[發明專利]一種爬壁機器人

在審

• 申請號: 202110495348.2
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113086046A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 蔡蒂;薛澤浩;程思敏;張鐵;陳韋宇;黃家棋
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B62D57/032
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉曉娟

本申請涉及機器人技術應用領域領域，特別涉及一種爬壁機器人，包括機身以及與機身連接的多個腿部結構；各個腿部結構均包括第一舵機、第二舵機、第三舵機、連接基座、負壓發生系統和吸附腳掌；第一舵機的第一輸出軸沿x軸方向設置，第一輸出軸用于驅使第二舵機繞第一輸出軸轉動；第二舵機的第二輸出軸與第一輸出軸垂直；第二輸出軸和第三舵機分別與連接基座的兩側連接，用于驅使連接基座和第三舵機繞第二輸出軸轉動；第三舵機的第三輸出軸與第二輸出軸平行設置，第三輸出軸用于驅使吸附腳掌繞第三輸出軸轉動；負壓發生系統用于在吸附腳掌處形成吸附力。本申請有效地解決了現有機器人的腿部結構存在難以適應不同曲率的爬行面的技術問題。

技術領域

本申請涉及機器人技術應用領域，特別涉及一種爬壁機器人。

背景技術

爬壁機器人作為一種仿生機器人，具有運動靈活，適應性強，可克服重力進行非水平面移動的特點，可代替人類執行各種危險任務，例如高空清洗、GIS電氣管道檢測、核設施維修等。爬壁機器人常用的移動結構有輪式、履帶式和足式等。其中輪式爬壁機器人具有移動速度快、控制簡單等優點，但其越障能力差，僅適應較為平整的壁面。履帶式爬壁機器人具有負載能力強，移動速度快等優點，其多采用磁吸附方式，因此適用于具有導磁性的壁面。足式爬壁機器人最大的優點便是具有很高的越障能力，且對地形的適應能力強，然而，傳統的腿部結構也難以適應不同曲率的爬行面。在現有的仿生爬壁機器人中，采用的吸附方式主要有負壓吸附、磁吸附以及黏附材料吸附，其中磁吸附一般需要額外的電源供電，且只適用于導磁性的金屬壁面；黏附材料吸附更多的應用于實驗室環境，現有技術還不完全支持將黏附材料應用于工程環境中；而傳統的負壓吸附機器人，一般外帶真空氣泵，通過機器人拖帶氣管提供負壓，然而，較長的氣管會增加機器人的重量，且限制了機器人的工作空間。因此，急需研發一種將負壓發生系統集成在機器人上，且能自適應不同曲率工作面的足式爬壁機器人。

發明內容

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種爬壁機器人，可以將負壓發生系統集成在機身上，并且通過第一舵機、第二舵機和第三舵機的設置使得每個腿部結構均具有三個自由度，可自適應不同曲率的爬行曲面，有效地解決了現有機器人的腿部結構存在難以適應不同曲率的爬行面的技術問題。

為達到上述目的，本申請提供以下技術方案：

一種爬壁機器人，包括機身以及與所述機身連接的多個腿部結構；

各個所述腿部結構均包括第一舵機、第二舵機、第三舵機、連接基座、負壓發生系統和吸附腳掌；

所述第一舵機安裝于所述機身上，所述第一舵機的第一輸出軸沿x軸方向設置，所述第一輸出軸與所述第二舵機連接，用于驅使所述第二舵機繞所述第一輸出軸轉動；

所述第二舵機的第二輸出軸位于y軸和z軸形成的平面上，所述x軸、所述y軸和所述z軸相互垂直；

所述第二輸出軸和所述第三舵機分別與所述連接基座的兩側連接，用于驅使所述連接基座和所述第三舵機繞所述第二輸出軸轉動；

所述第三舵機的第三輸出軸與所述第二輸出軸平行設置，所述第三輸出軸與所述吸附腳掌連接，用于驅使所述吸附腳掌繞第三輸出軸轉動；

所述負壓發生系統通過氣管與所述吸附腳掌連接，用于在所述吸附腳掌處形成吸附力。

優選地，在上述的爬壁機器人中，還包括軸承安裝架和第一連接架；

所述第一連接架的第一側壁與所述第一輸出軸連接，所述第二舵機安裝于所述第一連接架上；

所述軸承安裝架與所述機身連接，所述第一連接架的第二側壁與所述軸承安裝架轉動連接。

優選地，在上述的爬壁機器人中，所述連接基座包括第二連接架；

所述第二連接架的第一側壁與所述第二輸出軸連接，所述第二連接架的第二側壁與所述第一連接架轉動連接。