[发明专利]一种四足爬壁机器人

说明书

本发明属于行走机器人领域，具体涉及一种四足爬壁机器人，由运载平台、行走腿和定位腿三部分组成，运载平台由平台、伺服关节电机、控制系统组成，行走腿由第一足臂、伺服关节电机、第二足臂、滑环组成，定位腿由伺服电机、定位腿架，丝杠、球关节及吸附足组成。运载平台上面安装有四条的行走腿，行走腿由二连杆机构构成，运载平台与行走腿构成平面运动机器人，实现平面运动，在行走腿的末端通过滑环安装有定位腿，实现机器人在空间移动位置的确定。定位腿上安装有丝杠，能够伸长、缩短，可以控制吸附腿在爬行面上吸附或脱离，并能调节机器人平台的高度。本发明具有结构简单、负载能力大、吸附力强、运动灵活、越障能力强的优点。

技术领域

本发明属于行走机器人领域，具体涉及一种四足爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人是极限作业机器人的一个分支，它能代替人类在石化企业、核工业、造船业等领域在恶劣环境下完成相应的工作，具有广泛的用途和很高的使用价值。

石化行业、核工业等应用了大量的储罐，这些储罐大多体积庞大，通过焊接拼装而成。储罐内储存的物体大多为易燃易爆有毒的危险品，且多为强腐蚀性液体，容易对罐体内壁造成腐蚀，特别是在焊缝处极易造成腐蚀泄漏，必须定期对储罐进行检测、维护，防止储罐因腐蚀、裂纹等缺陷造成液体泄漏，避免造成经济损失和人员伤亡；还可对这些储罐进行喷砂除锈、喷漆防腐、清洗等作业。目前这些作业均由人工完成，作业过程中还需要搭建脚手架，属于高空作业，工作周期长、效率低且具有很大的危险性。因此爬壁机器人携带工具代替人工作业完成该类工作是一种必然的趋势。

爬壁机器人按照吸附方式不同可分为磁吸附、负压吸附和仿生吸附。按照运动方式不同可分为轮式、履带式和足式，目前磁吸附轮式和履带式爬壁机器人出现较多，并各有优缺点。磁吸附轮式爬壁机器人有着速度快、运动灵活的优点，但由于轮子与壁面接触面积小，磁能利用率低，存在吸附力不足，很难可靠吸附于壁面的缺点。磁吸附履带式爬壁人吸附力大，吸附可靠但存在转向阻力大的缺点。采用足式爬壁机器人，具有结构简单，吸附能力强、负载能力大、运动灵活、易于越障等优点，由于足式爬壁机器人的运动及受力均由关节电机来承受，造成关节电机功率大，机器人结构较大，负载轻等缺点。

申请号为201610653897.7，公布号为CN106184452A，公布日期为2016年12月7日，名称为一种四足电磁吸附爬壁机器人，该机器人采用四足结构，电磁吸附，每条腿上有三个主动关节，通过球铰链接连接电磁吸附装置，球铰为被动关节，该机器人具有空间六个自由度，能灵活地实现转弯、横向移动等动作。但其结构复杂，机器人的运动需要控制每个主动关节的协调运动来实现。

本发明改变了足式机器人各关节电机受力较大的问题，只有四个电机承受爬壁机器人重量及负载的受力，其余关节电机均不承受爬壁机器人的重量及负载，从而使足式爬壁机器人工作更加可靠，重量更轻，体积更小等特点。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种四足爬壁机器人，它能够可靠地攀爬平面、球形、圆柱壁面并能灵活地进行直行和转弯等动作，通过搭载相应的执行装置，能够安全、迅速、灵活地完成钢架、储罐等钢设备的焊接、检测、清洗等作业。它具有结构简单、负载能力大、吸附力强、运动灵活、越障能力强的优点。本发明在不移动时，可以不消耗电源而保持相应姿态在固定位置，可大大延长备用电池的工作时间。

为到达上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种四足爬壁机器人，包括运载平台，运载平台上连接有四条行走腿，所述行走腿是包括二自由度串联机构、伺服电机、被动关节，其末端连接有定位腿。

所述运载平台上安装有机器人的控制系统及四个伺服关节电机，爬壁机器人的控制系统主要实现对机器人的运动进行控制，四个伺服关节电机主要驱动机器人四条腿的第一足臂运动，从而实现机器人直线、转向等运动的控制。