[实用新型]一种爬壁机器人的运动机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种爬壁机器人的运动机构,特别是一种采用复合连杆机构加丝杆驱动来实现爬壁机器人在各种墙面障碍上的尺蠖式仿生移动的机构。 

背景技术

目前在墙面上移动的机器人一般有以下几种运动机构和方式：1、轮式。在主吸盘的下方装上轮子，一般采用差动方式进行转向。结构简单，但对于墙面障碍基本无法通过，仅限于平整光滑的墙面移动，属于动态密封，较难保证吸附力的连续稳定；2、履带式。与轮式情况相当，但过障能力有所提高；3、仿生腿、足式。一般在每条腿上都装有吸盘，运动时模仿动物的脚步，能克服大多数墙面上的障碍，但腿多自由度也多，控制比较复杂，成本也很高；4、轨道式。采用爪钩并利用墙面的凸起固定一或二根导轨，机器人沿导轨作上下、左右移动。该结构利用了墙面凸起作受力点，可以承载较大的载荷，在轨道内移动时可获得较高的速度，但受墙面凸筋条及其分布规律的限制，应用范围有限，适应性较差；5、尺蠖式。采用多关节驱动方式模仿尺蠖虫动作实现爬壁运动，能克服绝大多数的墙面障碍，是一种较为先进的移动方式。目前其所用驱动形式多为关节电机（一种安装在关节上的减速电机）直接驱动，要求关节电机的功率和扭矩都很大，传动齿轮受力情况比较恶劣，关节一般不能自锁，要实现关节锁定需通过专门的制动或电机通电来实现，机构复杂而笨重。由于各关节均为大减速比驱动，要提高移动速度较为困难。 

实用新型内容

本实用新型要解决的是现有爬壁机器人运动机构所存在的上述不足，提供一种结构轻巧简洁，驱动功率小，工作效率高的复合连杆式仿尺蠖动作机构，旨在改善现有尺蠖式爬壁机器人运动机构的工作效率，装配该机构的爬壁机器人可以较低的功耗实现仿尺蠖动作，且能够实现快速移动，使爬壁机器人更加接近实用。 

本实用新型的目的将通过以下技术方案来实现：一种爬壁机器人的运动机构，其特征在于包括主支架、从支架、下吸盘、上吸盘、伸缩推杆、下俯仰推杆、上俯仰推杆、拉伸弹簧、推力弹簧、滑套、连杆；主支架和从支架上端通过铰链联接；套在主支架上的滑套与固定在主支架上的伸缩推杆形成一个具有位置锁定功能的移动副；连杆跨接于滑套和从支架之间并通过铰接头联接；下吸盘安装于主支架下端，上吸盘安装于从支架下端；下俯仰推杆将下吸盘与主支架通过铰支座联接在一起，上俯仰推杆与从支架通过铰支座联接在一起；推力弹簧安置在主支架与下吸盘之间与下俯仰推杆并联，拉伸弹簧安置于从支架和上吸盘之间与上俯仰推杆并联。 

采用本实用新型所述机构的爬壁机器人，其运动机构可以模仿尺蠖虫的动作，实现伸缩、俯仰与提升动作，可较灵活的面对墙面上的各种凸起、管线和沟槽，也能方便的在各墙面间实现过渡。由于连杆机构的运动放大作用，机构可以实现快速移动。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：1、可模仿尺蠖虫运动，因而能够实现在墙面上的跨越式越障和墙面间的过渡；2、由于在驱动部位安置了能起助力作用的储能元件——弹簧，使得驱动功率和能耗大幅下降，驱动部分重量得以减轻；3、采用复合连杆机构，与齿轮机构相比在保持结构钢度的同时进一步降低了机器人的整体重量；4、同重量级下具有更强的载荷能力和更长的工作时间；5、所配吸盘采用静态密封，更容易适应复杂墙面；6、具有更快的移动速度。 

附图说明

图1是本实用新型的机构简图。            

图2（a）－图2（h）是本实用新型的机构运动状态简图。 

图3是本实用新型的一个实施例示意图。 

具体实施方式

以下结合附图，详细说明本实用新型的实施方式。