[實用新型]步履式氣動爬壁機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520871803.4
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN205345106U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周友行;羅昕;尹偉杰;李滔;孔拓
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種爬壁機器人，特別是一種步履式氣動爬壁機器人。

背景技術(shù)

隨著各式各樣的機器人在各個領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展，爬壁機器人以其能夠替代人工在垂直墻面上極限作業(yè)的一種自動機械裝置，越來越受到人們的重視。

目前，國內(nèi)外已研制出各種各樣的爬壁機器人，其驅(qū)動方式有電機驅(qū)動和氣壓驅(qū)動等，一般采用電能提供能源，通過電動機將電能轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能或機械能。而電動機的旋轉(zhuǎn)存在一定的機械噪聲和電磁噪聲。除此之外，針對電機驅(qū)動的爬壁機器人，電動機不僅質(zhì)量大，增加了機器人的質(zhì)量，而且相對扭矩較小，抗載荷能力低，耗能大。

國內(nèi)外現(xiàn)有爬壁機器人的壁面吸附方式主要包括：負(fù)壓吸附、真空吸附、磁吸附、氣體推力吸附、粘性吸附和仿生學(xué)吸附等。移動方式主要包括：磁履帶式、單吸盤輪式、多吸盤足式、旋翼輪式、多吸盤框架式、仿壁虎式等等。但各類爬壁機器人依然存在著許多問題，例如：負(fù)壓和真空吸附方式具有不受壁面材料限制、適用范圍廣等特點。但當(dāng)壁面凹凸不平時，吸盤容易發(fā)生氣體過量泄漏，導(dǎo)致吸附力不足，減低爬壁機器人的承載能力，甚至使爬壁機器人從壁面跌落；磁吸附對凹凸不平壁面的適應(yīng)性較強但要求壁面必須是導(dǎo)磁材料。兩足爬壁機器人雖越障礙能力強，但負(fù)重能力弱；旋翼式爬壁機器人不僅方向控制難，而且動力消失后馬上失效；仿生學(xué)吸附（仿壁虎）雖然他們的靈活性強，體積小，但是他們的吸附性差有待提高，所以注定載重量小、

因此，爬壁機器人技術(shù)在許多方面仍存在不足之處，尤其是吸附不可靠、運動扭矩較小、抗載荷能力低、轉(zhuǎn)向不靈活等技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，結(jié)合現(xiàn)代爬壁機器人發(fā)展趨勢和社會生產(chǎn)生活的需要，本實用新型目的是提供一種能在多種壁面上行動，具有直行、橫向行走、倒退、和跨障礙功能、并且負(fù)重能力強、運動扭矩大、方向控制方便、無過約束、低能耗、低噪聲的步履式氣動爬壁機器人。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：它包括機械裝置、氣動系統(tǒng)和吸附裝置；所述氣動系統(tǒng)包括空氣壓縮機和氣缸，以提供所需氣源；所述吸附裝置包括吸盤，用于實現(xiàn)吸附功能；

所述機械裝置主要包括機架2、一對長肢腿和至少一個短肢腿，且長肢腿和短肢腿上分別設(shè)置有吸附裝置；

機架與長肢腿和短肢腿分別采用導(dǎo)軌和滑塊的結(jié)構(gòu)形式相配合連接；

所述長肢腿和短肢腿分別成活動配合安裝在機架2的下部，且分別與安裝在機架2上的提升氣缸相連接；

2個長肢腿成滑動配合縱向安裝在機架2的左右兩側(cè)，并分別與安裝在機架2上的長肢行走氣缸10相配合連接；

短肢腿成滑動配合橫向安裝在機架2中部的2個長肢腿之間，并與安裝在機架2上的短肢行走氣缸20相配合連接；

長肢行走氣缸10、短肢行走氣缸20和提升氣缸分別與氣動系統(tǒng)相連接。

所述長肢腿可以是包括結(jié)構(gòu)相同的右長肢腿1、左長肢腿4，且采用左右對稱的布局方式，縱向平行安裝在機架2的左右兩側(cè)。

所述長肢腿也可以是包括結(jié)構(gòu)相同的左長肢腿4和右長肢腿1；左長肢腿4包括長腿連接支架14、長肢提升支架15、長肢滑塊13和長肢導(dǎo)軌16；在長腿連接支架14上套裝有吸附裝置；

機架2上安裝有長肢行走氣缸10，長肢行走氣缸10與長腿連接支架14相連接，長肢行走氣缸10的伸縮驅(qū)動長肢導(dǎo)軌16沿固裝在機架2上的長肢滑塊13上下滑動；

在長腿連接支架14上安裝長肢提升氣缸11，長肢提升氣缸11的與長肢提升支架15相連接，長肢提升氣缸11的伸縮帶動設(shè)置有吸附裝置的長肢提升支架15的上下移動，即實現(xiàn)長肢腿的伸縮功能。

本實用新型也可在長腿連接支架14下方設(shè)置長肢支架18，長肢支架18通過長肢導(dǎo)軌16的固定螺栓固定在長腿連接支架14下方，長肢支架18上設(shè)置有長肢氣缸連接臂19，長肢行走氣缸10與長肢氣缸連接臂19相連接。

所述短肢腿可以是包括結(jié)構(gòu)相同的前短肢腿3和后短肢腿6，前短肢腿3和后短肢腿6成滑動配合橫向平行安裝在機架2的上下兩側(cè)。

所述短肢腿可以由包括短肢導(dǎo)軌21、短肢聯(lián)動支架24、短腿連接支架23、短肢提升支架5和短肢行走氣缸20等構(gòu)成；

在機架2中部兩側(cè)設(shè)置有短肢滑塊22，在短肢聯(lián)動支架24的兩側(cè)分別設(shè)置有短肢導(dǎo)軌21，短肢導(dǎo)軌21成滑動配合分別套裝在短肢滑塊22內(nèi)；

在短肢聯(lián)動支架24上設(shè)置有短肢驅(qū)動支架26，在短肢驅(qū)動支架26上配合安裝有短肢提升氣缸28，短肢提升氣缸28與短肢提升支架5相連接；