[发明专利]一种仿生式越障爬壁机器人及其越障方法

权利要求书

1.一种仿生式越障爬壁机器人，其特征在于，包括微型吸附模块、轻质运动机构和爬壁机器人本体，并且微型吸附模块通过轻质运动机构与爬壁机器人本体连接；所述轻质运动机构为三个杆件、两个驱动装置串联形成的两自由度机构，其中一个杆件与微型吸附模块固定相接、另一个杆件与爬壁机器人本体固定相接，该两个杆件分别通过轴承连接于第三个杆件的两端，所述两个轴承均设有对应的驱动装置，驱动装置带动轴承旋转从而通过杆件带动微型吸附模块、爬壁机器人本体抬起或落下；

当爬壁机器人进行越障时，轻质运动机构的驱动装置收到驱动信号后开始转动，通过杆件抬高微型吸附模块越过障碍，调整微型吸附模块与壁面之间的夹角使微型吸附模块吸附在壁面上；待微型吸附模块吸附稳定后，关闭爬壁机器人本体的吸附作用，轻质运动机构的驱动装置继续转动，通过杆件抬高爬壁机器人本体越过障碍，调整爬壁机器人本体与壁面之间的夹角使爬壁机器人本体吸附在壁面上；待爬壁机器人本体吸附稳定后，取消微型吸附模块的吸附作用，轻质运动机构的驱动装置通过杆件将微型吸附模块从壁面抬起，爬壁机器人本体继续移动。

2.根据权利要求1所述的仿生式越障爬壁机器人，其特征在于，所述微型吸附模块采用负压吸附、磁吸附、真空吸附、静电吸附或仿生吸附方式。

3.根据权利要求1所述的仿生式越障爬壁机器人，其特征在于，所述微型吸附模块采用负压吸附方式，该微型吸附模块包括弹性密封圈(1)、碳纤维底板(2)、气压传感器、离心泵体(3)和外罩壳(4)，碳纤维底板(2)的上表面设有外罩壳(4)，离心泵体(3)置于外罩壳(4)内部，碳纤维底板(2)的下表面设有圆形的密封槽，弹性密封圈(1)卡在密封槽的凹槽里，碳纤维底板(2)的下表面、弹性密封圈(1)以及该吸附模块接触的壁面形成密封腔，气压传感器设置于碳纤维底板(2)的下表面用于检测密封腔内压力值，气压传感器的数据输出端接入爬壁机器人本体的主控板。

4.根据权利要求1所述的仿生式越障爬壁机器人，其特征在于，所述爬壁机器人本体为四轮驱动负压吸附爬壁机器人。

5.根据权利要求1所述的仿生式越障爬壁机器人，其特征在于，所述轻质运动机构包括第一弧形支架(5-1)、第二弧形支架(5-2)、第一杆件(6-1)、第二杆件(6-2)、第一轴承(7-1)、第二轴承(7-2)、第一同步带轮(8-1)、第二同步带轮(8-2)、第三同步带轮(8-3)、第四同步带轮(8-4)、第一梯形同步带(9-1)、第二梯形同步带(9-2)、第一电机支座(10-1)、第二电机支座(10-2)、第一驱动电机(11-1)、第二驱动电机(11-2)和连接杆(12)，其中第一弧形支架(5-1)和第二弧形支架(5-2)分别包括两根轴对称的支架，第一杆件(6-1)和第二杆件(6-2)的两端均为中心开孔的圆柱体，该圆柱体的轴心相互平行且垂直于杆件的延伸方向，连接杆(12)为通过横梁固定相接的两条平行杆，每条平行杆的两端均设有安装孔，两条平行杆同一端的两个安装孔同轴；

所述第一弧形支架(5-1)的一端嵌入微型吸附模块的吸附背面、另一端的两根支架上设有同轴安装孔且该两个安装孔内插入第一轴承(7-1)，第二弧形支架(5-2)一端嵌入爬壁机器人本体顶部、另一端的两根支架设有同轴安装孔且该两个安装孔内插入第二轴承(7-2)，第一轴承(7-1)和第二轴承(7-2)的两端均通过螺钉紧固；第一杆件(6-1)一端的圆柱体套于第一轴承(7-1)上、另一端的圆柱体夹固于连接杆(12)一端的平行杆内侧，第二杆件(6-2)一端的圆柱体套于第二轴承(7-2)上、另一端的圆柱体夹固于连接杆(12)另一端的平行杆内侧，连接杆(12)每端的两个安装孔均与其内侧的圆柱体中心开孔同轴；第一驱动电机(11-1)通过第一电机支座(10-1)固定于连接杆(12)的一端，第一驱动电机(11-1)的输出轴穿过该端连接杆(12)的两个安装孔及内侧的圆柱体中心开孔并伸出，第二驱动电机(11-2)通过第二电机支座(10-2)固定于连接杆(12)的另一端，第二驱动电机(11-2)的输出轴穿过该端连接杆(12)的两个安装孔及内侧的圆柱体中心开孔并伸出；第一轴承(7-1)上套有第一同步带轮(8-1)，第二轴承(7-2)上套有第二同步带轮(8-2)，第一驱动电机(11-1)的输出轴末端设有第三同步带轮(8-3)、第二驱动电机(11-2)的输出轴末端设有第四同步带轮(8-4)，第一梯形同步带(9-1)安装于第一同步带轮(8-1)和第三同步带轮(8-3)上，第二梯形同步带(9-2)安装于第二同步带轮(8-2)和第四同步带轮(8-4)上。