[發明專利]基于鉤爪和黏附材料的滾輪式爬壁機器人及其運動方法

在審

• 申請號: 201910247979.5
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109955926A
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 吉愛紅;胡捷;王偉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于鉤爪和黏附材料協同附著的滾輪式爬壁機器人，其特征在于：

包括底板（1）；底板（1）中間安裝有“Y型”尾部（9）；底板（1）兩端均安裝電池（7）及舵機（8），舵機（8）輸出軸安裝圓柱形鏤空滾輪（6）；

每個圓柱形鏤空滾輪（6）外表面安裝N組鉤型輪足和N組黏附輪足；

每一組鉤型輪足包括M根柔性橡膠條（3），M根柔性橡膠條（3）沿圓柱形鏤空滾輪（6）周向均勻布置，柔性橡膠條（3）末端安裝鉤子（4）；

每一組黏附輪足包括M根柔性橡膠條（3），M根柔性橡膠條（3）沿圓柱形鏤空滾輪（6）周向均勻布置，柔性橡膠條（3）末端安裝黏附墊（5）；

N組鉤型輪足和N組黏附輪足沿軸向均勻間隔布置；

N組鉤型輪足的相位相同，N組黏附輪足的相位相同；鉤型輪足和黏附輪足相差一個固定相位;

上述N為2～5之間的自然數，M為2～5之間的自然數。

2.根據權利要求1所述的基于鉤爪和黏附墊附著的滾輪式爬壁機器人，其特征在于：上述N=3，M=3。

3.根據權利要求1所述的基于鉤爪和黏附材料協同附著的滾輪式爬壁機器人的運動方法，其特征在于：

鉤型輪足適用于粗糙豎直面，此時鉤型輪足的柔性橡膠條（3）支撐機器人自重，當一排鉤子抓附在粗糙面上承載著機器人的自重，即鉤子與粗糙顆粒之間實現了機械鎖和時，鉤型輪足的柔性橡膠條貼合圓柱形鏤空滾輪（6）的外壁開始彎曲變形，直到下一排鉤子也實現了粗糙面的抓附，上一排鉤子才開始脫附；滾輪轉動時實現機器人粗糙豎直面的攀爬；

黏附輪足適用于光滑豎直面，此時黏附輪足的柔性橡膠條（3）支撐機器人自重°，當一排黏附墊吸附在光滑面上承載著機器人的自重，即黏附墊于光滑面之間通過分子間范德華力實現了仿生吸附時，黏附輪足的柔性橡膠條貼合圓柱形鏤空滾輪（6）的外壁開始彎曲變形，直到下一排黏附墊也實現了光滑面的吸附，上一排黏附墊才開始撕脫；滾輪轉動時實現機器人光滑豎直面的攀爬；

“Y型”尾部（9）為機器人在爬壁時提供反傾覆力矩的支撐。

4.根據權利要求3所述的基于鉤爪和黏附墊附著的滾輪式爬壁機器人的運動方法，其特征在于：

每個圓柱形鏤空滾輪（6）均由一個獨立的舵機（8）驅動，通過對舵機的控制，使得兩個舵機轉速相同，實現同速，以實現機器人穩定的直行攀爬; 通過對舵機的控制，使得兩個舵機轉速不一致，以實現爬壁機器人的差速轉向。