[發明專利]一種模塊化爬壁機器人對接裝置

在審

• 申請號: 201810276514.8
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108438076A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 劉榮;崔健洲
• 申請（專利權）人: 華齡和平南京智能科技有限公司
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種模塊化爬壁機器人對接裝置，包括搭接模塊，對接樁和鎖定模塊。搭接模塊包括對接框，安裝在對接框固定部分的直流電機，檢測對接框位置的編碼器、放大電機力矩的齒輪。對接樁為L形。鎖定模塊包括閉鎖舵機，用于支持舵機的支撐，閉鎖閂。本發明可實現兩個或多個單體爬壁機器人的壁面連接，使單體機器人在壁面自動組合成為多體機器人。解決單體機器人不能進行壁面轉換、越過窗框障礙等問題。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，特別是一種用于模塊化爬壁機器人在壁面上對接的裝置。

背景技術

目前應用于爬壁機器人模塊化對接技術的研究很少，與在地面進行對接的模塊化移動機器人相比，應用于爬壁機器人的對接機構不僅需要具有較好的容錯度和牢固的閉鎖性能，而且由于爬壁機器人對自身重量有較嚴格的限制，還需要對接機構的重量盡可能輕。而已知的各類對接機構重量較大、功能單一，難易滿足爬壁機器人對接的使用要求。

應用環境方面，爬壁機器人所處壁面為平面，模塊之間基本不存在高度差，對接機構自由度比在地面完成互聯要少，有利于結構簡化。由于墻壁上的各爬壁模塊時刻受重力作用，模塊間的對接必須能夠可靠吸附，對接過程對模塊吸附的影響應盡可能小。

現有模塊化對接裝置，多數不能實現自動對接閉鎖，而少數具有此功能的機器人在體積和重量上不能滿足爬壁機器人的需要。此外，模塊化爬壁機器人在對接以后，還需實現越障等功能，目前爬壁機器人的對接和閉鎖機構并不能滿足這類需要。

發明內容

本發明的目的是為了解決模塊化爬壁機器人對接的問題，提出一種壁面越障用關節與對接閉鎖相結合的多用途對接閉鎖機構。

本發明提供的模塊化爬壁機器人對接裝置包括搭接模塊，對接樁和鎖定模塊。

搭接模塊包括固定于下部爬壁機器人模塊上的對接框，直流電機和安裝在對接框固定部分驅動對接框進行搭接、檢測對接框位置的編碼器、放大電機力矩的齒輪與對接框的運動關節同軸。

對接樁安裝在上部爬壁機器人模塊上，對接完成后用以限制對接框的自由度。

所述鎖定模塊包括閉鎖舵機，并通過舵機支撐將閉鎖舵機固定在上部爬壁機器人模塊上，閉鎖閂安裝并固定于閉鎖舵機前端，隨舵機輸出軸進行轉動，以完成對接框的閉鎖。

本發明為在爬壁機器人模塊前端設置一個具有俯仰自由度的矩形框架，稱“對接框”；機器人模塊的后端，設有兩個L形對接樁。

兩個模塊完成對接后，可用鎖定機構將兩個模塊鎖定在一起以防止其脫離。由于鎖定機構要承受模塊整體運動時的受力，因此要求鎖死力大。對于模塊化可對接機器人而言，該鎖定機構的體積和重量不能太大，否則將損害模塊的爬壁性能。

本發明提出一種結構簡單、鎖死力大的閉鎖機構。該機構在鎖定原理上與門閂類似。當模塊處于對接狀態時，閉鎖閂處于收縮位置，從而不影響對接框與對接樁的連接；當對接框與對接樁完全接觸后，閉鎖閂由一個舵機帶動完成展開。當閉鎖閂處于最終位置時，它和兩個閉鎖閂一起，對模塊的六個自由度進行限位，從而實現對模塊的鎖定。

由于帶動閉鎖閂的舵機扭矩有限且結構脆弱，因此不能使舵機在閉鎖狀態下受力。閉鎖閂與舵機在軸向上有一定自由度。當閉鎖閂處于閉鎖位置時，鎖定對接框（即模塊）的力由對接樁、鎖定栓、電極支架以及模塊機架承擔。

本發明的主要功能為實現兩個或多個單體爬壁機器人的壁面連接，從而使單體機器人在壁面自動組合成為多體機器人。解決單體機器人不能越過窗框等障礙的問題。可對接爬壁機器人相對于單體機器人，可在對接后實現雙體機器人的面面轉換和越障功能，達到翻越障礙的目的；相對于雙體機器人，單個吸附模塊可在墻面自如運動，前進后退及轉彎性能優于雙體，從而擴大了機器人的應用范圍。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。