是固定的，第一伸缩件在对攀爬面施加抵压力时，攀爬面会通过第一伸缩件向机身施加反作用力，从而机身在反作用力的作用下离开攀爬面，使机身靠近需要过渡到另一个攀爬面，继而使爬壁行走组件也接触到另一个攀爬面，爬壁行走组件在另一个攀爬面上移动，第一伸缩件缩短，在爬壁行走组件的带动下整个机身过渡到另一个攀爬面。由此可知，本实用新型能够顺利的在两个倾角较大作业面之间过渡。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型爬壁机器人一实施例的结构示意图；
图2为图1本实用新型爬壁机器人另一视角的结构示意图；
图3为本实用新型中第一磁轮组分解的结构示意图；
图4为本实用新型爬壁机器人的机械手臂的结构示意图。
附图标号说明：
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
在对船舶的表面进行检测和施工作业时，机器人在作业的时候经常面临着两个作业面衔接位置倾角较大的情况，尤其是相互垂直的作业面，此时机器人的前端会抵触到另一个作业面上，难以前行。
为此，参阅图1所示，本实用新型提供一种爬壁机器人，能够顺利的在两个倾角较大作业面之间过渡。爬壁机器人包括：机身10、爬壁行走组件和顶升组件；爬壁行走组件和顶升组件均设置在机身10。
爬壁行走组件设于机身10，爬壁行走组件用于接触攀爬面并带动机身10运动；爬壁行走组件的行走方式有多种，例如，通过吸盘的方式，在吸盘接触到攀爬面后，吸盘真空吸附在攀爬面，在需要移动时吸盘破真空从而离开攀爬面。在行走时，爬壁行走组件可以包括多个行走臂，每个行走臂上均设置吸盘，多个行走臂交替移动，从而在保证机身10不会脱离攀爬面的情况下，使机身10持续的移动。另外，爬壁行走组件还可以采用磁轮的方式移动，船舶的表面一般是铁制的，铁制品具有磁性，通过磁轮能够吸附在船舶的表面，继而机身10固定在船舶的表面。在磁轮的转动带动下能够实现机身10的移动。
顶升组件包括第一伸缩件310，第一伸缩件310设置机身10面向攀爬面一侧，第一伸缩件310伸长抵接于攀爬面以带动机身10调整攀爬角度。第一伸缩件310可以伸缩，伸长的时候第一伸缩件310能够抵接于攀爬面，通过攀爬面作用于机身10的反作用力，带动机身10离开原本的攀爬面，从而可以使爬壁行走组件接触到另一个攀爬面。比如说，机身10和原本的攀爬面平行，通过第一伸缩件310伸长抵接作用，机身10和原本的攀爬面产生倾角，机身10和另一个攀爬面的倾角减小，随着第一伸缩件310的伸长和爬壁行走组件的移动作用，机身10和另一个攀爬面平行，从而使机身10过渡到另一个攀爬面。
参阅图1所示，上述实施例中爬壁机器人是三轮式设计。除此之外，上述实施还可以用于两轮设计或者四轮设计。
本实施例的技术方案中，爬壁机器人通过爬壁行走组件在相应的攀爬面上攀爬，从而带动机身10移动。在遇到倾角较大的两个接触面后，顶升组件通过第一伸缩件310伸长，第一伸缩件310抵接在机身10面向的攀爬面，第一伸缩件310对攀爬面施加抵压力。由于攀爬面的位置是固定的，第一伸缩件310在对攀爬面施加抵压力时，攀爬面会通过第一伸缩件310向机身10施加反作用力，从而机身10在反作用力的作用下离开攀爬面，使机身10靠近需要过渡到另一个攀爬面，继而使爬壁行走组件也接触到另一个攀爬面，爬壁行走组件在另一个攀爬面上移动，第一伸缩件310缩短，在爬壁行走组件的带动下整个机身10过渡到另一个攀爬面。由此可知，本实用新型能够顺利的在两个倾角较大作业面之间过渡。
为了使机身10在调整攀爬角度时能够更加容易。在上述实施例中的基础上，机身10包括机前身110和连接于机前身110的机后身120，机前身110和机后身120之间间隔有转向缝隙，顶升组件还包括第一驱动件330，第一驱动件330设于机前身110，第一驱动件330驱动连接第一伸缩件310。机身10通常要搭载各种清洁维护装置，因此机身10设计的长度较长，在调整角度的过程中，机身10过长导致机身10整体移动需要第一伸缩件310能够伸长较长的长度，如此才能够让机身10整体移动。为了避免第一伸缩件310伸长的长度较长，使机身10更容易调整角度，将机身10分成机前身110和机后身120，在机前身110和机后身120之间设置有转向缝隙。第一驱动件330驱动第一伸缩件310伸长，从而带动机前身110先升高，通过机前身110先和另一个攀爬面接触，从而可以避免第一伸缩件310伸长较长。简单来说，就是将机身10分成两段，通过机前身110和机后身120之间的转向缝隙，机前身110的平面和机后身120的平面可以相互呈倾角设置。其中一段机身10先和另一攀爬面接触，再带动剩下的一段机身10和另一攀爬面接触。需要指出的是，为了使机身10更加容易通过两个攀爬面，还可以将机身10设计成三段或者三段以上。
除此之外，机前身110在爬壁机器人行走的前端，爬壁机器人在转向时，机前身110先转动，再带动机后身120转动，从而可以减小机身10整体的转弯半径，使爬壁机器人的转弯更加灵活。
在上述实施例中，顶升组件还包括第二驱动件340和第二伸缩件320，第二驱动件340设于机后身120，第二驱动件340驱动连接于第二伸缩件320，第二伸缩件320的伸长方向背离机前身110。
具体地，在机身10调整攀爬角度时，第一伸缩件310伸长抵接于攀爬面带动机前身110升高。此时，机后身120也开始和攀爬面产生角度，第二驱动件340驱动第二伸缩件320伸长，第二伸缩件320向背离机前身110方向伸长，第二伸缩件320也可以抵接到攀爬面，通过前后两端的抵接，从而使机身10更加容易调整攀爬角度。
另外，船舶表面通常还具有弧度，通过第一伸缩件310和第二伸缩件320的伸长抵接作用，还能够使爬壁机器人在弧形的船舶表面移动。
上述实施例中，爬壁行走组件包括第一磁轮组210、第二磁轮组220以及第三磁轮组230，第一磁轮组210设于机前身110，第二磁轮组220和第三磁轮组230均设于机后身120面向攀爬面的一侧，第一磁轮组210设于第二磁轮组220和第三磁轮组230之间连接线的中心线。第一磁轮组210、第二磁轮组220以及第三磁轮组230之间的连接线形成一个三角形，通过调整第一磁轮组210的转动方向，就可以实现调整爬壁机器人的行走方向。简单来说，控制一个磁轮组就可以实现转向，如此结构更加简洁，操控更加容易。控制一个磁轮组还能够获得较小的转弯半径，使爬壁机器人更加的灵活。
在上述实施例中，参阅图2和图3所示，爬壁行走组件包括转向驱动件350和连接于转向驱动件350的转向杆351，转向杆351远离转向驱动件350的一端连接于第一磁轮组210，转向驱动件350通过转向杆351带动第一磁轮组210转向。具体地，转向驱动件350包括转向电机，在第一磁轮组210的轴向两端设置固定板352，两固定板352之间设置连接板353，转向杆351连接远离转向驱动件350的一端连接于连接板353，转向驱动件350在接通电力的情况下，输出动力带动转向杆351转动，转向杆351带动连接板353转动，从而带动第一磁轮组210调整行进方向。
在上述实施例中，爬壁行走组件包括转动驱动件360，转动驱动件360驱动连接于第一磁轮组210，转动驱动件360设置于第一磁轮组210的轴向一侧，机前身110对应转动驱动件360开设有避让通道111。具体地，转动驱动件360包括转动电机，第一磁轮组210的轴向一侧设置驱动轴，转动驱动件360连接于驱动轴。转动驱动件360在接通电力的情况下，通过驱动轴输出转动力，从而带动第一磁轮组210转动。转动驱动件360有时长度较长，占据较大空间，转动驱动件360通常随同第一磁轮组210一同转动。转动驱动件360在同步转动的过程中，容易撞击在机身10上，为此在机前身110对应转动驱动件360开设有避让通道111，在转向时，转动驱动件360在避让通道111内移动，从而可以避免转动驱动件360撞击在机身10上。
另外，需要指出的是，第二磁轮组220以及第三磁轮组230上也设置相应的转动电机，为了节省空间，第二磁轮组220连接的转动电机和第三磁轮组230连接的转动电机设于第二磁轮组220和第三磁轮组230之间。
在上述实施例中，第一磁轮组210、第二磁轮组220以及第三磁轮组230中的至少其中之一包括永磁轮211、第一增磁衔铁轮212和第二增磁衔铁轮213，第一增磁衔铁轮212设于永磁轮211的轴向一端，第二增磁衔铁轮213设于永磁轮211的轴向另一端。在船舶的表面通常是铁制外皮，磁轮组能够使爬壁机器人时刻吸附在船舶的表面。永磁轮211为磁石，第一增磁衔铁轮212和第二增磁衔铁轮213的作用在于增加磁轮组的磁力，进而使机身10更加牢固的在船舶表面移动。其中，永磁轮211、第一增磁衔铁轮212和第二增磁衔铁轮213的直径相同。此外，为了有效提高磁性，永磁轮211的宽度大于第一增磁衔铁轮212和第二增磁衔铁轮213的宽度。
再者，还可以在第一磁轮组210的两端设置磁场减弱装置，在攀爬直角壁面时，通过磁场减弱装置弱化第一磁轮组210的磁场，如此能够使第一磁轮组210的磁性减少，进而使第一磁轮组210可以轻易脱离攀爬面，进一步减少攀爬难度。其中，磁场减弱装置可以在第一磁轮组210的两端产生导通的电流，通过电场形成和第一磁轮组210反向的磁场，进而磁场的磁力可以相互抵消。另外，可以理解的是，还可以在第一磁轮组210的两端产生和第一磁轮组210同向的磁场，以此来提高第一磁轮组210的磁性吸力。
在上述实施例中，第一磁轮组210、第二磁轮组220以及第三磁轮组230中的至少其中之一包括第一支撑衔铁轮214和第二支撑衔铁轮215，第一支撑衔铁轮214设于第一增磁衔铁轮215背离永磁轮211的轴向一侧，第二支撑衔铁轮215设于第二增磁衔铁轮213背离永磁轮211的轴向一侧，第一支撑衔铁轮214和第二支撑衔铁轮215的直径大于永磁轮211的直径。
由于永磁轮211的主要结构磁石，磁石的质地较脆。第一磁轮组210在船舶表面移动时，磁石直接接触船舶表面，容易导致永磁轮211碎裂。因此，将第一支撑衔铁轮214和第二支撑衔铁轮215的直径设计的大于永磁轮211的直径。如此，通过第一支撑衔铁轮214和第二支撑衔铁轮215的径向表面接触到船舶表面，而永磁轮211的径向表面与船舶的表面具有一定间隙，继而避免永磁轮211直接接触船舶的表面，保护永磁轮211避免破损。第一支撑衔铁轮214和第二支撑衔铁轮215也同样的具有导磁性，顺利的将永磁轮211的磁性吸力传递至船舶的表面。
在上述实施例中，爬壁机器人包括第一配件箱40和第二配件箱50，第一配件箱40设于机前身110，第二配件箱50设于机后身120，第一配件箱40和第二配件箱50之间间隔设置，第一配件箱40和第二配件箱50之间间隔形成用以安装作业部件的安装空间。例如，第一配件箱40用来安装第一驱动件330，第二配件箱50用来安装第二驱动件340，在第一配件箱40和第二配件箱50之间设置机械手臂60，机械手臂60为六轴机械臂。在船舶施工作业时，机械手臂60上可以加装其它作业部件，比如高压水枪和喷漆枪；在对船舶进行测厚检测时，机械手臂60上还可以加装其它作业部件，比如电磁超声探头或压电超声探头。
在上述实施例中，爬壁机器人包括摄像部件(图未示)，摄像部件设于机身10，摄像部件包括摄像头和照明光源；爬壁机器人包括无线连接模块，无线连接模块设于机身10，无线连接模块用于接收和发送信号。爬壁机器人有时可以在船舶内部作业，但是船舶内部通常光线较弱，为此需要照明光源提供照明。摄像头用于拍摄船舶表面的情况，并将拍摄得到的情况通过无线连接模块远程传输给控制终端，控制终端再通过无线连接模块下达操作指令。还可以是，爬壁机器人自主依据船舶表面的情况进行作业。另外，摄像头可以设置在机前身110，也可以设置在机后身120，摄像头还可以设置在机械手臂60。
另外，在第一伸缩件310一侧设置测厚仪70，测厚仪70采用超声波测厚原理，测厚仪70用来测量船舶的表面油漆厚度是否符合要求，测厚仪70随同第一伸缩件310一同靠近或远离攀爬面。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
1.一种爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁机器人包括：
机身；
爬壁行走组件，所述爬壁行走组件设于所述机身，所述爬壁行走组件用于接触攀爬面并带动所述机身运动；以及
顶升组件，所述顶升组件包括第一伸缩件，所述第一伸缩件设置所述机身面向所述攀爬面一侧，所述第一伸缩件伸长抵接于所述攀爬面以带动所述机身调整攀爬角度。
2.如权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述机身包括机前身和连接于所述机前身的机后身，所述机前身和所述机后身之间间隔有转向缝隙，所述顶升组件还包括第一驱动件，所述第一驱动件设于所述机前身，所述第一驱动件驱动连接所述第一伸缩件。
3.如权利要求2所述的爬壁机器人，其特征在于，所述顶升组件还包括第二驱动件和第二伸缩件，所述第二驱动件设于所述机后身，所述第二驱动件驱动连接于所述第二伸缩件，所述第二伸缩件的伸长方向背离所述机前身。
4.如权利要求2所述的爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁行走组件包括第一磁轮组、第二磁轮组以及第三磁轮组，所述第一磁轮组设于所述机前身，所述第二磁轮组和所述第三磁轮组均设于所述机后身面向所述攀爬面的一侧，所述第一磁轮组设于所述第二磁轮组和所述第三磁轮组之间连接线的中心线。
5.如权利要求4所述的爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁行走组件包括转向驱动件和连接于所述转向驱动件的转向杆，所述转向杆远离所述转向驱动件的一端连接于所述第一磁轮组，所述转向驱动件通过所述转向杆带动所述第一磁轮组转向。
6.如权利要求5所述的爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁行走组件包括转动驱动件，所述转动驱动件驱动连接于所述第一磁轮组，所述转动驱动件设置于所述第一磁轮组的轴向一侧，所述机前身对应所述转动驱动件开设有避让通道。
7.如权利要求4所述的爬壁机器人，其特征在于，所述第一磁轮组、第二磁轮组以及第三磁轮组中的至少其中之一包括永磁轮、第一增磁衔铁轮和第二增磁衔铁轮，所述第一增磁衔铁轮设于所述永磁轮的轴向一端，所述第二增磁衔铁轮设于所述永磁轮的轴向另一端。
8.如权利要求7所述的爬壁机器人，其特征在于，所述第一磁轮组、第二磁轮组以及第三磁轮组中的至少其中之一还包括第一支撑衔铁轮和第二支撑衔铁轮，所述第一支撑衔铁轮设于所述第一增磁衔铁轮背离所述永磁轮的轴向一侧，所述第二支撑衔铁轮设于所述第二增磁衔铁轮背离所述永磁轮的轴向一侧，所述第一支撑衔铁轮和所述第二支撑衔铁轮的直径大于所述永磁轮的直径。
9.如权利要求2所述的爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁机器人包括第一配件箱和第二配件箱，所述第一配件箱设于所述机前身，所述第二配件箱设于所述机后身，所述第一配件箱和所述第二配件箱之间间隔设置，所述第一配件箱和所述第二配件箱之间间隔形成用以安装作业部件的安装空间。
10.如权利要求1至9中任一项所述的爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁机器人包括摄像部件，所述摄像部件设于所述机身，所述摄像部件包括摄像头和照明光源；
所述爬壁机器人包括无线连接模块，所述无线连接模块设于所述机身，所述无线连接模块用于接收和发送信号。
技术总结