[發明專利]一種仿生粘-吸復合式履帶爬壁機器人

有效

• 申請號: 201911141873.3
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110803230B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 劉彥偉;潘豪;黃響;李鵬陽;李淑娟;孔令飛
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B62D55/065
• 分類號: B62D55/065;B62D55/075;B62D55/26;B62D55/265
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 燕肇琪

本發明公開了一種仿生粘?吸復合式履帶爬壁機器人，包括機架、主動帶輪、粘附履帶、被動帶輪和彈性尾巴，兩個主動帶輪分別由兩個電機分別驅動進行旋轉運動，主動帶輪帶動粘附履帶運動，粘附履帶模仿魚類粘?吸復合的結構，包括履帶本體，在履帶本體上嵌入吸盤陣列，履帶本體表面涂覆仿生粘附材料，吸盤和仿生粘附材料具有相互促進提供粘附性能的作用。該機器人在爬行過程中，主動帶輪、被動帶輪圓周表面的凸起結構陣列與吸盤陣列相配合，帶輪驅動履帶運動的同時驅動吸盤進行吸附和脫附動作，吸盤隨履帶運動實現自主吸附、脫附動作。

技術領域

本發明屬于工程仿生學與機械設計制造技術領域，涉及一種仿生粘-吸復合式履帶爬壁機器人。

背景技術

爬壁機器人是能夠在垂直壁面上爬行的特種機器人，在災難搜救、軍事偵察、橋梁檢測、星球探測等領域具有廣闊的應用前景。

履帶式爬壁機器人與足式機器人相比，具有結構相對簡單、粘附面積大、爬行速度快等優勢。中國專利(名稱：一種吸附式履帶爬行機構及具有其的爬壁機器人，申請號：201810823264.5，申請日：2018-07-25)公開了一種能在金屬平面、斜面和立面實現連續爬行的吸附式履帶爬行機構，只適用與鐵磁性材質表面。中國專利(名稱：一種履帶式爬壁裝置，專利號：201610831488.1，授權日：2019-01-18)公開了一種履帶爬壁裝置，需要利用真空發生器讓吸盤吸附在壁面上，機器人結構復雜，且耗能大。

發明內容

本發明的目的是提供一種仿生粘-吸復合式履帶爬壁機器人，該機器人不但可以實現多種不同種類避免的吸附，且結構簡單、吸附力更強。

本發明所采用的技術方案是，一種仿生粘-吸復合式履帶爬壁機器人，包括機架，機架上并排安裝有兩組履帶爬行機構，機架上還連接兩組有彈性尾巴，兩組彈性尾巴分別位于兩組履帶爬行機構的外側。

本發明的特點還在于，

每組履帶爬行機構包括主動帶輪，主動帶輪通過粘附履帶連接被動帶輪，主動帶輪上連接有電機，主動帶輪的外表面均勻分布有若干個主動帶輪凸起，主動帶輪通過主動帶輪凸起與粘附履帶配合。

主動帶輪的中心處同軸設有內齒，電機的主軸上設有齒輪，齒輪與內齒嚙合傳動，驅動主動帶輪轉動；

從動帶輪的外表面設有被動帶輪凸起。

粘附履帶包括履帶本體，履帶本體的外表面涂覆有仿生粘附材料，履帶本體上均勻開設有與主動帶輪凸起、被動帶輪凸起配合的孔洞，每個孔洞的外側設有吸盤，吸盤為仿生粘附材料提高預壓力，仿生粘附材料增強吸盤的密封性。

彈性尾巴包括尾巴，尾巴與機架通過轉銷構成轉動關節，尾巴的一端通過轉銷安裝于機架上，尾巴的另一端通過彈簧與機架相連，彈簧為尾巴提供壓向爬行表面的力，彈性尾巴向位于機器人前端的粘附履帶提供預壓力，防止機器人向后傾覆。

本發明的有益效果如下：

(1)采用仿生粘附材料和吸盤相結合的方式，將吸盤與仿生粘附材料復合組成機器人的粘附履帶，吸盤和仿生粘附材料的吸附和粘附效果相互促進，提高了整體粘附性能，提高了機器人爬行的穩定性和負載能力。

(2)采用硅膠等柔軟材料制成粘附履帶，可以適應內凹或外凸的爬行表面形狀。

(3)采用帶輪凸起陣列與吸盤配合的設計，實現帶輪驅動履帶運動的同時驅動吸盤進行吸附和脫附動作，吸盤隨履帶運動過程中自主吸附、脫附，無需額外的粘附和脫附驅動器。

附圖說明

圖1是本發明一種仿生粘-吸復合式履帶爬壁機器人結構示意圖；

圖2是本發明一種仿生粘-吸復合式履帶爬壁機器人內部結構圖；

圖3是本發明一種仿生粘-吸復合式履帶爬壁機器人粘附履帶剖視圖；