[实用新型]步履式气动爬壁机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种爬壁机器人，特别是一种步履式气动爬壁机器人。

背景技术

随着各式各样的机器人在各个领域中的广泛应用和迅速发展，爬壁机器人以其能够替代人工在垂直墙面上极限作业的一种自动机械装置，越来越受到人们的重视。

目前，国内外已研制出各种各样的爬壁机器人，其驱动方式有电机驱动和气压驱动等，一般采用电能提供能源，通过电动机将电能转化为气体内能或机械能。而电动机的旋转存在一定的机械噪声和电磁噪声。除此之外，针对电机驱动的爬壁机器人，电动机不仅质量大，增加了机器人的质量，而且相对扭矩较小，抗载荷能力低，耗能大。

国内外现有爬壁机器人的壁面吸附方式主要包括：负压吸附、真空吸附、磁吸附、气体推力吸附、粘性吸附和仿生学吸附等。移动方式主要包括：磁履带式、单吸盘轮式、多吸盘足式、旋翼轮式、多吸盘框架式、仿壁虎式等等。但各类爬壁机器人依然存在着许多问题，例如：负压和真空吸附方式具有不受壁面材料限制、适用范围广等特点。但当壁面凹凸不平时，吸盘容易发生气体过量泄漏，导致吸附力不足，减低爬壁机器人的承载能力，甚至使爬壁机器人从壁面跌落；磁吸附对凹凸不平壁面的适应性较强但要求壁面必须是导磁材料。两足爬壁机器人虽越障碍能力强，但负重能力弱；旋翼式爬壁机器人不仅方向控制难，而且动力消失后马上失效；仿生学吸附（仿壁虎）虽然他们的灵活性强，体积小，但是他们的吸附性差有待提高，所以注定载重量小、

因此，爬壁机器人技术在许多方面仍存在不足之处，尤其是吸附不可靠、运动扭矩较小、抗载荷能力低、转向不灵活等技术问题。

发明内容

针对以上问题，结合现代爬壁机器人发展趋势和社会生产生活的需要，本实用新型目的是提供一种能在多种壁面上行动，具有直行、横向行走、倒退、和跨障碍功能、并且负重能力强、运动扭矩大、方向控制方便、无过约束、低能耗、低噪声的步履式气动爬壁机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括机械装置、气动系统和吸附装置；所述气动系统包括空气压缩机和气缸，以提供所需气源；所述吸附装置包括吸盘，用于实现吸附功能；

所述机械装置主要包括机架2、一对长肢腿和至少一个短肢腿，且长肢腿和短肢腿上分别设置有吸附装置；

机架与长肢腿和短肢腿分别采用导轨和滑块的结构形式相配合连接；

所述长肢腿和短肢腿分别成活动配合安装在机架2的下部，且分别与安装在机架2上的提升气缸相连接；

2个长肢腿成滑动配合纵向安装在机架2的左右两侧，并分别与安装在机架2上的长肢行走气缸10相配合连接；

短肢腿成滑动配合横向安装在机架2中部的2个长肢腿之间，并与安装在机架2上的短肢行走气缸20相配合连接；

长肢行走气缸10、短肢行走气缸20和提升气缸分别与气动系统相连接。

所述长肢腿可以是包括结构相同的右长肢腿1、左长肢腿4，且采用左右对称的布局方式，纵向平行安装在机架2的左右两侧。

所述长肢腿也可以是包括结构相同的左长肢腿4和右长肢腿1；左长肢腿4包括长腿连接支架14、长肢提升支架15、长肢滑块13和长肢导轨16；在长腿连接支架14上套装有吸附装置；

机架2上安装有长肢行走气缸10，长肢行走气缸10与长腿连接支架14相连接，长肢行走气缸10的伸缩驱动长肢导轨16沿固装在机架2上的长肢滑块13上下滑动；

在长腿连接支架14上安装长肢提升气缸11，长肢提升气缸11的与长肢提升支架15相连接，长肢提升气缸11的伸缩带动设置有吸附装置的长肢提升支架15的上下移动，即实现长肢腿的伸缩功能。

本实用新型也可在长腿连接支架14下方设置长肢支架18，长肢支架18通过长肢导轨16的固定螺栓固定在长腿连接支架14下方，长肢支架18上设置有长肢气缸连接臂19，长肢行走气缸10与长肢气缸连接臂19相连接。

所述短肢腿可以是包括结构相同的前短肢腿3和后短肢腿6，前短肢腿3和后短肢腿6成滑动配合横向平行安装在机架2的上下两侧。

所述短肢腿可以由包括短肢导轨21、短肢联动支架24、短腿连接支架23、短肢提升支架5和短肢行走气缸20等构成；

在机架2中部两侧设置有短肢滑块22，在短肢联动支架24的两侧分别设置有短肢导轨21，短肢导轨21成滑动配合分别套装在短肢滑块22内；

在短肢联动支架24上设置有短肢驱动支架26，在短肢驱动支架26上配合安装有短肢提升气缸28，短肢提升气缸28与短肢提升支架5相连接；