[发明专利]履带式仿生爬壁机器人脚掌结构及其运动方法

权利要求书

1.一种履带式仿生爬壁机器人脚掌结构，其特征在于：包括机身框架、滚动轮、张紧机构、粘附履带，所述滚动轮通过滚动轮轴安装于所述机身框架两端，所述张紧机构包括张紧轮架、张紧弹簧、微型力传感器、张紧轮、套筒，所述套筒设于所述机身框架上表面，所述套筒上表面设有所述微型力传感器，所述张紧轮架包括轴伸和安装端，所述轴伸下端穿过所述微型力传感器和套筒，所述轴伸上套设有张紧弹簧，所述张紧弹簧设于所述微型力传感器和安装端之间，所述张紧轮通过张紧轮轴安装于所述安装端上，所述张紧轮和滚动轮通过粘附履带连接，还包括一设于机身框架上的驱动机构。

2.根据权利要求1所述的履带式仿生爬壁机器人脚掌结构，其特征在于：所述套筒为固定于所述机身框架上表面的固定套筒。

3.根据根据权利要求1所述的履带式仿生爬壁机器人脚掌结构，其特征在于：所述套筒为设于所述机身框架上表面的升降套筒，所述升降套筒外侧面设有齿条，所述机身框架上设有一连接有张紧电机的驱动齿轮，所述驱动齿轮啮合所述升降套筒的齿条并驱动所述升降套筒升降。

4.根据权利要求2或3所述的履带式仿生爬壁机器人脚掌结构，其特征在于：所述驱动机构包括设于所述机身框架侧面的滑动槽，所述滑动槽内设有侧向滑动件，所述侧向滑动件两侧通过侧向弹簧安装于所述滑动槽内。

5.根据权利要求4所述的履带式仿生爬壁机器人脚掌结构，其特征在于：所述粘附履带由柔软橡胶平带外侧固定一层粘附材料制成。

6.根据权利要求4所述的履带式仿生爬壁机器人脚掌结构的运动方法，其特征在于：

(1)机器人机体通过控制侧向滑动件，向脚掌输出x-y平面内旋转和平移的运动指令，通过旋转运动，使脚掌两个滚动轮连线与壁面间呈一定位姿角度；

(2)处于悬空相的脚掌，机器人机体通过控制侧向滑动件，使脚掌前进方向的前滚动轮碰触壁面，随后将脚掌向前方平推，使前滚动轮向前滚动，并配合一定的位姿角度变化，在此过程中完成粘附履带与壁面的接触、粘附。在实现完全粘附之后，即进入支撑相；

(3)处于支撑相的脚掌，机器人机体通过控制侧向滑动件，使前进方向的后脚掌抬起、脱附；另外，当处于大倾角壁面或顶部壁面时，机器人机体通过侧向滑动件控制脚掌处于一定的位姿角度，并输出平行于壁面的往复运动；剥离端粘附履带以一定剥离角剥离时，剥离粘附力使非剥离端粘附履带进入非剥离端轮下缘时受到按压；然后，非剥离端变剥离端并提供下压力；往复运动前进；

(4)当遇到障碍时，可以采用抬起脚掌使粘附履带脱离附着面的方法，越过障碍或避开障碍。