[發(fā)明專利]一種越障爬壁機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710027462.6
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106828648B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 桑新桓;宋一國;丁小天;胡鵬超;楊飛;熊軻;石穎;卿志武;黃榕;徐澤沛;鄭龍玉
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬

本發(fā)明屬于攀爬機器人設備領域，具體涉及一種越障爬壁機器人，該機器人為分體式結構，從左至右依次為左車體、左機械臂、中車體、右機械臂和右車體，車體和機械臂之間鉸接，所述左機械臂和右機械臂方向相反且均能夠繞鉸接軸轉動，從而帶動所述中車體轉動，所述左車體包括依次設置在車體上的左雙向輪、電機和負壓裝置，所述右車體上的結構設置與左車體呈左右對稱設置，所述中車體的車體上設置有負壓裝置。本發(fā)明的機器人利用車體上負壓腔吸附在墻面上，利用創(chuàng)新設計的雙向輪實現(xiàn)雙向行走，同時利用三自由度的機械臂實現(xiàn)機器人的換面，即可實現(xiàn)車體在內外垂直面上的換面運動以及翻越如窗框一類的障礙物，從而實現(xiàn)復雜的攀爬功能。

技術領域

本發(fā)明屬于攀爬機器人設備領域，更具體地，涉及一種越障爬壁機器人，其能夠實現(xiàn)墻壁和窗框的越障功能。

背景技術

隨著城市的發(fā)展，越來越多的高樓林立，攀爬機器人逐漸為人們所需，目前市場上已經存在的攀爬機器人大多只能實現(xiàn)普通平坦墻面的行走，市場上并沒有可以實現(xiàn)內垂直和外垂直面越障功能的機器人。

由于存在上述缺陷和不足，本領域亟需做出進一步的完善和改進，設計一種可以爬壁和窗框的越障爬壁機器人，使其能夠多方向行走且能翻越內外九十度的墻面，以便各個攀爬領域的使用需要。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種越障爬壁機器人，該越障攀爬機器人在現(xiàn)有的爬墻基礎上，利用車體上負壓腔吸附在墻面上，利用創(chuàng)新設計的雙向輪實現(xiàn)雙向行走，同時利用三自由度的機械臂實現(xiàn)機器人的換面，即可實現(xiàn)車體在內外垂直面上的換面運動以及翻越如窗框一類的障礙物，從而實現(xiàn)復雜的攀爬功能。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種越障爬壁機器人，其特征在于，該裝置為分體式結構，其包括左車體、中車體和右車體，

其中，所述左車體與中車體之間設置有左機械臂，所述右車體與中車體之間設置有右機械臂，車體和機械臂之間鉸接，所述左機械臂和右機械臂方向相反且均能夠繞鉸接軸轉動，從而帶動車體翻轉，

所述左車體包括依次設置在車體上的左雙向輪、電機和負壓裝置，所述右車體上的結構設置與左車體呈左右對稱設置，所述右車體包括依次設置在車體上的右雙向輪、電機和負壓裝置，所述電機驅動所述左右雙向輪實現(xiàn)機器人的多方向運動，所述中車體的車體上設置有負壓裝置。

進一步優(yōu)選地，所述左機械臂和右機械臂為結構相同的機械臂，上述機械臂包括左右安裝架，所述左右安裝架之間依次同軸安裝有驅動齒輪、兩塊同步帶輪機械臂的一端和帶動臂的一端，所述兩塊同步帶輪機械臂之間還設置有同步帶輪，該同步帶輪由被動齒輪同軸驅動，所述被動齒輪與安裝在左安裝架上的驅動齒輪嚙合，所述同步帶輪機械臂和帶動臂呈對稱結構，其遠離左右安裝架的一端可繞安裝軸轉動。較多的比較試驗表明，該機械臂的結構設置，使其具有三個自由度，能夠實現(xiàn)機械臂在前進過程中的擺動轉面，從而帶動整個車體的轉面，可以越過內外九十度的障礙物。

優(yōu)選地，所述機械臂的轉動角度范圍為0～180°，且該機械臂采用尼龍板材質。采用大角度的轉動范圍，能夠適應不同障礙物的角度，實現(xiàn)車體的順利轉面。而機械臂采用尼龍板材質，降低無潤滑狀況下的關節(jié)摩擦力。

優(yōu)選地，所述負壓裝置包括底板、設置在底板上的風機和用于固定風機的風機支撐架，所述底板中間有一孔洞，該底板下方設置有密封條，該密封條設置在孔洞周圍，從而密封條與底板之間形成負壓腔。較多的比較試驗表明，采用風機來形成負壓腔，利用負壓腔實現(xiàn)機器在豎直墻面上穩(wěn)定的吸附。

優(yōu)選地，所述固定風機采用220V三相雙極風機，所述密封條為光滑的塑料硬膜、或為塑料硬膜與多毛密封條的組合。較多的比較試驗表明，采用220V三相雙極風機作為負壓強的抽氣裝置，能夠提高負壓腔的真空度，防止車體側翻。而采用光滑的塑料硬膜，或塑料硬膜與多毛密封條的組合作為負壓腔的密封結構，能夠減少泄漏氣流，提高真空度，增強機器在墻面上行走的穩(wěn)定性。