[發明專利]仿尺蠖運動形態的復合式爬壁機器人

在審

• 申請號: 202110283812.1
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112849290A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 劉進福;徐林森;蔣正炎;李娟
• 申請（專利權）人: 常州工業職業技術學院
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 鄭云

本發明涉及機器人技術領域，尤其是一種仿尺蠖運動形態的復合式爬壁機器人，包括第一機械臂和第二機械臂，第一機械臂通過第一驅動單元和其上的手抓機構傳動連接，第二機械臂通過第二驅動單元和其上的手抓機構傳動連接，第一機械臂通過中間驅動單元與第二機械臂傳動連接。本發明的仿尺蠖運動形態的復合式爬壁機器人，該發明提出了兩種運動模式：即地面輪式快速移動模式以及攀爬模式，通過切換兩種運動模式，機器人不僅可以實現在水平地面的快速移動還可實現在復雜壁面的攀爬。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其是涉及仿尺蠖運動形態的復合式爬壁機器人。

背景技術

爬壁機器人作為替代人們在陡峭壁面作業、實時獲取三維空間層面環境信息的重要裝備，能夠有效地提高作業效率并保障作業安全，可廣泛應用于化工設備、核燃料罐的檢測、玻璃幕墻的清洗以及反恐偵查等領域。傳統爬壁機器人采用的真空、強磁、靜電等壁面附著方式僅適用于特定的應用場景，此后，人們通過模仿壁虎、蜘蛛、蠑螈、昆蟲等生物特殊的附著與運動能力，開發出了一系列的仿生爬壁機器人。然而，現有仿生爬壁機器人大多數只能在單一類型壁面上攀爬，且不能實現多種附著方式的協同作用，未能很好地解決在不同壁面爬行時的穩定性和適應性問題。很大程度限制了爬壁技術的發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術中仿生爬壁機器人大多數只能在單一類型壁面上攀爬，且不能實現多種附著方式的協同作用，未能很好地解決在不同壁面爬行時的穩定性和適應性問題的問題，提供一種仿尺蠖運動形態的復合式爬壁機器人，該發明提出了兩種運動模式：即地面輪式快速移動模式以及攀爬模式，通過切換兩種運動模式，機器人不僅可以實現在水平地面的快速移動還可實現在復雜壁面的攀爬。。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種仿尺蠖運動形態的復合式爬壁機器人，包括第一機械臂和第二機械臂，第一機械臂通過第一驅動單元和其上的手抓機構傳動連接，第二機械臂通過第二驅動單元和其上的手抓機構傳動連接，所述第一機械臂通過中間驅動單元與第二機械臂傳動連接；

所述第一驅動單元用于驅動其上的手抓機構繞第一軸線相對第一機械臂發生轉動，所述中間驅動單元用于驅動第一機械臂繞第二軸線相對第二機械臂發生轉動，所述第二驅動單元用于驅動其上的手抓機構繞第三軸線相對第二機械臂發生轉動，其中，第一軸線、第二軸線及第三軸線彼此平行；

所述手抓機構包括關節支架、吸盤、兩個手抓組件及手抓驅動單元，所述吸盤固定安裝在關節支架的底部，所述手抓組件均位于關節支架的底部，所述手抓驅動單元用于驅動兩個手抓組件相互靠攏或遠離；

兩個手抓機構的關節支架上均至少設有兩個滾輪，所有滾輪中至少存在一個滾輪為主動輪，其余滾輪為從動輪，所述主動輪上傳動連接有用于驅動其轉動的滾輪驅動單元。

手抓組件包括爪刺座和沿直線方向間隔設置在爪刺座上的若干彈性刺片，所述彈性刺片的底部向下凸出有鉤爪。

手抓驅動單元包括手抓電機、齒輪、第一齒條和第二齒條，所述第一齒條和第二齒條均滑動安裝在關節支架上，手抓電機固定安裝在關節支架上，所述手抓電機的輸出端和齒輪傳動連接，第一齒條和第二齒條分別位于齒輪的兩側，且均與齒輪嚙合。

第一齒條和第二齒條均通過滑塊滑動連接于關節支架上設置的滑軌上。

主動輪設置于其中一個手抓機構上的關節支架上，且有兩個主動輪，另外一個手抓機構上的關節支架上設置兩個從動輪，所述主動輪上連接的滾輪驅動單元為驅動電機。

第一驅動單元包括第一固定座，所述第一固定座一端固定連接第一機械臂，且第一固定座另一端通過第一驅動電機傳動連接手抓機構。

第二驅動單元包括第二固定座，所述第二固定座一端固定連接第二機械臂，且第二固定座另一端通過第二驅動電機傳動連接手抓機構。