[發明專利]旋轉擺梁式電磁吸盤爬壁機器人

有效

• 申請號: 201310003351.3
• 申請日: 2013-01-06
• 公開（公告）號: CN103085073A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 路懿;王鵬;路揚;葉妮佳
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B62D57/024
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 李合印

技術領域

本發明涉及機器人，特別是涉及爬壁類機器人。

背景技術

爬壁機器人是一種可以在垂直墻壁上攀爬完成超出人極限的自動化作業的機器人，近20年成為國內外機器人領域研究的熱點和前沿。目前爬壁機器人已用于儲油罐探傷檢查、艦船噴漆、軍事偵查、高樓消防、清潔和噴涂、核設備檢查測厚等。

中國專利200710016408.8公開了一種鐵基罐體爬壁機器人；中國專利CN1739925公開了一種非接觸磁吸附輪式爬壁機器人；中國專利CN1428226公開了一種履帶式多吸盤爬壁機器人的實現方法及所述方法的機器人；中國專利CN101181913公開了一種串聯式模塊化爬壁機器人；中國專利CN101537619公開了一種模塊化可重構蠕蟲式爬壁機器人；中國專利CN102343588A公開了一種磁盤吸附式爬壁機器人；中國專利02158876公開了一種五足爬壁機器人；中國專利CN101746429A公開了一種六足仿生濕吸爬壁機器人。

雖然上述爬壁類機器人各具特色，但提高其吸附能力，簡化機構和結構，減輕自重，提高運動靈活性，簡化控制一直是爬壁類機器人設計、研制和應用中面臨的難題。

發明內容：

本發明目的在于提供一種吸附能力強、結構簡單、運動靈活度高、控制簡單、自重輕的爬壁機器人。

本發明通過下述技術方案實現：一種旋轉擺梁式電磁吸盤爬壁機器人，其特征在于：包括一個機座、一臺電動機、四個驅動輪、一根鋼絲繩、三個旋轉擺梁式電磁吸盤機構，電動機水平固定在機座上，與一個驅動輪同軸聯接，三個旋轉擺梁式電磁吸盤機構在機座上呈正三角形對稱分布，每個旋轉擺梁式電磁吸盤機構包括一個驅動輪、一個轉軸、一個擺梁、兩個電磁吸盤，轉軸垂直轉動支撐在機座上，轉軸上端與驅動輪同軸聯接，轉軸下端與擺梁中點垂直轉動聯接，擺梁兩端通過兩個球副與兩個電磁吸盤聯接，鋼絲繩固定纏繞在四個驅動輪上，電動機通過四個驅動輪和一根鋼絲繩同時驅動三個轉軸轉動，帶動三個擺梁隨轉軸同步旋轉，爬壁時，每對電磁吸盤交替得電與失電，得電磁盤吸附在導磁壁面，失電電磁吸盤隨擺梁擺動脫離導磁壁面，并隨轉軸轉動，實現在垂直壁面爬行。

本發明的失電電磁吸盤隨轉軸在±180o范圍內轉動。

本發明在吸附定位時，每對電磁吸盤都得電，總吸附力達到爬壁時的兩倍。

與現有爬壁類機器人相比，本發明爬壁機器人只采用一個電動機與一套繩輪組構成驅動裝置，通過轉動擺梁電磁吸盤交替吸附，實現在垂直壁面爬行，因此本發明具有結構簡單、重量輕、轉移動靈活、吸附力強和容易控制等優點。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的主視圖。

圖2是本發明實施例1的俯視意圖。

圖中：1-機座,?2-i?(i=1,2…,4)-?驅動輪,?3-鋼絲繩，4-電動機,?5-i?(i=1,2,3)，6-i(i=1,2…,6)轉軸,7-i(i=1,2…,6)?擺梁,8-i?(i=1,2,3)?球副,?9-電磁吸盤磁性壁。

具體實施方式

在圖1和圖2所示的實施例旋轉擺梁式電磁吸盤爬壁機器人包括一個機座1、一個電動機4、四個驅動輪2-1,?2-2,?2-3,?2-4、一條鋼絲繩3，三個相同的旋轉擺梁式電磁吸盤機構。第一機構包括一個驅動輪2-1，一個轉軸8-1，一個擺梁5-1和兩個電磁吸盤7-1和7-2；轉軸垂直轉動支撐在機座上，轉軸上端與驅動輪同軸連接，轉軸下端與擺梁中點垂直轉動聯接，擺梁兩端與兩個電磁吸盤7-1和7-2由球副6-1和6-2聯接。

電動機固定在機座上，與一個驅動輪2-4同軸聯接。鋼絲繩固定纏繞在四個驅動輪上。爬壁時，每對電磁吸盤交替得電與失電，得電磁盤吸附在導磁壁面9，在整機自重作用下，失電磁盤隨擺梁擺動脫離導磁壁面，并隨轉軸在±180o范圍內轉動，實現爬行。吸附定位時，每對電磁吸盤都得電，總吸附力達到爬壁時的兩倍。

在圖1和圖2所示的實施例旋轉擺梁式電磁吸盤爬壁機器人包括一個機座1、一個電動機4、四個驅動輪2-1,?2-2,?2-3,?2-4、一條鋼絲繩3，三個相同的旋轉擺梁式電磁吸盤機構。第一機構包括一個驅動輪2-1，一個轉軸8-1，一個擺梁5-1和兩個電磁吸盤7-1和7-2；轉軸垂直轉動支撐在機座上，轉軸上端與驅動輪同軸連接，轉軸下端與擺梁中點垂直轉動聯接，擺梁兩端與兩個電磁吸盤7-1和7-2由球副6-1和6-2聯接。