[發明專利]一種負壓式仿生爬壁機器人

在審

• 申請號: 202110562521.6
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113147943A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 嵇廣宇;樊煜;李雪晨;王潤民;鄭宇涵;孫進哲
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B25J11/00
• 代理公司: 南京千語知識產權代理事務所(普通合伙) 32394
• 代理人: 尚于杰;祁文彥

1.一種負壓式仿生爬壁機器人，其特征在于，包括框架，以及設置在框架上的攝像頭、控制器、轉向機構和至少四個爬臂，且爬臂的數量為偶數，所有爬臂分為兩組設置于框架的兩側；

每個爬臂包括前臂、連接臂、第一舵機、第二舵機、第三舵機和第一吸附組件；

所述第一舵機的殼體固定在框架上，第一舵機的輸出軸與前臂通的一端連接，前臂通的另一端連接于第二舵機的殼體固連，第二舵機的輸出軸與連接桿固連，第三舵機的殼體與連接桿固連，第三舵機的輸出軸與連接臂的一端固連，第一吸附組件設置在連接臂的另一端；

所述第一舵機、第二舵機、第三舵機和攝像頭均與控制器電連接。

2.根據權利要求1所述的負壓式仿生爬壁機器人，其特征在于，所述第一吸附組件包括第一氣缸和多個第一吸盤；

所述連接臂的端部設置有第一定位套，第一氣缸的缸體嵌設在第一定位套中，氣缸的活塞桿豎直朝下設置，活塞桿的末端設置有第一吸盤連接件，第一吸盤連接件的下端連接有海綿真空第一吸盤。

3.根據權利要求3所述的負壓式仿生爬壁機器人，其特征在于，所述轉向機構位于框架的底部，包括電機和支架，所述電機的輸出軸與框架通過固定臺與框架固連，電機與支架固連，電機的輸出軸豎直設置；

所述支架包括圓柱連接體和三個支撐桿，三個支撐桿沿連接體的周向均勻布置，呈輻射狀，支撐桿末端設置有第二吸附組件；

所述第二吸附組件包括第二氣缸和多個第二吸盤；

所述支撐桿末端設置有第二定位套，第二氣缸的缸體嵌設在第二定位套中，第二氣缸的活塞桿豎直朝下設置，活塞桿的末端設置有第二吸盤連接件，第二吸盤連接件的下端連接有海綿真空第二吸盤。

4.根據權利要求3所述的負壓式仿生爬壁機器人，其特征在于，所述第一吸附組件和第二吸附組件上均設置有的三個海綿真空吸盤。

5.根據權利要求4所述的負壓式仿生爬壁機器人，其特征在于，所述框架底部固定設置有第四舵機，第四舵機的輸出軸與旋轉臺連接，旋轉臺上設置有伸縮桿，伸縮桿的末端設置有攝像機固定臺；

所述第四舵機的輸出軸豎直設置，伸縮桿與第四舵機的輸出軸垂直設置。

6.根據權利要求5所述的負壓式仿生爬壁機器人，其特征在于，所示第一氣缸和第二氣缸的控制系統，以及電機均與控制器電連接。

7.根據權利要求1所述的負壓式仿生爬壁機器人，其特征在于，所述爬臂的數量為6個。

8.根據權利要求1所述的負壓式仿生爬壁機器人，其特征在于，所述框架包括頂板、底板，前側板和后側板，整體呈長方體形狀。

9.基于權利要求1-8中任一項所述負壓式仿生爬壁機器人進行探傷監測的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將該負壓式仿生爬壁機器人移到待探傷區域，使六個爬臂的海綿真空第一吸盤組完全吸附在橋面上；轉向機構的所有第二吸盤與橋面解除吸附；

S2：調節攝像頭，使得攝像頭正對混凝土裂縫區域，拍照并且實時通過攝像機固定臺內置高性能CMOS圖像傳感器將圖片輸送到PC端或者手機端控終端；

S3：當裂縫距離攝像頭位置大于500mm時，超出攝像頭裂縫高清成像范圍，則需移動負壓式仿生爬壁機器人；

S31:此時六條足吸附在墻面上處于初始狀態，決定開始運動時，通過控制器位于同一側的三個爬臂的第一吸盤解除吸附，控制第一向氣缸的活塞桿收縮，使第一吸盤抬起；然后通過控制位于同一側三個爬臂的第一舵機、第二舵機和第三舵機協同運動，帶動爬臂向前移動一個步距；

S32:然后通過控制器控制三個第一氣缸的活塞桿伸長，使三個爬臂的第一吸盤再次吸附到墻面上；

S33:重復上述步驟S31和S32，完成另一側三個爬臂向前移動一個步距，左右兩組三個爬臂交替運動，實現機器人的持續向前運動；

S4：重復步驟S2和S3，使得攝像頭再次正對裂縫位置進行探傷檢測。

10.權利要求9所述負壓式仿生爬壁機器人進行探傷監測的方法，其特征在于，當機器人需要轉彎時，按照如下步驟進行：

S91：通過控制器控制轉向機構的所有第二吸盤與橋面吸附；

S92：控制六個爬臂的海綿真空第一吸盤解除吸附，通知第一氣缸的活塞桿收縮；

S93：通過控制器開啟電機，帶動框架和六個爬臂整體轉動，轉動到設定角度后，電機停止工作；

S94：控制六個爬臂的第一氣缸活塞桿伸長，海綿真空第一吸盤再次與橋面吸附；

S95：通過控制器控制轉向機構的所有第二吸盤與橋面解除吸附，則完成轉向。