[發(fā)明專利]一種具有過障功能的爬壁機器人系統(tǒng)及其使用方法

有效

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• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110182273B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟令城;李斌
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江阿林斯普能源科技有限公司
• 主分類號: B62D55/265
• 分類號: B62D55/265;B62D57/024;B25J11/00;B25J5/00;B25J13/00
• 代理公司: 北京同輝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 饒富春

本發(fā)明涉及了一種具有過障功能的爬壁機器人系統(tǒng)，本發(fā)明解決了不能對爬壁機器人有效通過障礙的難題，該爬壁機器人采用了過障系統(tǒng)，能夠有效通過壁面上的障礙物。能夠安全吸附在墻壁表面并靈活移動，機器人的吸附能力和運動性能很高。本發(fā)明的機器人系統(tǒng)具有穩(wěn)定吸附能力、靈活運動性能、良好的過障效果等功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及運輸領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種具有過障功能的爬壁機器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)

爬壁機器人是指能夠在墻壁尤其是垂直壁上進(jìn)行作業(yè)的機器人，能在工作表面自行移動，具有視覺和感知系統(tǒng)，通過遙控或自主操作方式，使用機械手或其他工具代替或輔助人去完成作業(yè)任務(wù)的裝置。爬壁機器人屬于特種機器人，具有結(jié)構(gòu)簡單、負(fù)載能力大、可靠性高、對壁面適應(yīng)能力強等優(yōu)點，被廣泛用于船舶、起重機、石化等行業(yè)的設(shè)備檢查或維護(hù)工作中。

隨著人類活動范圍的逐漸擴(kuò)大以及對智能化要求的不斷提高，機器人的應(yīng)用已經(jīng)涉足各個領(lǐng)域，而且應(yīng)用越來越普遍。許多國家已經(jīng)把機器人技術(shù)作為關(guān)鍵的發(fā)展戰(zhàn)略加以關(guān)注，對相關(guān)技術(shù)的研究已經(jīng)成為未來的發(fā)展方向、成為社會發(fā)展的必然趨勢。其中智能爬壁機器人同人們生活息息相關(guān)，在機器人家族中承擔(dān)重要角色。

智能爬壁機器人在執(zhí)行工作任務(wù)時，其工作環(huán)境可能是結(jié)構(gòu)化環(huán)境，也可能是不確定、多變的非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，這就對爬壁機器人的環(huán)境適應(yīng)能力、可操作性、安全性提出較高的要求，此外要普及智能爬壁機器人，必須采用全面的技術(shù)，綜合考慮結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)計，來降低產(chǎn)品成本。為了提高人們的生活質(zhì)量、降低用工成本，使更加方便高效，為將人們從繁復(fù)的爬壁工作中解放出來，設(shè)計一款低成本、結(jié)構(gòu)簡單、輕巧易用、高效節(jié)能的爬壁機器人系統(tǒng)是相關(guān)人員迫切的需要。

發(fā)明內(nèi)容

因此，針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，提供本發(fā)明的示例以基本上解決由于相關(guān)領(lǐng)域的限制和缺點而導(dǎo)致的一個或更多個問題，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保護(hù)設(shè)備的作用。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，該具有過障功能的爬壁機器人系統(tǒng)包括三個爬壁機器人；爬壁機器人包括基底，基底由丙烯酸板和/或PLA、TPU形成的混合板組成，基底的周向上還設(shè)有橡膠殼體；基底上設(shè)有動力系統(tǒng)，動力系統(tǒng)用于提供爬壁機器人運動的動力，動力系統(tǒng)包括驅(qū)動組件，驅(qū)動組件具有差動牽引機構(gòu)并使用履帶機構(gòu)輸出動力，差動牽引機構(gòu)包括正交傳動裝置，其中，通過鋼軸和錐齒輪將驅(qū)動電機的力傳遞給履帶機構(gòu)的驅(qū)動輪，鋼軸通過軸套與驅(qū)動電機的電機軸相連，鋼軸由滾珠軸承支承，履帶機構(gòu)能夠驅(qū)動基底的行進(jìn)與轉(zhuǎn)向；基底上還設(shè)有負(fù)壓系統(tǒng)，負(fù)壓系統(tǒng)包括葉輪，葉輪置于葉輪支架上；葉輪支架位于葉輪板上；具有過障功能的爬壁機器人系統(tǒng)還包括過障系統(tǒng)，過障系統(tǒng)能夠使得爬壁機器人從一個墻面過渡到另一個墻面，避開墻面上的障礙物，過障系統(tǒng)包括頂板，頂板連接有提升導(dǎo)向桿，提升導(dǎo)向桿上連接有支承板，提升導(dǎo)向桿的底端與爬壁機器人連接，三根橫向桿穿過支承板將爬壁機器人互連在一起，支承板始終處于同一高度，過障系統(tǒng)還包括線性致動器，線性致動器用于產(chǎn)生提升運動從而將爬壁機器人脫離墻面；具有過障功能的爬壁機器人系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括微控制器，并通過藍(lán)牙傳輸與操作人員建立聯(lián)系，微控制器用于向驅(qū)動電機的控制單元和線性致動器的執(zhí)行器發(fā)出控制信號。

進(jìn)一步的，過障系統(tǒng)還包括限位開關(guān)，限位開關(guān)與線性致動器的執(zhí)行器串聯(lián)連接，當(dāng)爬壁機器人到達(dá)最高點或最低點時，限位開關(guān)會生成信號以關(guān)閉執(zhí)行器；過障系統(tǒng)還包括距離傳感器，距離傳感器用來探測來墻面到爬壁機器人的底部的距離。

進(jìn)一步的，通過爬壁機器人的傾斜角度來控制負(fù)壓系統(tǒng)，爬壁機器人的傾斜角度越大，負(fù)壓系統(tǒng)的工作電壓越高；其中，當(dāng)爬壁機器人的傾斜角為0°時，負(fù)壓系統(tǒng)關(guān)閉，當(dāng)爬壁機器人的傾斜角為15°時，負(fù)壓系統(tǒng)以12V電壓運行，當(dāng)爬壁機器人的傾斜角為60°時，負(fù)壓系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)電壓運行，當(dāng)爬壁機器人的傾斜角為90°時，負(fù)壓系統(tǒng)以最大電壓運行。