[发明专利]微型双足壁面行走机器人机构

说明书

技术领域

 本发明涉及一种微型双足壁面清洁机器人机构，尤其涉及一种用于光滑壁面自主移动的微型双足壁面行走机器人机构。

背景技术

壁面移动机器人是实现大型结构件的缺陷与安全检测、喷涂、除锈等自动化的基础；此外，壁面移动机器人在军事侦察、太阳能板自动除尘、高层建筑玻璃幕墙的自动清洁等方面有着重要应用。目前，虽然国内外许多高校及研究单位开发了一些壁面移动机器人机构，但大多数体积大、自身载荷重、制造成本高。

发明内容

 本发明的目的是提供一种微型双足壁面行走机器人机构，该机构结构紧凑、尺寸小、成本低、重量轻、驱动元件少，控制简单，具有行走、越障等功能，解决目前壁面行走机器人体积大、自身载荷重、制造成本高等缺点。

本发明是这样实现的，一种微型双足壁面行走机器人机构，它包括第一齿轮、第一离合器、第一轴、第二齿轮、第二轴、第三齿轮、第二离合器、第三轴、机器人机架、第一行走吸附足、第二行走吸附足、第一转动副、第二转动副、第三转动副、第一螺旋副、第一圆柱副、第四转动副、第二螺旋副、第二圆柱副、第一驱动、第二驱动、第三驱动，其特征是所述的第一齿轮与第一轴通过第一离合器连接，并与第二齿轮啮合；第一轴与机器人机架以第一转动副连接，第二齿轮固定在第二轴上，并与第一齿轮、第三齿轮啮合；第二轴与机器人机架以第二转动副、第四转动副连接；第三齿轮通过第二离合器与第三轴连接；第三轴与机器人机架以第三转动副连接，并与第二行走吸附足以第二螺旋副连接；第一行走吸附足与机器人机架以第一圆柱副连接，与第一轴以第一螺旋副连接；第二行走吸附足与机器人机架以第二圆柱副连接，与第三轴以第二螺旋副连接；第一驱动加载在第一轴上；第二驱动加载在第二轴上；第三驱动加载在第三轴上。

当第一行走吸附足与第二行走吸附足同时吸附在工作壁面上，且第一离合器与第二离合器合上时，机器人机构为一定轴轮系，机器人具有最大负载能力，可作为机器人工作状态；当第一行走吸附足吸附在工作壁面上，第二行走吸附足与工作壁面非吸附，且第一离合器合上，第二离合器松开时，机器人机构为以第一齿轮为中心轮，第二齿轮和第三齿轮为行星轮、机器人机架为系杆的行星轮系；第二驱动通过第二轴,驱动第二齿轮,可实现机器人以第一行走吸附足为中心，旋转跨步行走；且加载在第三轴上的第三驱动通过第二螺旋副,可使第二行走足抬升，从而实现机器人第二行走吸附足的越障功能。类似地，当第二行走吸附足吸附在工作壁面上，第一行走吸附足与工作壁面非吸附，且第二离合器合上，第一离合器松开时，机器人机构为以第三齿轮为中心轮，第二齿轮和第一齿轮为行星轮、机器人机架为系杆的行星轮系，驱动通过第二轴,驱动第二齿轮,可实现机器人以第二行走吸附足为中心，旋转跨步行走；且加载在第第一轴上的第一驱动通过第一螺旋副可使第一行走足抬升，从而实现机器人第一行走足的越障功能。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：该机器人机构通过行走吸附足与离合器之间的配合，可实现定轴轮系与行星轮系之间的变换，从而保证了工作状态时的稳定与较大的负载能力，且行走方式简单、驱动少。同时结构紧凑、尺寸小、成本低、重量轻、控制简单，负载力大，具有行走、越障等功能。

附图说明

图1为本发明机器人机构示意图。

图2为本发明工作状态机构示意图。

图3为本发明第一行走吸附足吸附于壁面时旋转跨步行走示意图。

图4为本发明第二行走吸附足吸附于壁面时，旋转跨步行走示意图。

在图中：1、第一齿轮 2、第一离合器 3、第一轴 4、第二齿轮 5、第二轴 6、第三齿轮 7、第二离合器 8、第三轴 9、机器人机架 10、第一行走吸附足 11、第二行走吸附足 12、第一转动副 13、第二转动副 14、第三转动副 15、第一螺旋副 16、第一圆柱副 17、第四转动副 18、第二螺旋副 19、第二圆柱副 20、第一驱动 21、 第二驱动 22、第三驱动 23、壁面。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4所示，下面结合附图对本发明的具体结构和工作原理进一步说明。该微型双足壁面行走机器人机构，含有第一齿轮1、第一离合器2、第一轴3、第二齿轮4、第二轴5、第三齿轮6、第二离合器7、第三轴8、机器人机架9、第一行走吸附足10、第二行走吸附足11、第一转动副12、第二转动副13、第三转动副14、第一螺旋副15、第一圆柱副16、第四转动副17、第二螺旋副18、第二圆柱副19。其特征是所述的第一齿轮1与第一轴3通过第一离合器2连接，并与第二齿轮4啮合；第一轴3与机器人机架9以第一转动副12连接，第二齿轮4固定在第二轴5上，并与第一齿轮1、第三齿轮6啮合；第二轴5与机器人机架9以第二转动副13、第四转动副17连接；第三齿轮6通过第二离合器7与第三轴8连接；第三轴8与机器人机架9以第三转动副14连接，并与第二行走吸附足11以第二螺旋副18连接；第一行走吸附足10与机器人机架9以第一圆柱副16连接，与第一轴3以第一螺旋副15连接；第二行走吸附足11与机器人机架9以第二圆柱副19连接，与第三轴8以第二螺旋副18连接；第一驱动20加载在第一轴3上；第二驱动21加载在第二轴5上；第三驱动22加载在第三轴8上。当第一行走吸附足10与第二行走吸附足11同时吸附在工作壁面23上，且第一离合器2与第二离合器7合上时，机器人机构为一定轴轮系，机器人具有最大负载能力，可作为机器人工作状态；当第一行走吸附足10吸附在工作壁面23上，第二行走吸附足11与工作壁面23非吸附，且第一离合器2合上，第二离合器7松开时，机器人机构为以第一齿轮1为中心轮，第二齿轮4和第三齿轮6为行星轮、机器人机架9为系杆的行星轮系；第二驱动21通过第二轴5,驱动第二齿轮4,可实现机器人以第一行走吸附足10为中心，旋转跨步行走；且加载在第三轴8上的第三驱动22通过第二螺旋副18,可实现第二行走吸附足11的抬腿，从而实现机器人第二行走吸附足11的越障功能。类似地，当第二行走吸附足11吸附在工作壁面23上，第一行走吸附足10与工作壁面23非吸附，且第二离合器7合上，第一离合器2松开时，机器人机构为以第三齿轮6为中心轮，第二齿轮4和第一齿轮1为行星轮、机器人机架9为系杆的行星轮系，驱动21通过第二轴5,驱动第二齿轮4,可实现机器人以第二行走吸附足11为中心，旋转跨步行走；且加载在第第一轴3上的第一驱动20通过第一螺旋副15可实现第一行走吸附足10的抬腿，从而实现机器人第一行走吸附足10的越障功能。