[实用新型]一种爬壁机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人在机器人领域中作为一种特殊的移动机器人受到越来越多的重视。为了在壁面环境中执行作业任务，爬壁机器人必须具有两个基本功能：壁面吸附功能和移动功能。目前，壁面吸附主要采用真空吸附和磁吸附两种方式；移动功能则大多以轮式、履带式和足式三种机构来实现。由于每种吸附方式和移动机构都具有各自的优缺点，因此，爬壁机器人的设计方案必须根据具体的作业要求来制定。

近几年，随着反恐斗争工作的开展，公安、武警部门需要一种吸附可靠、行走迅速和噪音小的侦察爬壁机器人。国内外能够实现类似作业要求的爬壁机器人，多采用两足微小型真空吸附的结构形式，如Crawler、F lipper[6]、ROBN和Hybrid hip robot，这些机器人采用基于仿生远离的行走方式，能像自然界中的蠕虫一样爬行，就机构的构型而言，上述爬壁机器人分别为：RR PRR(Crawler)、RRRR(Flip-p er)、RRRRR(ROBIN)、RRRPR(Hybrid hip robot)。Crawler机构有5个自由度，由3个电机驱动，其中两个电机分别驱动足部的转动关节R来实现抬脚和调整足部姿态，另一个电机通过齿轮齿条及凸轮机构实现一路输入，三路输出，即依次驱动移动关节P及两腿部铅垂向关节R实现机器人伸缩行走及平面转向运动。其优点是体积小、重量轻且所需的吸附力矩小，缺点在于移动速度慢。Flipper机构有4个自由度，由4个电机驱动，其中两个电机用于实现抬脚和调整足部姿态，另两个电机分别驱动腿部铅垂向关节R和腰部水平向关节R′实现直线行走及平面转向运动。该机器人能以翻滚形式实现快速的平面行走或跨越交叉面，但此时机器人需要吸盘提供大吸力来维持壁面行走时所需的吸附力矩，此外，翻转过程中机器人占据的空间较大。Hybrid hip robot机构则是二者的结合，具有5个自由度。由4个电机驱动。其中两个电机用于实现抬脚和调整足部姿态，左腿的一个电机驱动腿部铅垂向关节R实现平面转向运动，右腿的另一个电机通过丝杠传动和滑槽结构实现一路输入和两路输出，即依次驱动移动关节P及转动关节R实现机器人伸缩行走及翻滚运动，不足是行走速度慢。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种爬壁机器人，利用本实用新型的结构，减小了吸附力矩及行走与跨越过程中所占据的空间，该机器人移动灵活，具有较强的行走和跨交叉面能力。

为达到上述目的，一种爬壁机器人，包括左大臂、左中架、左吸附装置、右大臂、右中架、右吸附装置和驱动装置；左中架的上端通过左枢接轴枢接在左大臂的下端，左吸附装置设在左中架的下端；右中架的上端通过右枢接轴枢接在右大臂的下端，右吸附装置设在右中架的下端；驱动装置连接在左大臂与右大臂之间；左大臂上设有驱动左枢接轴旋转的左驱动装置，在右大臂上设有驱动右枢接轴的右驱动装置。

上述结构，通过左右吸附装置让爬壁机器人吸附在壁面上。如需要在壁面上行走，先松开右吸附装置，然后同时启动主动装置和右驱动装置，驱动装置带动右大臂、右中架和右吸附装置先前摆动，同时右驱动装置带动右枢接轴旋转，通过右枢接轴带动右中架和右吸附装置摆动；停止驱动装置和右驱动装置后启动左驱动装置，左驱动装置带动左中架和左吸附装置摆动，让右吸附装置与壁面接触，停止右驱动装置，启动右吸附装置，让右吸附装置吸附在壁面上，然后松开左吸附装置，启动右驱动装置，右驱动装置带动右中架和右吸附装置反方向摆动，让右大臂、右中架和右吸附装置在同一直线上，停止右驱动装置后启动驱动装置，通过驱动装置带动左大臂、左中架和左吸附装置向前摆动，驱动装置停止后启动右驱动装置，在右驱动装置的作用下，右大臂向前摆动让左吸附装置与壁面接触，启动左吸附装置，让左吸附装置吸附到壁面上，然后松开右吸附装置，启动左驱动装置，让左大臂、左中架和左吸附装置在同一直线上，左驱动装置停止后启动右驱动装置和驱动装置，让右大臂、右中架和右吸附装置在同一直线上。如要继续前行，重复上述步骤。这样，减小了吸附力矩及行走与跨越过程中所占据的空间，该机器人移动灵活，具有较强的行走和跨交叉面能力。

进一步的，所述的左大臂包括两个相互平行的左大臂板和设在左大臂板之间的左驱动固定架，左驱动固定架的截面呈U形；所述的右大臂包括两个相互平行的右大臂板和设在右大臂板之间的右驱动固定架，右驱动固定架的截面呈U形。该结构可减轻左右大臂的重量，加工也方便，而且强度高。