[發明專利]一種可越障的爬壁機器人及其越障方法

在審

• 申請號: 201810138585.1
• 申請日: 2018-02-10
• 公開（公告）號: CN108177703A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 賀利樂;黃天柱;劉小羅
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種可越障的爬壁機器人及其越障方法，包括：本體支架、吸附機構、垂直運動機構、懸架機構和行走輪；吸附機構的數量至少為兩組，垂直運動機構的數量與吸附機構的數量相對應，每個吸附機構均通過相應的垂直運動機構與本體支架相連接；若干行走輪均通過懸架機構與本體支架相連接，通過行走輪能夠實現所述可越障的爬壁機器人的移動；本體支架能夠支撐所述可越障的爬壁機器人的垂直運動機構和懸架機構。本發明的可越障的爬壁機器人可在垂直或傾斜壁面上自由行走，具有較強的越障能力，具有較好的協調性和平穩性，具有較強的負載能力，可應用在多個領域。本發明的越障方法可使爬壁機器人平穩越過障礙。

技術領域

本發明屬于爬壁機器人領域，特別涉及一種可越障的爬壁機器人及其越障方法。

背景技術

爬壁機器人是指能夠在垂直壁面等環境中進行作業的機器人，它作為高空極限作業的一種自動化機械裝置，給人類及工業的發展帶來了很大的好處，其主要用于：

1.探測：對橋梁、核電站、管道、太陽能發電站、大型油漆罐等大型物體進行探測工作；

2.檢測：對風力發電、化工等方面的無損檢測；

3.建筑：建筑物的修復和維護等；

4.清潔：高樓玻璃幕墻、大型壁面、吊頂等方面的清潔工作；

5.運輸：建筑物內部的運輸，例如消防部門采用機器人傳遞救助物資進行救援工作。

現今爬壁機器人的研究主要有以下幾個方面：

1.永磁履帶式爬壁機器人，采用鑲嵌有永磁吸附履帶作為移動機構，但是這種機器人只能在磁性壁面進行作業，作業范圍局限性較大；

2.真空吸盤式爬壁機器人，采用負壓吸附、吸盤交替工作的方式實現機器人的吸附與移動，但是這種機器人只能適用于平滑壁面，無越障功能；

3.繩索牽引式爬壁機器人，機器人本體無移動功能，通過繩索配合軌道實現機器人的移動，但這種機器人需要牽引裝置和軌道，大大加大了制造難度和成本，同時其應用范圍也局限于類似可放置軌道如高樓等工作環境；

4.多足爬壁機器人，采用腿足式移動機構，足端為帶有裙邊的鉸接式真空吸盤，通過多足的交替工作移動，但是這種機器人穩定性差同時控制復雜。

綜上所述，現有的工業爬壁機器人的行走機構多是磁吸附的輪式、履帶式或輪履式，其普遍存在的問題是：不具備越障移動功能或越障移動能力較差，作業運動中的姿態和運動協調性較差，不能滿足復雜軌跡連續運動平穩性和姿態要求；另外，其負載也較低，不具備高負載作業能力，從而導致了目前的爬壁機器人應用范圍不廣泛。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可越障的爬壁機器人及其越障方法，以解決上述存在的技術問題。本發明的可越障的爬壁機器人可在垂直或傾斜壁面上自由行走，具有較強的越障能力，具有較好的協調性和平穩性，具有較強的負載能力，可應用在多個領域。本發明的越障方法可使爬壁機器人平穩越過障礙。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種可越障的爬壁機器人，包括：本體支架、吸附機構、垂直運動機構、懸架機構和行走輪；吸附機構的數量至少為兩組，垂直運動機構的數量與吸附機構的數量相對應，每個吸附機構均通過相應的垂直運動機構與本體支架相連接，通過每個吸附機構均能夠將所述可越障的爬壁機器人吸附在壁面上，通過垂直運動機構能夠帶動連接的吸附機構靠近和遠離壁面，吸附機構能夠交替將所述可越障的爬壁機器人吸附在壁面上；若干行走輪均通過懸架機構與本體支架相連接，通過行走輪能夠實現所述可越障的爬壁機器人的移動；本體支架能夠支撐所述可越障的爬壁機器人的垂直運動機構和懸架機構。

進一步的，吸附機構包括吸盤支架和氣動吸盤；若干氣動吸盤均勻安裝在吸盤支架上。