[发明专利]一种足式磁吸附爬壁机器人

权利要求书

1.在一种足式磁吸附爬壁机器人，其特征在于：包括运载平台（1），运载平台上（1）连接有四条行走腿（2），所述行走腿（2）是包括二自由度串联机构、伺服电动缸（10）、球铰连接（11），其末端连接吸附足（3）。

2.在根据权利要求1所述的一种足式磁吸附爬壁机器人，运载平台（1）分为两层，一层安装有机器人的控制系统，控制系统用于控制机器人各个伺服电机的运动来实现机器人的指定运动；二层可以搭载各种执行装置来完成对储罐壁面的焊接、检测、清洗等作业。

3.根据权利要求1所述的一种足式磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述二自由度串联机构包括第一伺服电机驱动（4）、第一旋转关节（5）、第一足臂（6）、第二旋转关节（7）、第二伺服电机（8）、第二足臂（9）；第一旋转关节（5）由固定安装在运载平台（1）上的第一伺服电机（4）驱动，通过第一旋转关节（5）连接第一足臂（6），第一足臂（6）另一端连接有第二旋转关节（7），通过第二旋转关节（7）连接第二足臂（9），第二足臂（9）另一端固连有伺服电动缸（10）。

4.根据权利要求1所述的一种足式磁吸附爬壁机器人，其特征在于，伺服电动缸（10）通过球铰连接吸附足（3），它采用丝杠螺母机构，丝杠的类型采用梯形丝杠，电动缸上的电机的正反转带动丝杠转动使推杆伸出或缩回完成吸附足（3）的升降；采用梯形丝杠能够自锁，在电动缸失电后推杆的伸缩长度能够保持不变；采用球铰连接吸附足使吸附足能适应于不同曲率的壁面。

5.根据权利要求1所述的一种足式磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述二自由度串联机构和所述球铰的一个旋转自由度构成一条RRR支链，每条行走腿上的RRR支链和所述运载平台（1）构成平面4-RRR并联机构；机器人可以看作4-RRR平面机构加升降机构的组合，分别控制两个机构的运动可以容易地实现运载平台在x、y平面内的运动和z方向的升降运动；而同时控制两个机构的运动能实现运载平台在空间内6个自由度的全方位运动。

6.根据权利要求1、6所述的一种足式磁吸附爬壁机器人，其特征在于，机器人在爬壁过程中，分为单腿迈步和运载平台（1）运动两个运动；单条行走腿的第一、二旋转关节（5）（7）和伺服电动缸（10）的运动实现迈腿动作；运载平台（1）运动时，四个吸附足（3）都吸附于壁面，四条行走腿（2）上的第二伺服电机（8）均失电，第二关节（7）处于自由状态，通过控制四个第一伺服电机（4）转动和四个伺服电动缸（10）伸缩来实现运载平台（1）的空间6自由度运动。

7.根据权利要求1、6所述的一种足式磁吸附爬壁机器人，其特征在于，当机器人的四条行走腿（2）都处于伸直状态，由于机器人的平面4-RRR机构的奇异性和伺服电动缸（10）断电自锁，此时断开电源，运载平台（1）能够保持不动，实现无功耗悬停。

8.根据权利要求1所述的一种足式磁吸附爬壁机器人，其特征在于，所述吸附足（3）采用永磁吸附，磁吸附装置内安装有步进电机（12），步进电机（12）驱动丝杠螺母机构（13）调节永磁体（14）与壁面的高度使吸附力可调。