[發明專利]一種壓力吸附式爬桿機器人

有效

• 申請號: 201910551472.9
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110194228B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 金弘哲;黃衛金;葛明達;趙杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

一種壓力吸附式爬桿機器人，屬于機器人設計領域。本發明是為了解決現有的爬桿機器人存在結構復雜、不易控制、重量大和故障率高的問題。一種壓力吸附式爬桿機器人包括機身、電控系統、兩個驅動機構和兩個吸附機構，兩個驅動機構并排橫向相對設置在機身的前端，爬桿機器人通過兩個驅動機構實現前進、后退和轉向，機身兩側的凹槽里分別設置一個吸附機構，爬桿機器人通過兩個吸附機構吸附在桿或豎直面上，電控系統設置在機身上，用以控制兩個驅動機構和兩個吸附機構。本發明主要用于高層桿狀物表面的爬行。

技術領域

本發明屬于機器人設計領域，尤其涉及一種壓力吸附式爬桿機器人。

背景技術

移動機器人是機器人的一個重要分支，應用非常廣泛且發展潛力巨大。爬桿機器人作為移動機器人領域一個重要組成部分，其主要功能是可靠地攜帶相關清洗與檢修設備，克服重力的作用依附于管道、電線桿、路燈桿、大橋斜拉索和變電站避雷針等高層桿狀物表面進行爬行，代替人工安全、高效、低成本地完成清洗、檢測、維護等相關任務。它將地面移動技術拓展到桿件表面，充實了機器人的應用范圍。現有的爬桿機器人大致有以下四類：①滾動式爬桿機器人；②夾持式爬桿機器人；③仿生式爬桿機器人；④吸附式爬桿機器人。現有的爬桿機器人存在結構復雜、不易控制、重量大和故障率高的問題。

發明內容

本發明是為了解決現有的爬桿機器人存在結構復雜、不易控制、重量大和故障率高的問題。現提供一種壓力吸附式爬桿機器人。

本發明采用的技術方案是：

所述的一種壓力吸附式爬桿機器人包括機身17、電控系統、兩個驅動機構和兩個吸附機構，兩個驅動機構并排橫向相對設置在機身17的前端，機身17兩側的凹槽里分別設置一個吸附機構，電控系統設置在機身17上。

進一步地，每個驅動機構包括舵機9、舵機臂10、法蘭盤15、驅動軸11、驅動輪16和舵機支架6，機身17的前端中間位置設置有軸承座26，軸承座26內并排設置有兩個軸承，舵機9通過舵機支架6安裝在機身17的下端面上，舵機9通過舵機臂10與法蘭盤15固定連接，驅動輪16套裝在驅動軸11上，驅動軸11的一端與法蘭盤15固定連接，驅動軸11的另一端設置在軸承的內圈中。

進一步地，所述的驅動輪16為球形輪。

進一步地，所述的驅動輪16為球形橡膠輪。

進一步地，在機身17的下端面處還設置一個萬向輪32。

進一步地，每個吸附機構包括涵道風扇1、風扇固定架2和無刷電機，涵道風扇1通過風扇固定架2固定在機身17的凹槽里，無刷電機驅動涵道風扇1轉動。

進一步地，所述的吸附機構還包括一個橡膠圈22，橡膠圈22套裝在涵道風扇1的外涵道上。

進一步地，所述的電控系統包括stm32核心板20、多功能串口信號轉換器28、航模遙控器、航模電池21、航模接收機31、兩個降壓模塊和兩個電子調速器29，stm32核心板20、多功能串口信號轉換器28、航模電池21和航模接收機31設置在機身17的上端面上，兩個電子調速器29設置在機身17的下端面上；

航模遙控器向航模接收機31發射指令，航模接收機31將接收的指令轉換為PWM信號并向stm32核心板20輸出，stm32核心板20將接收的一部分PWM信號向多功能串口信號轉換器28輸出,用以控制舵機9，stm32核心板20將接收的另一部分PWM信號分別向兩個電子調速器29輸出，用以分別控制兩個涵道風扇1；

航模電池21分別向兩個電子調速器29供電，兩個電子調速器29在stm32核心板20的控制下分別向兩個無刷電機提供驅動電流，航模電池21通過其中一個降壓模塊向舵機9供電，航模電池21通過另一個降壓模塊分別向航模接收機31和stm32核心板20供電。