[發(fā)明專利]一種具有壁面轉(zhuǎn)換功能的越障爬壁機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710076556.2
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106945739B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈林勇;李肖龍;張震;宋薇;肖世貴
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發(fā)明公開了一種具有壁面轉(zhuǎn)換功能的越障爬壁機(jī)器人，包括兩個單體爬壁機(jī)器人和俯仰偏擺機(jī)構(gòu)，兩個單體爬壁機(jī)器人之間通過中間的俯仰偏擺機(jī)構(gòu)連接，所述單體爬壁機(jī)器人包括無刷電機(jī)、電機(jī)底座、電機(jī)支撐架、離心風(fēng)頁、機(jī)器人殼體、運(yùn)動機(jī)構(gòu)、密封墊。無刷電機(jī)帶動離心風(fēng)頁轉(zhuǎn)動將機(jī)器人殼體內(nèi)部的空氣抽出，使機(jī)器人殼體內(nèi)部形成負(fù)壓，從而使機(jī)器人吸附在墻壁上。俯仰偏擺機(jī)構(gòu)可以輔助機(jī)器人跨越障礙和轉(zhuǎn)向。本發(fā)明雙體爬壁機(jī)器人能夠在墻壁表面靈活的移動，并且可以跨越墻壁上的溝槽和大的凸起障礙、完成在相鄰壁面之間的轉(zhuǎn)換，有效提高了爬壁機(jī)器人的運(yùn)動范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種負(fù)壓吸附爬壁機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種具有壁面轉(zhuǎn)換功能的越障爬壁機(jī)器人。

背景技術(shù)

爬壁機(jī)器人把地面移動技術(shù)和吸附技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，可以攜帶專門的工具，代替人類在距地面有一定高度的建筑、工業(yè)設(shè)施等豎直壁面上工作，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、救援、偵查、壁面清潔等領(lǐng)域。目前爬壁機(jī)器人主要采用磁吸附、仿生吸附、和負(fù)壓吸附等壁面吸附技術(shù)。磁吸附能夠產(chǎn)生很大的吸附力，但是在非磁性的材質(zhì)壁面將形成不了吸附力，適用范圍受到很大的局限性；仿生吸附材對灰塵等污染物較敏感，實(shí)用性較差；負(fù)壓吸附方式適用于各種不同材質(zhì)的壁面，使用和維護(hù)較方便，因此得到了較廣泛的應(yīng)用。爬壁機(jī)器人的出現(xiàn)可以使人類避免從事危險的高空陡壁作業(yè)，不僅提高了工作效率，節(jié)約了成本，而且可以改善了操作人員的工作環(huán)境。

申請?zhí)枮?01520825743.2的中國專利公開了一種新型組合式可轉(zhuǎn)角爬壁機(jī)器人，包括兩個爬壁機(jī)器人和一個轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)在不同壁面之間的轉(zhuǎn)換，但是僅靠一個轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)無法跨越墻壁上的凸起障礙，并且，兩機(jī)器人前后輪距較大，依靠輪子差動轉(zhuǎn)向非常不便。

申請?zhí)枮?01010217822.7的中國專利公開了一種模塊化的仿生爬壁機(jī)器人，采用負(fù)壓真空吸附形式，由關(guān)節(jié)模塊和真空吸附模塊組成，具有一定的越障能力，但移動緩慢，真空吸附對壁面光潔度要求較高，當(dāng)墻壁上有破損或溝槽時，吸附功能將無法使用，無法在不平整及磚墻上使用，使用范圍受到限制。

總之，目前存在的多數(shù)爬壁機(jī)器人只能在單一墻面上作業(yè)，對不同材質(zhì)壁面的適應(yīng)性差，跨越墻壁上障礙能力較弱，雖然有的爬壁機(jī)器人可以完成在不同壁面之間的轉(zhuǎn)換，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在壁面上轉(zhuǎn)向不方便，并且移動速度較為緩慢。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提出一種具有壁面轉(zhuǎn)換功能的越障爬壁機(jī)器人，機(jī)器人可在不同壁面之間轉(zhuǎn)換，能夠跨越墻壁上的大的凸起和溝槽障礙，并且可在墻壁上靈活移動和轉(zhuǎn)彎，機(jī)器人可以穩(wěn)定吸附在不同材質(zhì)壁面上，并可單獨(dú)拆分為單體機(jī)器人，以適應(yīng)不同的工作環(huán)境和要求。

為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用如下發(fā)明構(gòu)思：

考慮到爬壁機(jī)器人能夠跨越障礙并在兩個相鄰的墻壁之間轉(zhuǎn)換，爬壁機(jī)器人采用兩個單體機(jī)器人組合的形式，兩個單體爬壁機(jī)器人之間通過俯仰偏擺機(jī)構(gòu)連接，俯仰偏擺機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)單體機(jī)器人的上下俯仰和左右偏擺動作，兩個單體爬壁機(jī)器人在墻壁上的吸附和脫開配合俯仰偏擺機(jī)構(gòu)的動作實(shí)現(xiàn)爬壁機(jī)器人的越障和壁面轉(zhuǎn)換功能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種具有壁面轉(zhuǎn)換功能的越障爬壁機(jī)器人，包括兩個單體爬壁機(jī)器人和俯仰偏擺機(jī)構(gòu)，兩個單體爬壁機(jī)器人之間通過中間的俯仰偏擺機(jī)構(gòu)連接，所述單體爬壁機(jī)器人包括無刷電機(jī)、電機(jī)底座、電機(jī)支撐架、離心風(fēng)葉、機(jī)器人殼體、運(yùn)動機(jī)構(gòu)、彈性密封墊，所述無刷電機(jī)頂端與所述電機(jī)底座連接，所述電機(jī)支撐架一端通過螺釘與電機(jī)底座連接，另一端與機(jī)器人殼體連接，所述彈性密封墊膠接于機(jī)器人殼體底部，所述離心風(fēng)葉通過螺釘固定連接于無刷電機(jī)上，所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)安裝于機(jī)器人殼體空腔內(nèi)。