[發(fā)明專利]一種負壓式仿生爬壁機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110562521.6
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113147943A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嵇廣宇;樊煜;李雪晨;王潤民;鄭宇涵;孫進哲
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B25J11/00
• 代理公司: 南京千語知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32394
• 代理人: 尚于杰;祁文彥

本發(fā)明公開了一種負壓式仿生爬壁機器人，包括框架，以及設(shè)置在框架上的攝像頭、控制器、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和至少四個爬臂，且爬臂的數(shù)量為偶數(shù)，所有爬臂分為兩組設(shè)置于框架的兩側(cè)；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、第二舵機、第三舵機和攝像頭均與控制器電連接。本發(fā)明通過爬臂式設(shè)計結(jié)構(gòu)，在最大程度減小系統(tǒng)控制上的復(fù)雜性和保證走行和吸附轉(zhuǎn)化動態(tài)特性穩(wěn)定的同時，增加了爬臂的三個自由度，擴展了吸附方向，相比于履帶式、框架式和輪式機器人，該設(shè)備速度和越障能力更強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負壓式仿生爬壁機器人。

背景技術(shù)

為了及早發(fā)現(xiàn)橋梁的缺陷、前鋒風(fēng)險等，爬壁機器人這類智能化探傷檢測設(shè)備已經(jīng)逐漸代替檢測人員到達橋梁建筑物等高危場地執(zhí)行檢查任務(wù)。

現(xiàn)有的爬壁機器種類較多，如輪式結(jié)構(gòu)的爬壁機器人和履帶式爬壁機器人等等。現(xiàn)有的輪式結(jié)構(gòu)的爬壁機器人，設(shè)備越障能力、地形適應(yīng)能力差、轉(zhuǎn)彎效率低，或轉(zhuǎn)外半徑大，只能適用于地形內(nèi)不太復(fù)雜的情況；已有的履帶式爬壁機器人，設(shè)備速度相對較低、效率低、運動噪聲較大。

因此需要設(shè)計一種性能更優(yōu)越的爬壁機器人，來滿足對橋梁建筑物等高危場地執(zhí)行檢測任務(wù)的目的。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中爬壁機器人走行、吸附不穩(wěn)定的問題，提供一種負壓式仿生爬壁機器人。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種負壓式仿生爬壁機器人，包括框架，以及設(shè)置在框架上的攝像頭、控制器、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和至少四個爬臂，且爬臂的數(shù)量為偶數(shù)，所有爬臂分為兩組設(shè)置于框架的兩側(cè)；

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(shè)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。

第二舵機的轉(zhuǎn)軸與機器人前臂固結(jié)，第三舵機的轉(zhuǎn)軸與連接臂固結(jié)；通過這樣的連接方式，可以達到以下的運動過程：1)、保證機器人連接臂的復(fù)位，同一側(cè)三個爬臂的第一吸盤抬起后被第一舵機控制轉(zhuǎn)動一定角度后，原本與機器人一側(cè)平行的連接臂不再平行，這時通過第三舵機控制連接臂轉(zhuǎn)動，使之再次與機器人機身一側(cè)平行；2)、完成機器人一次前進，當同一側(cè)三個爬臂的第一吸盤抬起后，被第一舵機控制轉(zhuǎn)動一個角度后，再次落地吸附后，此時第二舵機發(fā)揮作用，第二舵機控制機器人同一側(cè)三個爬臂同角速度轉(zhuǎn)動，從而機器人做缸體平動完成一次前進。

進一步改進，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(shè)置有第一定位套，第一氣缸的缸體嵌設(shè)在第一定位套中，氣缸的活塞桿豎直朝下設(shè)置，活塞桿的末端設(shè)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。

進一步改進，所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)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(shè)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(shè)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(shè)置有第二定位套，第二氣缸的缸體嵌設(shè)在第二定位套中，第二氣缸的活塞桿豎直朝下設(shè)置，活塞桿的末端設(shè)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。

進一步改進，所述框架包括頂板、底板，前側(cè)板和后側(cè)板，整體呈長方體形狀。