[实用新型]一种多平面流体吸附式爬墙机器人

说明书

技术领域    

本产品涉及一种爬墙机器人，具体来说，涉及一种利用真空负压提供机器人的吸附力，并且通过控制双摇杆机构实现跨越垂直墙面的机器人装置。

背景技术

随着高层建筑物在城市的建设中出演着越来越多的戏份，人工完成外墙工作的成本越来越高。不仅，工作人员的安全问题也随着楼层的增高难以得到保障，更多的外墙作业要求也很难满足。而且，这种情况也出现在了一些中低层建筑物中，因为建筑材料和施工方法的发展，满足了外形更多变的设计要求，于是这类建筑物的外墙工作也成为了一大难题。

于是这这种背景下，越来越多的爬墙机器人应运而生，而且发挥巨大的利用价值。例如，南京理工大学公开号CN 102390453 B的中国发明专利申请公布说明书中公开的一种可重构的爬壁机器人及其协同越障方法。通过两个机器人的重构协同完成一系列越障动作。虽然该机器人同样可以实现墙角间的翻越，但是过程复杂并且难度较大，其中主要是因为两个机器人之间的对接较为繁琐且不容易保证准确性。另外机械臂舵机的扭矩较小，难以保证机器人搭载时的安全工作。

南京赫曼机器人自动化有限公司公开号CN 103909991 A的中国发明专利申请公布说明书中公开的一种仿生式越障爬壁机器人及其越障方法。虽然该装置可以实现障碍物的跨越，但是过程不连续，车体出现反向工作。同时，因为重心外移较大，机器人的车体部分平稳性较差，容易侧翻。

华东理工大学公开号CN 102167101 A的中国发明专利申请公布说明书中涉及一种多盘非接触吸附式爬墙机器人。该机器人是一种可以在光滑墙面上运动、能够自由转向，有效实现在竖直、倾斜墙面的吸附和运动的机器人。本发明的机器人能适应墙面的一定不平度，工作效率高，灵活性强，没有运动死角，具有爬斜坡的功能，可以负载清洁、检测等模块进行工作。但是不具有越过如外梁、屋檐等障碍物的能力，工作范围有局限性。

实用新型内容

本发明的目的在于提出一种多平面爬墙机器人及其越障方法，解决目前爬墙机器人在垂直墙面间跨越不灵活的问题，实现了流畅的多平面运动。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

一种多平面流体吸附式爬墙机器人，其特征在于，包括两个圆形吸盘、设置在圆形吸盘上的密封部分、驱动整个机器人前进的动力部分、控制整个机器人转向的转向部分以及驱动整个机器人在前进时使圆形吸盘做翻折动作的双摇杆翻折机构；所述两个圆形吸盘为前吸盘和后吸盘；所述前吸盘和后吸盘通过合页相连构成机器人本体，并由双摇杆翻折机构控制翻折；其中翻折机构包括安装在后吸盘背面的双头舵机，由双头舵机驱动其旋转的两对铰接的连杆，且连杆与前吸盘铰接；密封部分包括粘贴在两个圆形吸盘下底面外围的羊毛毡圈，前吸盘和后吸盘的中心均设有气孔，通过软管接至外部泵机；动力部分包括两对轮胎，以及设置在前吸盘和后吸盘（6）上驱动轮胎转动的驱动机构。

在上述的一种多平面流体吸附式爬墙机器人，所述驱动机构包括步进电机，以及通过步进电机带动其转动的小同步皮带轮，小同步皮带轮由同步带带动大同步皮带轮所在的主传动轴转动；主传动轴通过万向节杯连接至传动轴一，传动轴一和传动轴二依靠花键连接保证传递转动；传动轴二同样以万向节球连接轮胎轴；轮胎轴通过两个轴承固定在转向臂的通孔内，并且以套筒确定轮胎轴与转向臂以及轮胎的轴向定位。

在上述的一种多平面流体吸附式爬墙机器人，所述转向部分包括分别设置在前吸盘和后吸盘上的舵机、以及与舵机配接带动其摆动的转向伺服臂；左右两根转向连杆一一端分别铰接在转向伺服臂上，另一端通过万向球连接至转向连杆二的一端，转向连杆二的另一端插在转向臂的通孔内，并以插销固定，防止转向连杆二脱落；由于轮胎轴靠轴承固定在转向臂的通孔内，转向臂被转向连杆一、转向连杆二推动，实现了轮胎的转向；同时，传动轴一和传动轴二与主传动轴、轮胎轴皆以万向球连接，实现了主传动轴与轮胎轴在转向不同轴时，依然能够传动。

工作时通过安装在前吸盘上的距离探测的的传感器，测量合适的距离。然后利用控制装置，让双摇杆机构中的电机开始工作，控制前吸盘的角度，使其吸附到需要跨越的墙面上。接着后吸盘泵机停止工作，在前吸盘吸附住墙面的情况下向前运动，当前吸盘行进至与前一墙面的距离大于后吸盘直径时，双摇杆转动将后吸盘吸附于当前墙面，这样便实现了垂直墙面的跨越。