本创新设计介绍了一种水下机器人的磁性吸附轮结构,该结构由磁性吸附轮单元构成,其左侧轮毂通过法兰连接橡胶轮,且内部沿轴向装配有无框电机定子,旨在提升水下作业的吸附能力和机动性。
背景技术
随着远洋运输事业的快速发展,船舶作为海上交通运输的主要工具,其表面会附着难以清除的海洋生物,导致船舶速度下降,增加运输成本,因此需要定期清洗以保证经济和安全运行,目前船舶表面清洗大多采用人工操作,效率低下。因此,开发自动化爬璧清洗机器人是提高清洗效率和安全性的关键。壁面清洗机器人通过在其底盘上安装永磁体或电磁体,实现对船只或金属表面的吸附。这种设计使得机器人能够利用磁力和摩擦力的协同效应,克服自身重力,从而在倾斜甚至垂直的金属表面上进行爬行。其中电磁体吸附的机器人在控制上更为复杂,并且在达到相同吸附力时,其重量通常比永磁体更重,因此电磁吸附型机器人的使用场景相对有限,仅适用于特殊情况。相比之下,采用永磁体吸附的机器人因其稳定性和效率,已成为当前市场的主导趋势。
当前船身清洗应用的爬壁机器人还存在较多缺陷,其中主要一个缺点来自于这种在底盘安装永磁体的爬壁机器人越障能力有限。为了最大化的利用永磁体的吸附力,增强机器人行走清洗时的稳定性,这需要磁体离船身的距离不能过远。而这将使得爬壁机器人的底盘较低,在通过障碍时可能会卡住,需要额外的设计来提高其避障和越障能力。应用于船身清洗的磁吸附机器人主要是以平行轮式的驱动方式,其行走的方向主要是以绕船身外表面做往复运动,缺点是对于具有弧面的船身,在清洗过程中可能会托底,以至于刮伤漆面,甚至造成机器人轮子悬空无法行走。并且在某些设计中,永磁体的磁力线分布可能不够均匀,导致吸附力在不同区域有所差异,影响机器人的稳定性和吸附效果。因此并不适用于船身的清洗和检测等需要稳定作业的场合。另外,轮船的吃水深度可能高达几十米,因此机器人本体包括其上的磁性吸附轮需要能应用于水下几十米的水深。
因此,需要提出一种新的水下机器人的磁性吸附轮结构,具有集成度高的、小型化的、能够适应复杂水下环境的、能用陆上和水下几十米深工作功能。
实现思路