[實用新型]一種多模式爬壁機器人運動機構

有效

• 申請號: 201721846896.0
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN207617831U
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 徐林森;徐嘉駿;劉進福;李小虎
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B62D55/02
• 分類號: B62D55/02;B62D55/075
• 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

本實用新型提供了一種多模式爬壁機器人運動機構，以基板為主體，在所述基板左右兩側設置履帶行走機構與爪刺輪行走機構，履帶行走機構中的各副履帶從動帶輪與爪刺輪行走機構中的各爪刺輪分別安裝在切換機構中相應切換支架的兩端，由切換機構的切換電機驅動，帶動各切換支架轉動，使所述履帶行走機構與爪刺輪行走機構分別切換至工作位，實現所述運動機構在黏附行走狀態與抓附行走狀態之間切換。本實用新型的多模式爬壁機器人運動機構可在不同環境不同表面下穩定可靠作業，并可實現自適應切換附著。

技術領域

本實用新型涉及機器人學與機器人技術領域，更具體地說是一種多模式爬壁機器人運動機構。

背景技術

壁面作業在現代社會中扮演著十分重要的角色。隨著科學技術的發展，機器人已廣泛應用于社會的各個領域。爬壁機器人作為替代人類在陡峭壁面上作業、實時獲取三維空間層面環境信息的重要裝備，有效提高了作業效率，保障了作業安全。附著能力是衡量爬壁機器人性能的一個重要指標，但傳統爬壁機器人采用的電磁吸附、氣壓吸附、混合吸附、軌道附著等壁面附著方式僅適用于特殊的應用場景，例如氣壓吸附在真空下失效、電磁吸附僅適用于導磁材料，等等。另外，這些高能耗的吸附力發生設備也導致了機器人在設計中難以做到小型化、輕量化，并限制了其在狹小地帶作業的能力。為了克服傳統爬壁機器人弊端，人們通過模仿壁虎、蜘蛛、蠑螈、昆蟲等動物特殊的附著與運動能力，開發出仿生爬壁機器人，并已取得了一定進展。

然而，現有的爬壁機器人大多數只能在單類型的表面上攀爬，仍未能很好地解決不同表面下的穩定性和適應性問題。其主要原因主要在于：目前爬壁機器人行走機構簡單、柔性低，不能實現多種附著機理的運動模式；缺乏各運動模式間的轉換機制，很大程度上限制了機器人的運動能力和自主性。

實用新型內容

本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一。為此，本實用新型提出一種可在不同環境不同表面下穩定可靠作業、自適應切換附著機理的多模式爬壁機器人運動機構。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種多模式爬壁機器人運動機構，其結構特點是：

以基板為主體，在所述基板左右兩側設置履帶行走機構與爪刺輪行走機構，所述履帶行走機構中的各副履帶從動帶輪與爪刺輪行走機構中的各爪刺輪分別安裝在切換機構中相應切換支架的兩端，由切換機構的切換電機驅動，帶動各切換支架轉動，使所述履帶行走機構與爪刺輪行走機構分別切換至工作位，實現所述運動機構在如下兩個狀態之間切換：

黏附行走狀態：各切換支架轉動角度a，所述爪刺輪行走機構中的各爪刺輪與攀爬壁面脫離，所述履帶行走機構中的主履帶與各副履帶貼附于攀爬壁面上，通過各副履帶帶動運動機構作黏附行走；

抓附行走狀態：各切換支架在黏附行走狀態的基礎上分別逆向轉動角度a，所述履帶行走機構中的主履帶與各副履帶與攀爬壁面脫離，所述爪刺輪行走機構中的各爪刺輪抓附于攀爬壁面上，通過各爪刺輪的轉動帶動運動機構作抓附行走。

本實用新型的結構特點也在于：

所述基板中心位置處設有風機孔，在所述風機孔上安裝一風機，通過啟動所述風機使運動機構處于吸附行走狀態。

四組結構相同的執行單元兩兩對稱布設在所述基板的四角，各組執行單元的帶輪軸兩端分別由軸承支承在基板及切換支架上，所述帶輪軸上自基板側邊向外依次同軸固裝驅動電機從動齒輪、主履帶帶輪、副履帶主動帶輪與帶輪軸齒輪，位于同側的兩組執行單元的主履帶帶輪之間通過主履帶實現同步傳動，構成主履帶傳動機構，副履帶主動帶輪通過副履帶驅動裝配在所述切換支架一端的副履帶從動帶輪轉動，構成副履帶傳動機構，各帶輪軸齒輪通過多個齒輪輸出帶動裝配在所述切換支架另一端的爪刺輪轉動，構成爪刺輪傳動機構；