[發(fā)明專利]一種爬壁機器人及其壁面過渡方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110234766.6
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112829846A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉曉光;曹立超;程韜波;蔣曉明;周勇;張浩;余凡
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省科學院智能制造研究所
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11473
• 代理人: 鮑麗偉

本發(fā)明提供了一種爬壁機器人及其壁面過渡方法。所述爬壁機器人包括兩個單體機器人，單體機器人包括底盤、反推力機構(gòu)和三組平動機構(gòu)，反推力機構(gòu)包括主旋翼、外框架和第一驅(qū)動機構(gòu)，主旋翼固定于外框架內(nèi)，第一驅(qū)動機構(gòu)適于驅(qū)動主旋翼及外框架旋轉(zhuǎn)；平動機構(gòu)包括平動輪組和第二驅(qū)動機構(gòu)，平動輪組包括輪轂和輪胎，輪轂與第二驅(qū)動機構(gòu)連接，多個所述輪胎適于沿所述輪轂的圓周方向分布，且所述輪胎適于繞其中心軸孔方向自轉(zhuǎn)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)爬壁機器人的前后左右平動、斜行平動、原地轉(zhuǎn)彎等運動以及爬壁機器人在不同壁面間的運動，移動靈活，避障能力強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及爬壁機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種爬壁機器人及其壁面過渡方法。

背景技術(shù)

爬壁機器人將機器技術(shù)、地面移動技術(shù)、吸附技術(shù)三者相結(jié)合,它可以攜帶專用的設(shè)備,代替人在豎直壁面上進行工作，現(xiàn)已應(yīng)用于工業(yè)、救援、偵查、壁面清潔等領(lǐng)域。爬壁機器人的出現(xiàn)可以使人類避免從事危險的高空作業(yè),改善了操作人員的工作環(huán)境，降低了操作的危險性，大大提高了工作效率。

目前大多數(shù)爬壁機器人采用負壓形式，利用負壓將機器人吸附在壁面上，這種方式需要復雜的密封裝置對其密封，當遇到凹凸不平的壁面時容易失壓，無法進行工作。另外，現(xiàn)在大多數(shù)爬壁機器人的運動機構(gòu)都是輪式和履帶式，進行壁面工作時運動不夠靈活，在遇到工況復雜、有很多障礙物的壁面時，機器人移動不靈活，避障能力較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是負壓爬壁機器人工作過程中易出現(xiàn)失壓而無法正常工作，輪式和履帶式爬壁機器人運動不靈活，避障能力較差等問題。

為解決上述問題中的至少一個方面，本發(fā)明提供一種爬壁機器人，包括兩個單體機器人，每個所述單體機器人包括底盤以及設(shè)置于所述底盤上的反推力機構(gòu)和三組平動機構(gòu)，三組所述平動機構(gòu)分別設(shè)置于所述底盤的左右兩側(cè)及前后方向的其中一側(cè)，兩個所述單體機器人的所述底盤之間轉(zhuǎn)動連接；

所述反推力機構(gòu)包括主旋翼、外框架和第一驅(qū)動機構(gòu)，所述主旋翼固定于所述外框架內(nèi)，所述第一驅(qū)動機構(gòu)適于驅(qū)動所述主旋翼及所述外框架旋轉(zhuǎn)，使得所述主旋翼提供壓力或升力；

每個所述平動機構(gòu)包括平動輪組和第二驅(qū)動機構(gòu)，所述第二驅(qū)動機構(gòu)和所述第一驅(qū)動機構(gòu)均設(shè)置于所述底盤上，所述平動輪組適于與壁面接觸；

所述平動輪組包括輪轂和多個輪胎，所述輪轂與所述第二驅(qū)動機構(gòu)連接，多個所述輪胎適于沿所述輪轂的圓周方向分布，且所述輪胎適于繞其中心軸孔方向自轉(zhuǎn)；

設(shè)置于所述底盤兩側(cè)的平動輪組適于在所述第二驅(qū)動機構(gòu)的作用下控制所述單體機器人前后方向平動，并適于在所述輪胎的自轉(zhuǎn)作用下控制所述單體機器人左右方向平動；

設(shè)置于所述底盤前后方向的其中一側(cè)的平動輪組適于在所述第二驅(qū)動機構(gòu)的作用下控制所述單體機器人左右方向平動，并適于在所述輪胎的自轉(zhuǎn)作用下控制所述單體機器人前后方向平動。

優(yōu)選地，所述輪轂的圓周側(cè)面上設(shè)置有適于容納所述輪胎的槽，所述槽的數(shù)量與所述輪胎的數(shù)量相等，且所述槽沿所述輪轂的周向均勻分布。

優(yōu)選地，所述輪胎適于套設(shè)于所述支撐桿上，所述支撐桿的數(shù)量與所述輪胎的數(shù)量相等，所述支撐桿的兩端設(shè)置于所述槽的兩個側(cè)壁，所述輪胎適于繞所述支撐桿轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選地，所述平動輪組還包括滾動軸承，所述滾動軸承套設(shè)于所述支撐桿上且所述滾動軸承設(shè)置于所述輪胎的兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述平動輪組還包括卡簧，所述卡簧套設(shè)于所述支撐桿上，所述卡簧適于對所述滾動軸承進行限位。

優(yōu)選地，所述第一驅(qū)動機構(gòu)包括無刷電機，所述無刷電機設(shè)置于所述外框架內(nèi)，所述無刷電機的輸出軸與所述主旋翼連接，所述無刷電機適于驅(qū)動所述主旋翼旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，所述第一驅(qū)動電機還包括舵機，所述反推力機構(gòu)還包括支撐座、連接軸及舵機安裝座；