[发明专利]一种磁吸附爬壁机器人的被动自适应机构

说明书

本发明为一种磁吸附爬壁机器人的被动自适应机构，该机构包括悬架装置和具有磁性的辅助轮，所述辅助轮的输出轴连接悬架装置，悬架装置同时与磁吸附爬壁机器人的车体和驱动轮连接；所述悬架装置包括连杆结构和滑块结构，滑块结构分别与机器人车体和连杆结构连接，连杆结构一方面连接辅助轮，另一方面连接机器人的驱动轮；所述滑块结构包括滑块、固定板、连接轴一和轴承一，连杆结构包括连杆一、弹簧、连杆二和连杆三；连杆一、连杆二和滑块结构与通过连接轴一连接在一起。该机构能够被动自适应壁面而发生变形，使得磁铁受到切向力作用下，易于使磁铁随着机器人爬行角度变化而发生位置变化，可以使得机器人顺利地爬上具有一定钝角角度的拼接面。

技术领域

本发明涉及特种机器人技术领域，具体为一种磁吸附爬壁机器人的被动自适应机构，该机构用于在具有一定钝角角度拼接面的金属立面进行作业。

背景技术

爬壁机器人作为一种能够用于特殊环境的特种机器人，可以替代人工在高空垂直壁面进行作业。现有磁吸附机器人多采用轮式吸附，可以提高机器人的速度及运动地灵活性。在具有一定钝角角度拼接面的金属立面进行作业时，不能够自适应于壁面，需要加入一个自适应壁面的机构，调整弧形磁铁的位置，防止在一定钝角角度拼接面的拐角处，由于磁铁吸附处于镂空状态，出现机器人坠落到地面。若通过增加磁铁的体积和重量来增加磁力，不仅要加大电机的功率，还会导致整个机器人的体积和质量变大。

采用自适应机构，可以更好地适应地形，在一定程度上可以缓冲震动；申请号为201710853261.1的专利公开了一种主被动变刚度独立悬架支撑机构，通过自身驱动主动调整弹簧的刚度，平稳地在地面上行走，其不足之处在于该机构同时涉及主动自适应机构，由主动带动被动，增加电机控制，增加了机构的重量和控制的复杂性，不方便安装。专利CN204527388U公开了自适应飞行吸附式爬壁机构，吸附机构设置有旋转机构，在电机的驱动下，可灵活切换的飞行、爬壁、栖息三种状态，其不足之处在于采用大功率的电机驱动旋转机构，旋转机构的结构复杂，三种状态的变换使得控制系统复杂，操作困难，也使得整体机构重量变大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：在磁铁体积、重量尽量小的前提下，提出了一种磁吸附爬壁机器人的被动自适应机构，该机构能够被动自适应壁面而发生变形，使得磁铁受到切向力作用下，易于使磁铁随着机器人爬行角度变化而发生位置变化，可以使得机器人顺利地爬上具有一定钝角角度的拼接面。该被动自适应机构重量和体积较小，结构简单，无需控制，能够被动的自适应壁面，解决越过爬坡障碍问题。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：提供了一种磁吸附爬壁机器人的被动自适应机构，其特征在于，该机构包括悬架装置和具有磁性的辅助轮，所述辅助轮的输出轴连接悬架装置，悬架装置同时与磁吸附爬壁机器人的车体和驱动轮连接；

所述悬架装置包括连杆结构和滑块结构，滑块结构分别与机器人车体和连杆结构连接，连杆结构一方面连接辅助轮，另一方面连接机器人的驱动轮；

所述滑块结构包括滑块、固定板、连接轴一和轴承一，连杆结构包括连杆一、弹簧、连杆二和连杆三；连杆一、连杆二和滑块通过连接轴一连接在一起，连杆一、连杆二均与连接轴一连接，滑块固定在连接轴一上；连杆一和连杆二相接处的下部通过弹簧连接在一起；所述连杆二的下端垂直连接连杆三的一端，所述连杆三为L形杆，上部为圆柱体，下部为长方体，圆柱体和长方体相互垂直连接，呈L形；长方体的下端连接机器人驱动轮上的磁铁，圆柱体与连杆二连接的一端连接在驱动轮的轮毂外侧端面；

所述滑块一端连接机器人车体侧面的弧槽，滑块能在弧槽内滑动，滑块的另一端安装固定板；所述连接轴一一端与滑块连接在一起，另一端通过轴承一连接连杆一和连杆二。

一种磁吸附爬壁机器人，该机器人应用上述的被动自适应机构，具有三个磁性车轮，前面两个左右对称的车轮采用驱动轮，后面一个车轮为万向轮；每个驱动轮连接一个被动自适应机构，两个被动自适应机构围绕车体呈左右对称布置；所述车体上安装驱动轮的两个侧面均设置有弧槽。