[發明專利]一種爪刺式爬壁機器人的行走機構

有效

• 申請號: 201711458175.7
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107963143B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 徐林森;劉進福;王容川;孔令成;徐嘉駿;胡曉娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發明公開了一種爪刺式爬壁機器人的行走機構，涉及機器人技術領域，包括用于支撐固定的底盤，底盤上對角設置兩個主運動舵機和兩個切換舵機，主運動舵機用于驅動第一爬行機構和第二爬行機構以實現機器人的爬壁，切換舵機用于切換第一爬行機構或第二爬行機構執行爬壁動作，第一爬行機構和第二爬行機構分別用于在光滑及粗糙的墻壁環境攀爬。本發明設有切換舵機，用于切換第一爬行機構或第二爬行機構執行爬壁動作，分別實現機器人在光滑及粗糙壁面上的攀爬，第二爬行機構通過帶有爪刺的爪刺輪和爪刺履帶抓緊粗糙壁面，實現粗糙壁面的攀爬；結構簡單、可靠，自動化程度高，特別適用于執行陡峭壁面、狹小空間等特殊環境的清潔、檢測、救援任務。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種用于爬壁機器人的行走機構。

背景技術

機器人是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。機器人在生產業、建筑業等領域得到廣泛應用，尤其常見用于協助或替代人類進行危險作業或在人類無法到達的區域進行作業。

爬壁機器人是機器人中常見的類型，可以在垂直墻壁上攀爬并完成作業。爬壁機器人通常采用真空吸盤、磁鐵和普通粘附材料的方式進行粘附。然而，自然界和人類生活環境中大多數壁面是粗糙、多孔、多裂縫且布滿灰塵的(例如石頭、水泥、磚塊外墻面)，這三種粘附方式均不適用。

近年來，受到壁虎、甲蟲等可以在墻面上攀爬的動物的啟發，以干粘附、濕粘附及爪刺抓附為代表的仿生粘附方式開始興起。目前，人造仿生干粘附和濕粘附材料只適用于潔凈、光滑的壁面，還不能適應粗糙和多灰塵的壁面。此外，采用該種粘附方式的機器人運動形式單一，支持負載較小，也無法實現機器人在光滑與粗糙平面之間的完美切換。

通過專利檢索，存在以下已知的技術方案：

專利1：

申請號：201610870706.2，申請日：2016.09.30，授權公告日：2017.02.15，本發明公開了一種輪式爬壁機器人及其工作方法，屬于機器人技術領域。機器人本體主要包括機架(2)、N個粘附輪式驅動裝置(1)、以及涵道風扇(3)；上述粘附輪式驅動裝置(1)安裝于機架(2)上，每個粘附輪式驅動裝置(1)均由主動同步輪(8)、誘導輪(9)、拖帶同步輪(10)以及同步帶(11)組成；同步帶(11)外表面粘貼粘附材料(12)組成；上述涵道風扇(3)安裝于機架(2)上，提供推力，作為粘附材料(12)的預壓力，使機器人粘附于垂直面上。機器人的移動速度快，工作效率高，可用于樓宇、太陽能帆板、大型風機等表面的清洗，亦可用于大型垂直表面的狀態監測等。

該專利機器人雖然能實現樓宇、太陽能帆板表面的攀爬，但因采用粘附裝置，無法實現表面粗糙度較大的粗糙表面的攀爬。

專利2：

申請號：201610966884.5，申請日：2016.10.28，授權公告日：2017.03.15，本發明公開了一種洞壁吸附爬壁機器人及水電站引水發電洞的檢查方法，機器人利用吸附履帶(1)配合負壓室(2)和抽水泵(7)實現了機器人在洞壁上的吸附，同時利用驅動輪(9)配合姿態控制裝置實現機器人的姿態調整和移動。本發明設計的水下吸附式爬壁電視檢查機器人，不用人工潛水檢查，具有安全、檢查圖像覆蓋全洞段各方向、檢查范圍大、圖像清晰、信息真實全面、檢查效率高，可廣泛用于大中型水電站的引水隧洞、大壩表面的水下檢查工作。

該專利采用吸附履帶方式，僅適用相對光滑表面的爬行，不能適用于粗糙壁面作業。

專利3：