[实用新型]一种爪刺式爬壁机器人的行走机构

说明书

本实用新型公开了一种爪刺式爬壁机器人的行走机构，涉及机器人技术领域，包括用于支撑固定的底盘，底盘上对角设置两个主运动舵机和两个切换舵机，主运动舵机用于驱动第一爬行机构和第二爬行机构以实现机器人的爬壁，切换舵机用于切换第一爬行机构或第二爬行机构执行爬壁动作，第一爬行机构和第二爬行机构分别用于在光滑及粗糙的墙壁环境攀爬。本实用新型设有切换舵机，用于切换第一爬行机构或第二爬行机构执行爬壁动作，分别实现机器人在光滑及粗糙壁面上的攀爬，第二爬行机构通过带有爪刺的爪刺轮和爪刺履带抓紧粗糙壁面，实现粗糙壁面的攀爬；结构简单、可靠，自动化程度高，特别适合执行陡峭壁面、狭小空间等特殊环境的清洁、检测、救援任务。

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体涉及一种用于爬壁机器人的行走机构。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人在生产业、建筑业等领域得到广泛应用，尤其常见用于协助或替代人类进行危险作业或在人类无法到达的区域进行作业。

爬壁机器人是机器人中常见的类型，可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业。爬壁机器人通常采用真空吸盘、磁铁和普通粘附材料的方式进行粘附。然而，自然界和人类生活环境中大多数壁面是粗糙、多孔、多裂缝且布满灰尘的(例如石头、水泥、砖块外墙面)，这三种粘附方式均不适用。

近年来，受到壁虎、甲虫等可以在墙面上攀爬的动物的启发，以干粘附、湿粘附及爪刺抓附为代表的仿生粘附方式开始兴起。目前，人造仿生干粘附和湿粘附材料只适用于洁净、光滑的壁面，还不能适应粗糙和多灰尘的壁面。此外，采用该种粘附方式的机器人运动形式单一，支持负载较小，也无法实现机器人在光滑与粗糙平面之间的完美切换。

通过专利检索，存在以下已知的技术方案：

专利1：

申请号：201610870706.2，申请日：2016.09.30，授权公告日：2017.02.15，本实用新型公开了一种轮式爬壁机器人及其工作方法，属于机器人技术领域。机器人本体主要包括机架 (2)、N个粘附轮式驱动装置(1)、以及涵道风扇(3)；上述粘附轮式驱动装置(1)安装于机架(2)上，每个粘附轮式驱动装置(1)均由主动同步轮(8)、诱导轮(9)、拖带同步轮(10)以及同步带(11)组成；同步带(11)外表面粘贴粘附材料(12)组成；上述涵道风扇(3)安装于机架(2)上，提供推力，作为粘附材料(12)的预压力，使机器人粘附于垂直面上。机器人的移动速度快，工作效率高，可用于楼宇、太阳能帆板、大型风机等表面的清洗，亦可用于大型垂直表面的状态监测等。

该专利机器人虽然能实现楼宇、太阳能帆板表面的攀爬，但因采用粘附装置，无法实现表面粗糙度较大的粗糙表面的攀爬。

专利2：

申请号：201610966884.5，申请日：2016.10.28，授权公告日：2017.03.15，本实用新型公开了一种洞壁吸附爬壁机器人及水电站引水发电洞的检查方法，机器人利用吸附履带(1)配合负压室(2)和抽水泵(7)实现了机器人在洞壁上的吸附，同时利用驱动轮(9)配合姿态控制装置实现机器人的姿态调整和移动。本实用新型设计的水下吸附式爬壁电视检查机器人，不用人工潜水检查，具有安全、检查图像覆盖全洞段各方向、检查范围大、图像清晰、信息真实全面、检查效率高，可广泛用于大中型水电站的引水隧洞、大坝表面的水下检查工作。

该专利采用吸附履带方式，仅适用相对光滑表面的爬行，不能适用于粗糙壁面作业。

专利3：