[发明专利]一种可重构的爬壁机器人及其协同越障方法

权利要求书

1.一种可重构的爬壁机器人，其特征在于包括自适应密封裙（1）、密封内衬（2）、离心泵（3）、离心泵电机（4）、离心泵电机驱动器（5）、机器人本体（6）、四个车轮（7-1、7-2、7-3、7-4）、四个车轮舵机（8-1、8-2、8-3、8-4）、悬挂装置（9）、俯仰机械臂（10）、机械臂舵机（11）、快速可分离连接装置（12）、无线微型摄像头（13）、摄像头旋转舵机（14）、摄像头支架（15）、控制单片机（16）、无线数字接收器（17），密封裙（1）垂直固定安装在机器人本体（6）的下底面（18）四周；机器人本体（6）上开一个通孔（19），离心泵（3）的进气口与机器人本体（6）的通孔（19）位置对应并固定安装在机器人本体（6）的上面，离心泵电机（4）的输出轴与离心泵（3）连接；密封内衬（2）设置在机器人本体（6）的下底面，位于通孔（19）和密封裙（1）之间；

机器人本体（6）左右两侧的前后分别布置四个车轮（7-1、7-2、7-3、7-4），每个车轮的中心轴与各自车轮舵机的输出轴通过联轴器固定连接，该四个车轮舵机（8-1、8-2、8-3、8-4）通过悬挂装置（9）固定连接到机器人本体（6）上；俯仰机械臂（10）一端垂直固定安装在机械臂舵机（11）输出轴上，另一端与摄像头旋转舵机（14）固定连接，机械臂舵机（11）的本体固定安装在机器人本体（6）的前进方向一侧；无线微型摄像头（13）的下底面与摄像头支架（15）的上平面连接，该摄像头支架（15）的中心孔固定安装在摄像头旋转舵机（14）的输出轴上；快速可分离连接装置（12）固定安装在俯仰机械臂（10）上，并向左或右偏置安装；四个车轮舵机（8-1、8-2、8-3、8-4）、机械臂舵机（11）、摄像头旋转舵机（14）、离心泵电机驱动器（5）的控制信号都连接到控制单片机（16）的IO输出脚；离心泵电机驱动器（5）与离心泵电机（4）的电极连接，并设置在机器人本体（6）上，无线数字接收器（17）通过串口与控制单片机（16）连接。

2.根据权利要求1所述的可重构的爬壁机器人，其特征在于自适应密封裙（1）包括弹性支撑材料（1-1）、密封布（1-2）、连接骨架（1-3），弹性支撑材料（1-1）采用动物鬃毛，动物鬃毛整齐排列成一排，隔离空气的密封布（1-2）将动物鬃毛密封包裹，鬃毛粗的一端和密封布（1-2）一起固定在连接骨架（1-3）的安装槽（1-4）内。

3.根据权利要求1所述的可重构的爬壁机器人，其特征在于快速可分离连接装置（12）包括母端和公端，母端包含圆管（20）、旋转支架（21）、拉伸弹簧（22）、止档压块（23）、活动压杆（24）、拉绳（25）、拉绳套管（26）；公端包含端头带锥度的圆棒（27）和制动台阶（28），活动压杆（24）一端与拉伸弹簧（22）连接，另一端与拉绳（25）连接，活动压杆（24）上靠近弹簧（22）一侧设置在可旋转支架（21）上的旋转轴上，拉绳（25）穿过拉绳套管（26），拉绳套管（26）包裹着拉绳（25）并固定在圆管（20）的一端；圆管（20）上开设方孔（29），止挡压块（23）固定安装在活动压杆（24），并与圆管（20）上下孔的位置上下对齐，旋转支架（21）固定在拉绳（25）与方孔（29）之间；圆棒（27）设置在旋转支架（21）上，在与活动压杆（24）相对应的圆管（20）的另一侧，且与圆管（20）平行，制动台阶（28）与圆管（20）的开孔（28）对齐；拉绳（25）和无线微型摄像头（13）由无线摄像头旋转舵机（14）共享驱动。

4.根据权利要求2所述的可重构的爬壁机器人，其特征在于可旋转支架（21）固定的最佳位置：拉绳（25）在圆管（20）上的固定位置与方孔（29）之间的中心位置到方孔（29）之间。

5.根据权利要求1所述的可重构的爬壁机器人，其特征在于密封内衬（2）采用橡胶材料，结构上呈喇叭形，安装在机器人本体（6）的下底面，位于自适应密封裙（1）和机器人本体（6）的圆孔之间，但高度上密封内衬（2）相比自适应密封裙（1）短6-12mm。