[发明专利]一种爬壁机器人

说明书

本发明公开了一种爬壁机器人。目前急需爬壁机器人来代替人工作业。本发明包括设备搭载平台、足式越障机构、履带式爬行机构和配气系统；配气系统包括铰链式平底裙边吸盘、配气盘和吸盘连接件；配气盘与履带式爬行机构同步转动；n个吸盘连接件等距固定于履带上；吸盘连接件与铰链式平底裙边吸盘尾端球铰接；吸盘连接件的内部中空，一端与铰链式平底裙边吸盘的内部连通，另一端通过导气管与配气盘的一个配气孔连通；二位四通换向阀改变同组的两个铰链式平底裙边吸盘的交替抽气；所有二位四通换向阀的抽气口通过输气管与真空发生器连通。本发明采用履足式爬行越障机构，越障能力强；借助吸盘腔内和外界大气压的压强差吸附在混凝土墙面上。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种爬壁机器人。

背景技术

混凝土建筑是当今世界最为常见的一种建筑。由于外界环境和人为因素的影响，许多混凝土建筑存在安全隐患，会出现裂缝、剥落、表面蜂窝等病害特征，对工程质量和使用效果及安全产生不利影响。在处理表观病害中，有时需要在病害部位增填混凝土料浆进行补强治理。

目前，针对混凝土壁面的检测和治理方式有两种。第一种方法是工人依靠吊绳慢慢下降，再进行作业。第二种方法是先搭起攀爬用的脚手架，工人再依靠脚手架进行作业。第一种方法极其危险且劳动强度很大，第二种方法成本高、工作效率低，且有些部位难以到达。

由此需要设计一种爬壁机器人来代替人工作业。爬壁机器人的开发有两个技术方面：吸附技术和爬行技术。吸附技术是指使爬壁机器人不发生滑落、倾翻的一种技术。目前爬壁机器人领域常用的吸附方式有反向推力式、磁力吸附式、真空吸附式、基于范德华力的动物仿生式四种类型。反向推力式虽然控制方便，但是噪音极大，且工作不稳定；磁吸附式吸附稳定可靠，但是适用范围有限，只适用于铁质壁面；基于范德华力的动物仿生式应用前景十分广阔，但目前研究还未成熟，难以投入应用；真空吸附式有较大的吸附力，吸附可靠，缺点是吸附系统较为复杂，且容易漏气。爬行技术是指使爬壁机器人能够在各类墙面上自由爬行、灵活地翻越障碍的一种技术。目前爬壁机器人领域常用的爬行方式主要依靠足式爬壁机构、履带式爬壁机构、车轮式爬壁机构。但足式爬壁机构爬行速度过慢，履带式爬壁机构和车轮式爬壁机构越障能力不强。

因此，目前急需一种基于混凝土壁面的可搭载检测和维修设备的爬壁机器人，可以综合解决上述技术难题，代替人工进行混凝土壁面的检测与维修。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种更加安全、高效的爬壁机器人，用以处理混凝土建筑的日常检测及维护、抢险运输及救援、化工设备清洁及维修等众多领域中所遇到的难题。

本发明包括设备搭载平台和沿设备搭载平台周向分布的三个履足式爬行越障机构；所述的履足式爬行越障机构包括底板、足式越障机构、履带式爬行机构和真空吸附系统。所述的足式越障机构包括舵机、舵机传动轴、机器臂一和机器臂二；机器臂一和机器臂二的一端通过舵机传动轴铰接，舵机传动轴与舵机的输出轴固定；机器臂一的另一端通过螺栓固定在底板上，机器臂二的另一端通过螺栓固定在设备搭载平台上。所述的履带式爬行机构包括对称设置的两个履带式爬行组件；所述的履带式爬行组件包括履带传动轴、履带、减速齿轮副、履带轮一、履带轮二和直流电机；履带轮一和履带轮二固定在两根履带传动轴上，其中一根履带传动轴通过轴承支承在一个轴承座上，另一根履带传动轴通过减速齿轮副与直流电机的输出轴连接；直流电机的底座固定在一个电机支架上；轴承座和电机支架均固定在底板上；履带连接履带轮一和履带轮二。