[發(fā)明專利]一種仿生式越障爬壁機器人及其越障方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410129946.8
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103909991A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉永;陳和平;沈軍柯;戴啟凡
• 申請（專利權(quán)）人: 南京赫曼機器人自動化有限公司
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B62D57/028
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種仿生式越障爬壁機器人，其特征在于，包括微型吸附模塊、輕質(zhì)運動機構(gòu)和爬壁機器人本體，并且微型吸附模塊通過輕質(zhì)運動機構(gòu)與爬壁機器人本體連接；所述輕質(zhì)運動機構(gòu)為三個桿件、兩個驅(qū)動裝置串聯(lián)形成的兩自由度機構(gòu)，其中一個桿件與微型吸附模塊固定相接、另一個桿件與爬壁機器人本體固定相接，該兩個桿件分別通過軸承連接于第三個桿件的兩端，所述兩個軸承均設(shè)有對應(yīng)的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置帶動軸承旋轉(zhuǎn)從而通過桿件帶動微型吸附模塊、爬壁機器人本體抬起或落下；

當(dāng)爬壁機器人進行越障時，輕質(zhì)運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置收到驅(qū)動信號后開始轉(zhuǎn)動，通過桿件抬高微型吸附模塊越過障礙，調(diào)整微型吸附模塊與壁面之間的夾角使微型吸附模塊吸附在壁面上；待微型吸附模塊吸附穩(wěn)定后，關(guān)閉爬壁機器人本體的吸附作用，輕質(zhì)運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置繼續(xù)轉(zhuǎn)動，通過桿件抬高爬壁機器人本體越過障礙，調(diào)整爬壁機器人本體與壁面之間的夾角使爬壁機器人本體吸附在壁面上；待爬壁機器人本體吸附穩(wěn)定后，取消微型吸附模塊的吸附作用，輕質(zhì)運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置通過桿件將微型吸附模塊從壁面抬起，爬壁機器人本體繼續(xù)移動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生式越障爬壁機器人，其特征在于，所述微型吸附模塊采用負(fù)壓吸附、磁吸附、真空吸附、靜電吸附或仿生吸附方式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生式越障爬壁機器人，其特征在于，所述微型吸附模塊采用負(fù)壓吸附方式，該微型吸附模塊包括彈性密封圈(1)、碳纖維底板(2)、氣壓傳感器、離心泵體(3)和外罩殼(4)，碳纖維底板(2)的上表面設(shè)有外罩殼(4)，離心泵體(3)置于外罩殼(4)內(nèi)部，碳纖維底板(2)的下表面設(shè)有圓形的密封槽，彈性密封圈(1)卡在密封槽的凹槽里，碳纖維底板(2)的下表面、彈性密封圈(1)以及該吸附模塊接觸的壁面形成密封腔，氣壓傳感器設(shè)置于碳纖維底板(2)的下表面用于檢測密封腔內(nèi)壓力值，氣壓傳感器的數(shù)據(jù)輸出端接入爬壁機器人本體的主控板。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生式越障爬壁機器人，其特征在于，所述爬壁機器人本體為四輪驅(qū)動負(fù)壓吸附爬壁機器人。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生式越障爬壁機器人，其特征在于，所述輕質(zhì)運動機構(gòu)包括第一弧形支架(5-1)、第二弧形支架(5-2)、第一桿件(6-1)、第二桿件(6-2)、第一軸承(7-1)、第二軸承(7-2)、第一同步帶輪(8-1)、第二同步帶輪(8-2)、第三同步帶輪(8-3)、第四同步帶輪(8-4)、第一梯形同步帶(9-1)、第二梯形同步帶(9-2)、第一電機支座(10-1)、第二電機支座(10-2)、第一驅(qū)動電機(11-1)、第二驅(qū)動電機(11-2)和連接桿(12)，其中第一弧形支架(5-1)和第二弧形支架(5-2)分別包括兩根軸對稱的支架，第一桿件(6-1)和第二桿件(6-2)的兩端均為中心開孔的圓柱體，該圓柱體的軸心相互平行且垂直于桿件的延伸方向，連接桿(12)為通過橫梁固定相接的兩條平行桿，每條平行桿的兩端均設(shè)有安裝孔，兩條平行桿同一端的兩個安裝孔同軸；

所述第一弧形支架(5-1)的一端嵌入微型吸附模塊的吸附背面、另一端的兩根支架上設(shè)有同軸安裝孔且該兩個安裝孔內(nèi)插入第一軸承(7-1)，第二弧形支架(5-2)一端嵌入爬壁機器人本體頂部、另一端的兩根支架設(shè)有同軸安裝孔且該兩個安裝孔內(nèi)插入第二軸承(7-2)，第一軸承(7-1)和第二軸承(7-2)的兩端均通過螺釘緊固；第一桿件(6-1)一端的圓柱體套于第一軸承(7-1)上、另一端的圓柱體夾固于連接桿(12)一端的平行桿內(nèi)側(cè)，第二桿件(6-2)一端的圓柱體套于第二軸承(7-2)上、另一端的圓柱體夾固于連接桿(12)另一端的平行桿內(nèi)側(cè)，連接桿(12)每端的兩個安裝孔均與其內(nèi)側(cè)的圓柱體中心開孔同軸；第一驅(qū)動電機(11-1)通過第一電機支座(10-1)固定于連接桿(12)的一端，第一驅(qū)動電機(11-1)的輸出軸穿過該端連接桿(12)的兩個安裝孔及內(nèi)側(cè)的圓柱體中心開孔并伸出，第二驅(qū)動電機(11-2)通過第二電機支座(10-2)固定于連接桿(12)的另一端，第二驅(qū)動電機(11-2)的輸出軸穿過該端連接桿(12)的兩個安裝孔及內(nèi)側(cè)的圓柱體中心開孔并伸出；第一軸承(7-1)上套有第一同步帶輪(8-1)，第二軸承(7-2)上套有第二同步帶輪(8-2)，第一驅(qū)動電機(11-1)的輸出軸末端設(shè)有第三同步帶輪(8-3)、第二驅(qū)動電機(11-2)的輸出軸末端設(shè)有第四同步帶輪(8-4)，第一梯形同步帶(9-1)安裝于第一同步帶輪(8-1)和第三同步帶輪(8-3)上，第二梯形同步帶(9-2)安裝于第二同步帶輪(8-2)和第四同步帶輪(8-4)上。