[發明專利]一種雙足爬壁機器人機構

在審

• 申請號: 202011630184.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112572633A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 趙志斌;許海波;石笑天;馬吉良;郭艷婕;陳雪峰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發明公開了一種雙足爬壁機器人機構，屬于高空攀爬設備技術領域，包括左右對稱設置的兩個足部結構，每個足部結構包括由下至上依次設置的足部吸附裝置、第一運動控制舵機、第二運動控制舵機及第三運動控制舵機，足部吸附裝置通過舵機足部連接塊與第一運動控制舵機的一端相連，第一運動控制舵機的另一端和第二運動舵機的一端相連，第二運動舵機的另一端與第三運動控制舵機的一端相連，左右對稱的兩個第三運動控制舵機通過頂部固連塊相連；頂部固定塊上設置有控制元件。本發明的這種爬壁機器人結構能夠提升爬壁機器人的墻面越障能力，適應起伏性更大的工作表面，更容易完成從地面到墻面以及從墻面到天花板的轉換，而且一定程度上縮小了機器人的體積，適應更加狹窄的管道工作。

技術領域

本發明屬于高空攀爬設備技術領域，涉及一種雙足爬壁機器人機構。

背景技術

爬壁機器人能夠在不借助任何外力的情況下，在磚墻、玻璃等垂直物體的表面爬行，因而近年來，爬壁機器人被廣泛應用于高空作業及管道檢測等人力難以做到或極度危險的技術領域中。

目前，爬壁機器人按照其行進方式基本可以分為輪式和足式兩種。其中輪式機器人運行速度較快，但是無法越過障礙使得輪式爬壁機器人不能適應崎嶇的墻壁。足式機器人多為四足或六足仿生機器人，其機器人主體部分貼近墻面限制了其避障的能力；又因為多足機器人在行進過程中需要協調多個腳爪，所以其必須使用特殊的步態，進一步限制了其靈敏性和越障能力。因為以上兩點，多足爬壁機器人無法做到靈活改變行進方向或者適應大角度的墻面起伏。而且多足機器人一般體積較大，無法在狹窄環境中工作。

因此，設計出一種越障能力強大、機器人體積較小，且能夠適應多種工作表面的爬壁機器人成為急需解決的技術問題。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種雙足爬壁機器人機構，該機構越障能力強、體積小，能夠適應多種工作表面。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明公開了一種雙足爬壁機器人機構，包括左右對稱設置的兩個足部結構，每個足部結構包括由下至上依次設置的足部吸附裝置、第一運動控制舵機、第二運動控制舵機及第三運動控制舵機，足部吸附裝置通過舵機足部連接塊與第一運動控制舵機的一端相連，第一運動控制舵機的另一端和第二運動舵機的一端相連，第二運動舵機的另一端與第三運動控制舵機的一端相連，左右對稱的兩個第三運動控制舵機通過頂部固連塊相連；頂部固定塊上設置有控制元件；

左右對稱的兩個第三運動控制舵機的自由度在水平面內，通過控制元件控制水平方向的運動；兩個第一運動舵機和兩個第二運動舵機的自由度在豎直面內，通過控制元件控制豎直方向的運動。

優選地，三個運動舵機均采用LX-16A串行舵機。

優選地，三個運動舵機通過三種支撐架進行固定，具體包括：

舵機足部連接塊通過舵機盤支撐架與第一運動舵機的一端固定，第一運動舵機的另一端通過舵機底支撐架、舵機盤支撐架與第二運動運動舵機的一端固定，第二運動舵機的另一端通過舵機側支撐架與第三運動控制舵機固定。

優選地，所述舵機盤支撐架、舵機底支撐架和舵機側支撐架均為U形支撐架，是采用2mm的鋁合金板通過數控機床切割和折彎機折彎制成。

優選地，足部吸附裝置與舵機足部連接塊之間通過沉頭螺絲固定；三個運動舵機與三種支撐架之間通過沉頭螺絲固定；三種支撐架之間通過沉頭螺絲和自鎖螺母固定。

優選地，所述頂部固定塊和舵機足部連接塊均采用PLA材料通過3D打印制成。

優選地，所述控制元件采用STM32mini開發板。

優選地，所述足部吸附裝置采用電機驅動的抽氣式吸盤結構，包括電機固定架、渦輪外罩、渦輪和吸盤；