[發明專利]一種雙旋翼輪式地壁移動機器人

有效

• 申請號: 202011398066.2
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112550508B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 高學山;張清芳;梁鵬;高銳;苗明達;張鵬飛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B62D57/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 許姣

1.一種雙旋翼輪式地壁移動機器人，包括：前后兩個相連接的輪式機器人，所述輪式機器人均包括：圓柱形滾輪(101)以及對所述圓柱形滾輪(101)進行支撐的框架(102)；其特征在于，所述圓柱形滾輪(101)內設有用于提供升力的牽引機構，以及用于分配該升力朝向的自平衡機構；

所述牽引機構安裝于所述自平衡機構，在所述自平衡機構的作用下實現沿所述圓柱形滾輪(101)中軸線水平移動或旋轉；

所述牽引機構所提供升力方向即為所述圓柱形滾輪(101)運動的方向；當所述牽引機構位于所述圓柱形滾輪(101)中心位置時，所述圓柱形滾輪(101)沿直線運動；當所述牽引機構偏離所述圓柱形滾輪(101)中心位置時，前后兩個輪式機器人產生差速作用，實現轉向。

2.如權利要求1所述的雙旋翼輪式地壁移動機器人，其特征在于，所述牽引機構采用旋翼裝置；所述旋翼裝置包括：無刷電機(302)、安裝于所述無刷電機(302)上的槳葉(301)、以及用于固定所述無刷電機(302)的無刷電機固定架(303)。

3.如權利要求1或2所述的雙旋翼輪式地壁移動機器人，其特征在于，所述自平衡機構采用絲杠實現所述牽引機構的水平移動；

縱平衡滑塊(401)與縱向絲杠(402)構成絲杠螺母副結構；所述縱向絲杠(402)設置在縱向固定板(406)上，并由縱平衡電機(405)驅動；所述牽引機構安裝于所述縱平衡滑塊(401)的上端。

4.如權利要求3所述的雙旋翼輪式地壁移動機器人，其特征在于，所述縱向固定板(406)上還設有縱向導軌滑塊(407)，所述縱平衡滑塊(401)下端通過導向槽套接在所述縱向導軌滑塊(407)上。

5.如權利要求3所述的雙旋翼輪式地壁移動機器人，其特征在于，所述自平衡機構采用同步帶(412)實現所述牽引機構的旋轉運動；

所述縱向固定板(406)的一端設有一個軸端同步帶輪(411)，同步帶電機(413)驅動另一個軸端同步帶輪(411)，兩個所述軸端同步帶輪(411)之間套接有所述同步帶(412)。

6.如權利要求1或2所述的雙旋翼輪式地壁移動機器人，其特征在于，所述支撐的框架(102)為十字形結構。

7.如權利要求1所述的一種雙旋翼輪式地壁移動機器人，其特征在于，前后兩個所述輪式機器人之間通過自由度關節進行連接；

所述自由度關節令兩個所述輪式機器人之間具有俯仰、擺動自由度。

8.如權利要求7所述的雙旋翼輪式地壁移動機器人，其特征在于，所述自由度關節包括：相互連接的框架左側支架(201)、框架左側圓弧支架(202)；所述框架左側支架(201)與所述支撐的框架(102)固定連接，在所述框架左側圓弧支架(202)中部設有鉸接點；

后側所述輪式機器人通過其所述框架左側圓弧支架(202)上的鉸接點、橫軸連接鉸接式關節(203)，所述鉸接式關節(203)能夠沿該處橫軸上下擺動；

前側所述輪式機器人通過其所述框架左側圓弧支架(202)上的鉸接點、橫軸連接前鉸接式關節(204)，所述前鉸接式關節(204)能夠沿該處橫軸上下擺動；

所述鉸接式關節(203)與所述前鉸接式關節(204)通過縱軸連接，所述鉸接式關節(203)與所述前鉸接式關節(204)能夠沿該處縱軸左右擺動。

9.如權利要求8所述的雙旋翼輪式地壁移動機器人，其特征在于，在所述鉸接式關節(203)與后側所述輪式機器人的鉸接處，以及所述前鉸接式關節(204)與所述前側所述輪式機器人的鉸接處均設有限位塊(205)。

10.如權利要求7-9任一項所述的雙旋翼輪式地壁移動機器人，其特征在于，從地面到墻面移動過程中，由后側所述輪式機器人產生向攀爬墻壁方向的推力，前側所述輪式機器人產生向上升力；前側所述輪式機器人抬起，在后側所述輪式機器人的推力作用下，所述移動機器人移動靠近墻面；當所述后側所述輪式機器人與墻壁接觸時，前后兩個所述輪式機器人調整升力方向，令升力方向沿接觸墻面斜向上，牽引力一部分使所述移動機器人吸附于墻面，一部分力朝向所述移動機器人移動方向，使機器人朝前進方向移動。