[發明專利]一種具有曲率自適應性的多級柔順式爬壁機器人機構

在審

• 申請號: 202210517474.8
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114750844A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 宋屹峰;王洪光;楊振宇;常勇;凌烈;呂鵬;林松
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B62D55/075
• 分類號: B62D55/075;B62D55/265
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

本發明涉及復雜曲面環境下負壓吸附式爬壁機器人機構，具體地說是一種具有曲率自適應性的多級柔順式爬壁機器人機構，吸附腔分為吸附腔下半腔及吸附腔上半腔，吸附腔上半腔通過二級柔順機構與吸附腔下半腔連接，吸附腔上半腔上連通有吸附電機支架，吸附電機支架上安裝有吸附電機，吸附腔下半腔與曲面接觸的底面安裝有一級柔順密封機構；柔順移動機構位于吸附腔內，柔順移動機構包括履帶機構支架、電機傳動裝置、履帶及三級柔順機構，履帶機構支架通過三級柔順機構與吸附腔上半腔彈性連接，電機傳動裝置安裝于履帶機構支架上，履帶通過電機傳動裝置的驅動在曲面上移動。本發明結構簡單、緊湊，互換性強，曲面自適應能力強，自重比大，性能穩定。

技術領域

本發明涉及復雜曲面環境下負壓吸附式爬壁機器人機構，具體地說是一種具有曲率自適應性的多級柔順式爬壁機器人機構。

背景技術

在礦山、石化、交通等行業，出現了大量球型、類球型設施，這些設施長期暴露在風吹日曬之下，伴隨著時間的推移存在著嚴重的老化現象，需要定期進行日常的檢測與維修工作，排除安全隱患。而由于這類建筑自身結構以及應用場景的特殊性，其工作具有操作難度大、工作量大、危險系數高等特點，甚至會對操作人員的心理、身體造成不可逆的傷害。機器人代替人工完成特殊環境下的巡檢與維護工作的必然性與優勢日益突出。針對上述問題，機器人首先需要能夠適應不同曲率的復雜空間曲面，可以在空間曲面上自如地進行攀爬、跨越溝槽和拐彎等系列運動；機器人需要攜帶工具箱進行高效率檢測和維護。

發明內容

為了滿足不同曲率復雜空間曲面對機器人巡檢與維護的要求，本發明的目的在于提供一種對變曲率、高曲率壁面具有自適應性的多級柔順式負壓吸附爬壁機器人機構。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明包括吸附電機支架、柔順吸附腔機構、柔順移動機構及一級柔順密封機構，其中柔順吸附腔機構包括吸附腔及二級柔順機構，所述吸附腔分為吸附腔下半腔及吸附腔上半腔，所述吸附腔上半腔通過二級柔順機構與吸附腔下半腔可發生彈性伸縮變形地連接，所述吸附腔上半腔上連通有吸附電機支架，所述吸附電機支架上安裝有用于形成吸附腔內外氣壓差的吸附電機，所述吸附腔下半腔與曲面接觸的底面安裝有用于吸附腔與曲面接觸面之間密封的一級柔順密封機構；所述柔順移動機構位于吸附腔內，所述柔順移動機構包括履帶機構支架、電機傳動裝置、履帶及三級柔順機構，所述履帶機構支架通過三級柔順機構與吸附腔上半腔彈性連接，所述電機傳動裝置安裝于履帶機構支架上，所述履帶通過電機傳動裝置的驅動在曲面上移動。

其中：所述吸附電機支架的一側為中空結構，所述吸附電機支架一側的底部安裝于吸附腔上半腔上、頂部固定所述吸附電機，所述吸附電機支架的另一側開設有與吸附腔內部相連通的出氣孔，所述吸附電機將吸附腔內的空氣經出氣孔排出。

所述吸附電機支架的一側為與吸附腔內部連通的中空圓柱，所述中空圓柱底部的外側壁沿圓周方向均勻設有多個用于與吸附腔上半腔相連的法蘭A，所述中空圓柱頂部的內側壁沿圓周方向均勻設有多個用于固定吸附電機的法蘭B；所述吸附電機支架的另一側為中空方塊，所述中空方塊內部與中空圓柱相連通，所述出氣孔開設于中空方塊的上表面。

所述吸附腔上半腔的頂面中間位置開設有與吸附電機支架固接的風機接口，所述風機接口外圍的吸附腔上半腔頂面上開設有用于柔順移動機構連接的固定孔，所述吸附腔上半腔的頂面上還開設有過線孔；所述吸附腔下半腔的腔壁上沿高度方向開設有插槽，所述吸附腔上半腔插設于插槽中，所述吸附腔下半腔的底面開設有安裝槽，所述一級柔順密封機構過盈配合地裝配于安裝槽內。

所述二級柔順機構包括導向軸、固定端蓋A、彈簧A及固定端蓋B，所述導向軸上設有導向軸軸肩，所述導向軸的下端由吸附腔下半腔上開設的安裝孔穿過后與固定端蓋A固接，所述導向軸軸肩及固定端蓋A分別位于安裝孔的內外兩側、并分別與安裝孔的內外表面抵接；所述導向軸的上端由吸附腔上半腔穿出，并固接有所述固定端蓋B，所述導向軸上套設有彈簧A，所述彈簧A的兩端分別與導向軸軸肩及吸附腔上半腔抵接。