[发明专利]壁面行走机构及爬墙机器人

说明书

一种壁面行走机构及爬墙机器人，所述行走机构包括：底座；运动机构，所述运动机构设置在所述底座上，所述运动机构包括驱动装置和吸盘，所述吸盘为多个，且多个所述吸盘间隔设置在所述驱动装置上，所述驱动装置驱动所述吸盘产生位移，且每一所述吸盘的位移轨迹形成闭合曲线；所述闭合曲线具有直线段、弧形段和连接段，所述直线段两端分别通过所述连接段与所述弧形段两端连接。本发明在直线运动状态下，多个吸盘连接组件吸附在壁面上，保证了其稳定性，而且通过类似履带的传动方式，使连续行走速度快，而且，通过设置弧形段，使本发明在转向时，可以更加灵活行，提高了跨障能力。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种壁面行走机构及爬墙机器人。

背景技术

现如今摩天大楼广泛采用玻璃幕墙，但玻璃幕墙的清洗十分困难，高空人工清洗有几大缺点：1.非常危险；2.清洗效率很低；3.成本高；4.清洗工作只适用于部分清洗工人。为了解决这一难题，国内外研究机构和人员都做了很多尝试，但都存在一些缺陷。

上海交通大学研制的高楼玻璃幕墙清洗系统，公开号为CN1586384A，采用卷扬机牵引，依靠双吸盘吸附机构同时或者交替吸附在玻璃壁面上进行行走，但因为吸盘过少，越障能力十分有限，整机质量太大，清洗效率低。

哈尔滨工业大学研发的CLE-II型壁面清洗爬壁机器人，采用轮式移动，单吸盘吸附，移动速度较快，清洗效率较高，清洗效果较好，操作简单，造价低廉，但是无法跨越障碍，只适用于清洗单块玻璃，无法自动清洗多块玻璃，且单吸盘容错率低。

北京航空航天大学的Washman，Cleanout-I和蓝天洁士-I型真空吸附足式擦窗机器人，主要采用全气动驱动方式，多足多吸盘吸附，具有一定的越障能力，清洗效果较好，智能化程度高。但是移动速度缓慢、清洗效率低、结构复杂且造价高。机器人只能进行横向和纵向的移动，无法灵活转弯，因此移动不灵活。采用每个足配备一个气缸，导致整体重量很大，且机器人十分复杂。

中山职业技术学院一种气动高空擦玻璃机器人，公开号CN204105881U，机器人模仿四足爬行动物的行动方式，四个真空吸附足交替运动，可实现连续转弯、移动，行动灵活，结构简单，但是可靠性不高，跨越障碍能力不足。

徐州工业职业技术学院设计的一种两足式爬壁清洗机器人，公开号CN103448827A，采用两组交替运动，利用曲柄摇杆带动吸盘组进行吸附从而爬行，单独设置有转向吸盘。该机器人体积小、结构简单、移动速度稳定，但是无法跨越障碍，可靠性不强，且清洗效率不高。

北京理工大学发明研制的履带吸盘式壁面清洁机器人，公开号为CN102631173A，利用履带吸盘和真空泵连接，产生局部真空，进而达到吸附行走的目的。机器人底部设有转向吸盘，使得机器人可以围绕转向吸盘的轴线旋转，机器人可实现测障和避障，但是越障能力很低，且转向不灵活。

综上所述，爬墙机器人在行走结构方式主要分为轮式、履带式或复合履带式滚动式、类足式或类足关节爬行方式、十字架构或类十字架构滑动行走方式。而每种行走结构个有缺点：例如：轮式结构采用磁吸附式，其运动速度快，转向灵活，但要求被吸附行走面具有磁吸附性及平面性，其适应性及跨障能力均弱。履带式或复合履带式采用磁、真空或者负压等多种吸附方式，其运动平稳，接触面积大，载重量大，跨障能力较强；但转向灵活度差，控制及结构较复杂，要求在平面行走。类足似或类足关节式跨障能力较强，重心稳，行走转向灵活，但行动较慢，控制及结构复杂，载荷较小。十字架构或类十字架构行走转向灵活，结构及控制简单，重心稳。但行走速度慢，跨障弱，载荷较小，平面行走。也就是说，现有的机器人在转向灵活度、运动速度以及跨障能力这三方面不能兼顾。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种壁面行走机构及爬墙机器人，解决了现有的机器人在转向灵活度、运动速度以及跨障能力这三方面不能兼顾的问题。