[发明专利]一种复合式爬壁机器人行走机构

说明书

本发明提供了一种复合式爬壁机器人行走机构，是在主支架的左右侧对称设置一对履带机构，所述一对履带机构是由对应一侧的主运动机构分别驱动行走，并能够在主支架上的压紧机构的驱动下朝向主支架向内侧或背向主支架向外侧同步翻转，使履带机构中的各履带节或各爪刺座贴附于壁面上，实现爬壁机器人在粘附行走与抓附行走两个状态之间切换，在所述主支架后端还设有一尾部机构，以所述尾部机构形成对爬壁机器人行走过程中的辅助支撑平衡。本发明适用于多种类型壁面的攀爬，稳定性好、可靠性高，能解决现有仿生爬壁机构在光滑与粗糙表面变换过程中容易滑落、不能平稳切换的问题。

技术领域

本发明涉及仿生爬壁机器人技术领域，主要用于执行陡峭壁面、狭小空间等特殊环境清洁、检测、救援任务，更具体地说是一种通过复合式履带空间爪刺机构实现多种复杂壁面爬行的机器人行走机构。

背景技术

爬壁机器人通常利用真空吸盘、磁铁或普通粘附材料实现对壁面的粘附。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、砖块外墙面等，上述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。爪刺在昆虫中普遍存在，几乎所有的昆虫在粗糙壁面上攀爬时均有爪刺参与，或是作为主要的粘附方式，或是作为重要的辅助粘附方式，人们通过模仿这些动物特殊的附着与运动能力开发出仿生爬壁运动机构，并已取得了一定进展。

然而，现有的仿生爬壁运动机构在粗糙表面上所表现的稳定性及可靠性尚处在研究初期，虽然国内外的研究机构利用针灸针自制的爪刺轮能在粗糙平面上爬行，但运动形式单一，支持负载较小，同时，在多种复杂壁面攀爬的复合式爬壁机器人的研究也尚处在起步阶段。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明提出一种复合式爬壁机器人行走机构，能够适应多种类型壁面的攀爬，稳定性好、可靠性高，能解决现有仿生爬壁机构在光滑与粗糙表面变换过程中容易滑落、不能平稳切换的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合式爬壁机器人行走机构，其结构特点是：

在主支架的左右侧对称设置一对履带机构，所述一对履带机构是由对应一侧的主运动机构分别驱动行走，并能够在主支架上的压紧机构的驱动下朝向主支架向内侧或背向主支架向外侧同步翻转，使履带机构中的各履带节或各爪刺座贴附于壁面上，实现爬壁机器人在粘附行走与抓附行走两个状态之间切换，在所述主支架后端还设有一尾部机构，以所述尾部机构形成对爬壁机器人行走过程中的辅助支撑平衡。

本发明的结构特点也在于：

所述主运动机构驱动履带机构行走的结构形式是：

各履带节呈L形结构，是以竖直部的末端通过履带销依次连接形成履带，并在水平部的外端面上粘贴聚氨酯材料，各爪刺座的一端分别通过第一转动轴铰接在各履带节水平部的内端面上，并在所述第一转动轴的外周设置第一扭簧，所述各爪刺座的另一端朝向主支架向外露出，设于外露段底端的各爪刺呈交叉布设；

所述主运动机构是由置于舵机支架上的主运动舵机驱动主动轮，所述主动轮通过位于舵机支架外侧的履带驱动从动轮进行转动，所述从动轮由轴承支承在舵机支架的传动轮座上。

所述舵机支架上设有沿前后方向布设的调节沟槽，所述传动轮座通过螺栓安装所述调节沟槽上。

所述压紧机构驱动一对履带机构同步翻转的结构形式是：