[发明专利]一种磁吸定位的导轨式三维爬行机器人行走装置

说明书

本发明公开了一种磁吸定位的导轨式三维爬行机器人行走装置，包括机腹和脚轮，所述机腹内部安装有控制系统，所述机腹中心固定安装有重心调节装置，所述重心调节装置包括球壳，所述球壳内部两端安装水平圆环，所述水平圆环内安装有竖直圆环，所述竖直圆环内通过水平杆安装有圆饼，有所述脚轮通过竖直转杆安装在机腹四角，所述脚轮包括轮圈，所述轮圈通过内齿连接有行星轮，所述行星轮通过外齿连接有太阳轮，所述太阳轮通过轮轴连接有伺服电机，所述伺服电机通过导线连接控制系统，磁吸机器人的四个脚轮受力均匀，四个脚轮牢牢吸附导轨，因此让机器人更稳定地在三维空间内的轨道内爬行。

技术领域

本发明涉及爬行机器人技术领域，具体为一种磁吸定位的导轨式三维爬行机器人行走装置。

背景技术

目前的能在竖直壁面上爬行的机器人都是靠吸附作用而爬壁行走，机器人吸附方式不外分为两大类：真空吸附机器人和磁吸附机器人，真空吸附机器人不受壁面材料限制，但壁面有凹凸或裂缝时，吸盘容易漏气，因此产生的吸附力较小，磁吸附机器人虽然只适用于导磁性壁面，但能产生很大的吸附力，不受壁面凹凸或裂缝的限制。

磁吸机器人又分为轮式磁吸机器人、吸盘式磁吸机器人和履带式磁吸机器人，轮式磁吸机器人因轮子与磁性导轨接触面太小，导致吸附力不够，当机器人悬挂或倾斜时容易从导轨上掉落下来，对机器人造成损伤；吸盘式磁吸机器人虽然吸力强，但吸盘接触焊缝时，车体重量会产生一个向下的力矩，使机器人的吸盘发生滑动而不能前行的现象；履带式磁吸机器人虽然容易跨越一些障碍和凸起，但是因其特殊的结构，造成履带式磁吸机器人转弯困难的问题，且上述机器人适合在平面或坡度不大的壁面上爬行，在需要悬吊爬行或锐角爬行时，因重心不在机器人的物理中心，很容易因为前后行走装置的受力不均匀而导致机器人滑行甚至掉下导轨，从而不能到达预定的位置。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种磁吸定位的导轨式三维爬行机器人行走装置,通过软磁材料的轮圈设计，和控制系统控制伺服电机转速和转向，使机器人行走时更方便拐弯和倒退，而且方便机器人行走有倾斜角的导轨；通过重心调节装置使机器人可以更稳定地在三维空间内的轨道内爬行，解决了上述背景技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种磁吸定位的导轨式三维爬行机器人行走装置，包括机腹和脚轮，所述机腹内部安装有控制系统，所述机腹中心固定安装有重心调节装置，所述重心调节装置包括球壳，所述球壳内部两端安装水平圆环，所述水平圆环内安装有竖直圆环，所述竖直圆环内通过水平杆安装有圆饼，所述水平杆穿过圆饼中心固定连接在竖直圆环水平直径的两端，所述圆饼可沿着水平杆自由滑动，所述竖直圆环通过竖直直径的两端连接在水平圆环上，所述水平圆环通过水平直径的两端连接在球壳上,所述脚轮通过竖直转杆安装在机腹四角，所述脚轮包括轮圈，所述轮圈通过内齿连接有行星轮，所述行星轮通过外齿连接有太阳轮，所述太阳轮通过轮轴连接有伺服电机，所述伺服电机通过导线连接控制系统。

作为本发明一种优选的技术方案，所述轮圈为软磁轮圈，所述轮圈侧面包裹有橡胶皮，所述轮圈与行星轮为内啮合连接，所述行星轮与太阳轮为外啮合连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述行星轮数量为四个，所述行星轮之间通过行星架连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述太阳轮直径比行星轮直径大。

作为本发明一种优选的技术方案，所述伺服电机的数量为四个。

作为本发明一种优选的技术方案，所述控制系统包括89C51单片机和电机驱动电路，所述89C51单片机连接电机驱动电路，并通过电机驱动电路驱动伺服电机工作，所述89C51单片机通过其自带的时钟和定时器实现伺服电机的智能控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：