[发明专利]一种多腔吸附的轮腿结合式爬壁机器人

说明书

本发明公开了一种多腔吸附的轮腿结合式爬壁机器人。该爬壁机器人包括：多腔负压吸附底盘，包括多个由一个吸盘和一个微型真空泵形成的负压吸附腔，用于将机器人吸附于壁面上；轮式运动机构，安装在多腔负压吸附底盘上，用于驱动机器人前进后退和转向；三段式越障臂，为三段三自由度结构，一端固定在多腔负压吸附底盘上，另一端安装吸盘用于将机器人吸附于壁面上；控制模块，包括电池、数传模块和驱动板，电池用于供电，数传模块提供远程遥控功能，驱动板用于驱动轮式运动机构和三段式越障臂做出动作，并驱动多腔负压吸附底盘和三段式越障臂的吸盘吸附于壁面。本发明壁面适应性强，吸附可靠性高，轮腿结合的设计兼顾了速度与越障两方面的需求。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是一种多腔吸附的轮腿结合式爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人是一种可在垂直壁面上移动及作业的机器人。爬壁机器人可代替人类执行建筑壁面清洁，船只外壳喷漆，储罐内外壁探伤及军事侦查，高空消防等作业工作，降低工作人员的危险。爬壁机器人在建筑、桥梁、造船、军事领域有着广泛的应用前景。

爬壁机器人，特别是负压吸附式爬壁机器人在壁面吸附的稳定性上要求很高，一旦机器人在壁面工作时失去吸附力，轻则导致作业中断，重则造成设备坠落毁伤和威胁周边人员安全。另外，爬壁机器人在壁面上运动时不可避免的会遇到管道，高台，缝隙等无法绕行的障碍，及壁面转换的问题。因此，爬壁机器人的越障能力决定了其运动空间的大小。

现有的轮腿互换爬壁并联机器人、履带吸盘式爬壁机器人、全气动真空吸附式爬壁机器人和负压吸附式爬壁机器人均缺乏跨越壁面障碍的手段；负压吸附式仿生爬壁机器人关节数量多且完全依靠吸附足来移动，运动速度缓慢；仿生式越障爬壁机器人越障机构关节数量多而自由度少，控制复杂且越障方式单一，所用的离心风机有功耗高噪声大的缺点，单负压腔可靠性也较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在壁面稳定高速运动并且具有跨越障碍能力的多腔吸附的轮腿结合式爬壁机器人。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多腔吸附的轮腿结合式爬壁机器人，包括多腔负压吸附底盘、轮式运动机构、三段式越障臂和控制模块：

所述多腔负压吸附底盘，包括多个负压吸附腔，每个负压吸附腔包括一个吸盘和一个微型真空泵，用于将机器人吸附于壁面上；

所述轮式运动机构，安装在多腔负压吸附底盘上，用于驱动机器人前进后退和转向；

所述三段式越障臂，为三段三自由度结构，一端固定在多腔负压吸附底盘上，另一端安装吸盘，吸盘用于将机器人吸附于壁面上；

所述控制模块，包括电池、数传模块和驱动板；电池用于为机器人其它部件供电；数传模块提供远程遥控功能；驱动板用于驱动轮式运动机构和三段式越障臂做出动作，并驱动多腔负压吸附底盘和三段式越障臂的吸盘吸附于壁面；

上述爬壁机器人的工作过程如下：

当爬壁机器人正常移动时，多腔负压吸附底盘将机器人吸附于壁面上，轮式运动机构驱动机器人前进后退和转向，三段式越障臂抬起不接触壁面；

当爬壁机器人越障时，三段式越障臂将吸盘落在壁面上，启动三段式越障臂上的真空泵将吸盘吸附于壁面上，再解除多腔负压吸附底盘的吸附工作，用三段式越障臂的吸盘为支撑，三段式越障臂将多腔负压吸附底盘移动至障碍物的另一侧并吸附在壁面上，再关闭三段式越障臂上吸盘的吸附工作，收回三段式越障臂，完成越障。

作为一种具体示例，所述多腔负压吸附底盘包括底座、第一吸盘、第二吸盘、第三吸盘、第四吸盘、第一微型真空泵、第二微型真空泵、第三微型真空泵、第四微型真空泵；