[實(shí)用新型]雙足爬壁機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720670842.7
• 申請(qǐng)日: 2017-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN206856828U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃凱;陳勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院;南京立頂智能科技有限公司
• 主分類號(hào): B62D57/024
• 分類號(hào): B62D57/024
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 王清義

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種爬壁機(jī)器人，尤其是一種能夠翻越不同壁面的爬壁機(jī)器人，屬于工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

與地面移動(dòng)的機(jī)器人相比，爬壁機(jī)器人需要克服自身及各種負(fù)載的重力，因此需要足夠的吸附力，還需要較高的可靠性。對(duì)于高空作業(yè)，則需要無纜爬壁機(jī)器人。因?yàn)閱栴}的復(fù)雜性，爬壁機(jī)器人的研究進(jìn)展明顯滯后于地面移動(dòng)機(jī)器人。

多年來，國內(nèi)外對(duì)爬壁機(jī)器人開展了不少研究。根據(jù)工作環(huán)境和工作介質(zhì)不同，爬壁機(jī)器人的吸附方式主要有負(fù)壓吸附、仿生干性粘合劑吸附和磁力吸附等。負(fù)壓吸附不受工作條件和工作介質(zhì)限制，但是當(dāng)吸附壁面有裂紋或凹凸時(shí)，吸盤容易漏氣。干性粘合劑吸附是利用各種物體接觸面之間的分子力進(jìn)行吸附，該吸附方式不受工作介質(zhì)和工作環(huán)境的影響，可以在任意場合應(yīng)用。磁力吸附不受吸附壁面凹凸或壁面裂紋的影響，吸附穩(wěn)定可靠。該吸附方式僅適用于導(dǎo)磁材料的壁面。磁力吸附可以分為電磁鐵吸附、永磁體吸附、電磁和永磁混合吸附。

行走機(jī)構(gòu)是移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵部件之一，可以分為輪式（包括履帶式）和足式（腿式）等形式。腿式運(yùn)動(dòng)適宜于粗糙和非結(jié)構(gòu)化地形，機(jī)構(gòu)自由度多，控制復(fù)雜。腿式運(yùn)動(dòng)以一系列機(jī)器人和地面之間的點(diǎn)接觸為特征，其主要優(yōu)點(diǎn)為在粗糙地形上良好的自適應(yīng)性和機(jī)動(dòng)性。因?yàn)橹恍枰唤M點(diǎn)接觸，所以只要機(jī)器人能夠保持適當(dāng)?shù)牡孛娌骄啵@些點(diǎn)之間的地面質(zhì)量是無關(guān)緊要的。另外，只要行走機(jī)器人的步距大于洞穴的寬度，它就能跨越洞穴或者裂口。腿式運(yùn)動(dòng)的最主要的缺點(diǎn)為動(dòng)力和機(jī)械的復(fù)雜性。足式（腿式）行走機(jī)構(gòu)同樣適用于爬壁機(jī)器人。

研究者提出了很多種輪式（包括履帶式）的爬壁機(jī)器人，也有四足、六足的爬壁機(jī)器人（如申請(qǐng)?zhí)朇N201620810094.3的中國專利“一種爬壁機(jī)器人”和申請(qǐng)?zhí)朇N201620412255.3的中國專利“新型仿生爬壁機(jī)器人”），但是相比較而言，結(jié)構(gòu)都有些復(fù)雜。對(duì)于狹小空間或者復(fù)雜的壁面，需要更為小巧的爬壁機(jī)器人。

檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)朇N201410253377.8的中國專利提出了“一種爬壁機(jī)器人的負(fù)壓吸附式雙足”，該機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡潔，靈活性好，但是足部沒有旋轉(zhuǎn)功能，導(dǎo)致機(jī)器人只能直線行走。申請(qǐng)?zhí)朇N201010217822.7的中國專利提出了“一種模塊化的仿生爬壁機(jī)器人”，該機(jī)器人有5個(gè)自由度，每個(gè)足的底部安裝著3個(gè)真空吸盤，能以尺蠖式、扭轉(zhuǎn)式和翻轉(zhuǎn)式等步態(tài)在光潔平整的壁面上全方位攀爬，具有壁面過渡和越障能力。因?yàn)椴捎谜婵瘴剑孕枰峁庠矗荒苁怯欣|爬壁機(jī)器人，而且控制較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種足部具有旋轉(zhuǎn)功能，移動(dòng)靈活，具有壁面過渡和越障能力的雙足爬壁機(jī)器人。

本實(shí)用新型所述的雙足爬壁機(jī)器人，具有中間連桿，中間連桿的兩端分別與左連桿和右連桿形成轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)；

中間連桿與左連桿之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)左連桿相對(duì)于中間連桿轉(zhuǎn)動(dòng)的左上步進(jìn)電機(jī)；左連接塊下部安裝有左電磁鐵或者左真空吸盤；左連接塊通過左推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在左下電機(jī)安裝框架上，左下步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在左下電機(jī)安裝框架上，左下步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與左連接塊相連以帶動(dòng)其相對(duì)于左下電機(jī)安裝框架轉(zhuǎn)動(dòng)；左下電機(jī)安裝框架與左連桿的另一端相連；

中間連桿與右連桿之間設(shè)置有驅(qū)動(dòng)右連桿相對(duì)于中間連桿轉(zhuǎn)動(dòng)的右上步進(jìn)電機(jī)；右連接塊下部安裝有右電磁鐵或者右真空吸盤；右連接塊通過右推力軸承轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在右下電機(jī)安裝框架上，右下步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在右下電機(jī)安裝框架上，右下步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與右連接塊相連以帶動(dòng)其相對(duì)于右下電機(jī)安裝框架轉(zhuǎn)動(dòng)；右下電機(jī)安裝框架與右連桿的另一端相連。

上述的雙足爬壁機(jī)器人，在中間連桿上設(shè)置有相機(jī)。

上述的雙足爬壁機(jī)器人，它還包括向各步進(jìn)電機(jī)供電的電池。

本實(shí)用新型的有益效果：

由于采用左、右推力軸承把左、右連接塊與左下、右下電機(jī)安裝框架轉(zhuǎn)動(dòng)相連，實(shí)現(xiàn)了本機(jī)器人左右足部的旋轉(zhuǎn)功能，動(dòng)作靈活。

當(dāng)采用左右電磁鐵安裝在左右連接塊上時(shí)，本機(jī)器人就可以通過電磁鐵吸附在鋼鐵壁面。當(dāng)右電磁鐵吸附在壁面上時(shí)，左電磁鐵斷電失去磁性，左上步進(jìn)電機(jī)和/或右上步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，就使得本爬壁機(jī)器人左側(cè)抬起，離開壁面，這時(shí)右下步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得在右電磁鐵吸附住壁面的同時(shí)爬壁機(jī)器人其它部分能夠旋轉(zhuǎn)至下一個(gè)位置。這樣交替動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)。

采用左右真空吸盤安裝在左右連接塊上時(shí)， 其動(dòng)作過程與上述類同。

附圖說明

圖1是雙足爬壁機(jī)器人的總體圖；

圖2是圖1中的中間連桿、右連桿、右連接塊等的連接關(guān)系示意圖。