[發明專利]一種沿直管道壁面行走的吸附式全向移動機器人

有效

• 申請號: 201910319814.4
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109973759B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 劉剛峰;莫昊;張學賀;魯延文;李長樂;趙杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F16L55/40
• 分類號: F16L55/40;F16L101/30
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

1.一種沿直管道壁面行走的吸附式全向移動機器人，其特征在于：包括負壓吸附裝置（1）、模塊化全向運動機構（2）、車體底盤及框架（3）、以及控制器（4）；所述負壓吸附裝置（1）包括風機（11）、吸盤（12）及密封裙（13）；所述模塊化全向運動機構（2）包括四個麥克納姆輪（21）、四個驅動電機（22）及四個支架（23）；

所述吸盤（12）為矩形框結構，吸盤（12）的上端為封閉端，下端為敞口端，吸盤（12）的封閉端中部設有出風口，所述風機（11）固定安裝在吸盤（12）內的上方，且風機（11）的出風口設置在吸盤（12）上方外部，吸盤（12）的任意兩個相對側壁的下端面為向下凸出的圓弧面，吸盤（12）四個側壁的下端面均固定有密封裙（13），固定在兩個所述圓弧面上的所述密封裙（13）的型線與管道任意橫截面的內邊緣形狀相一致，密封裙（13）與所述管道內壁設有間隙；所述負壓吸附裝置（1）的密封裙（13）始終與管道內壁形成恒定高度的氣隙，以實現穩定吸附；所述車體底盤及框架（3）固定在吸盤（12）內并位于風機（11）下方，每個所述麥克納姆輪（21）均安裝在對應的驅動電機（22）輸出軸上，每個所述驅動電機（22）均安裝在對應的支架（23）上，所述四個支架（23）均與車體底盤及框架（3）固定連接；所述控制器（4）固定在車體底盤及框架（3）上，控制器（4）用于控制四個麥克納姆輪（21）啟停；吸盤（12）的下端位于四個麥克納姆輪（21）與吸盤（12）側壁之間的部分為風機入風口，吸盤（12）的下端位于四個麥克納姆輪（21）中間部分為吸盤（12）的入風口。

2.根據權利要求1所述的一種沿直管道壁面行走的吸附式全向移動機器人，其特征在于：所述風機（11）包括離心風扇（111）、主風機電機（112）及驅動板（113）；所述主風機電機（112）固定在吸盤（12）內的上方，主風機電機（112）的輸出軸轉動穿出吸盤（12）所述出風口并與離心風扇（111）固定連接，所述驅動板（113）固定在主風機電機（112）上，用于控制主風機電機（112）啟停，驅動板（113）與控制器（4）電連接。

3.根據權利要求1所述的一種沿直管道壁面行走的吸附式全向移動機器人，其特征在于：所述模塊化全向運動機構（2）的四個麥克納姆輪（21）均獨立驅動，四個麥克納姆輪（21）軸線與所在位置的管道表面法線相垂直。

4.根據權利要求1或3所述的一種沿直管道壁面行走的吸附式全向移動機器人，其特征在于：每個所述麥克納姆輪（21）上的所有輥子與麥克納姆輪（21）的軸線均成45°夾角，所述四個麥克納姆輪（21）呈矩陣形式布置，位于左側的兩個麥克納姆輪（21）為一組，位于右側的兩個麥克納姆輪（21）為一組，每組中的兩個麥克納姆輪（21）的輥子軸線對稱設置，位于每條對角線上的兩個麥克納姆輪（21）的輥子軸線方向相一致。

5.根據權利要求1所述的一種沿直管道壁面行走的吸附式全向移動機器人，其特征在于：每個所述驅動電機（22）均為減速直流伺服電機或直流無刷電機。

6.根據權利要求1所述的一種沿直管道壁面行走的吸附式全向移動機器人，其特征在于：所述吸盤（12）的材質是硅膠、聚氨酯或丁腈橡膠。

7.根據權利要求1所述的一種沿直管道壁面行走的吸附式全向移動機器人，其特征在于：所述密封裙（13）的材質為毛氈布、紡織纖維布、橡膠或樹脂。