[发明专利]仿生爬壁装置

说明书

本发明公开了一种仿生爬壁装置，包括：机身主体和四个仿生足组件，仿生足组件设有依次连接的基节转子机构、腿骨机构、胫骨机构和吸附足，基节转子机构与腿骨机构之间设有腿肌腱机构，腿肌腱机构驱动腿骨机构带动胫骨机构和吸附足同时抬起或下落，基节转子机构与胫骨机构之间设有胫肌腱机构，胫肌腱机构驱动胫骨机构和吸附足同时沿所机身主体的侧向伸出或收回；机身主体设有与四个仿生足组件一一对应的四个基节驱动机构和四个动力输出控制单元，基节驱动机构驱动基节转子机构旋转并带动腿骨机构以基节转子横向摆动。实现类似昆虫爬行的轻柔动作，实现噪音小、重量轻、小型化且能够适用于多种壁面作业。

技术领域

本发明涉及仿生机器人技术领域，更具体地，涉及一种仿生爬壁装置。

背景技术

爬壁机器人是一种可以携带各种作业工具在各类壁面上实现特定功能的特种仿生机器人，广泛用于玻璃幕墙清洗、擦玻璃、大型罐体测厚探伤、喷涂、高空侦查等危险或特殊场合。爬壁机器人不仅可以提高高空作业效率，而且能替代人工作业，减少工作人员在危险环境中的安全隐患。

传统爬壁机器人通常采用的流体传动方式有液压和气压两种，然而传统的液压和气压传动都存在易泄露、噪声大、重量-功率比高、维护困难等特点。具体来说，液压传动运动平稳、输出力大，但一旦发生液压油的泄漏，将会造成环境的污染，而且液压传动的成本高，维修困难。与液压传动相比，气压传动由于以压缩空气为工作介质，即使发生泄漏，除引起部分功率损失外，不会造成环境的污染。而且气压传动动作迅速，可维修性较液压传动要好。而且，传统爬壁机器人一般体积和重量都较大，运动时噪声也很大，而且时常动作生硬没有柔性，这些缺陷都限制了爬壁机器人的应用范围。

因此需要提出一种体积小、重量轻、噪音低的仿生爬壁装置，并且能够实现柔性的动作以适用于各类壁面上的不同任务。

发明内容

本发明的目的是提出一种仿生爬壁装置，具有体积小、重量轻、噪音低的特点，并且能够实现柔性的动作以适用于各类壁面上的不同任务。

为实现上述目的，本发明提出了一种仿生爬壁装置，包括：机身主体和四个仿生足组件，所述四个仿生足组件两两对称的设置于所述机身主体的两侧；

所述仿生足组件设有依次连接的基节转子机构、腿骨机构、胫骨机构和吸附足，所述基节转子机构与所述腿骨机构之间设有腿肌腱机构，所述腿肌腱机构驱动所述腿骨机构带动所述胫骨机构和所述吸附足同时抬起或下落，所述基节转子机构与所述胫骨机构之间设有胫肌腱机构，所述胫肌腱机构驱动所述胫骨机构和所述吸附足同时沿所机身主体的侧向伸出或收回；

所述机身主体设有与所述四个仿生足组件一一对应的四个基节驱动机构和四个动力输出控制单元，每个所述基节驱动机构与一个所述基节转子机构连接，所述基节驱动机构驱动所述基节转子机构旋转并带动所述腿骨机构以所述基节转子机构为轴心同时顺时针或逆时针横向摆动，从而带动所述胫骨机构和所述吸附足同时向机身主体的前方或后方移动；

每个所述仿生足组件上的所述腿肌腱机构、胫肌腱机构、吸附足以及与所述仿生足组件对应的所述基节驱动机构分别与一个所述动力输出控制单元连接。

可选地，所述基节转子机构包括基节、基节齿轮、基节转轴和基节支架，所述基节齿轮、所述基节转轴和所述基节支架分别与所述基节固定连接；所述基节支架的上端设有第一铰接杆，所述基节支架的下端设有第二铰接杆，所述基节设置于所述第一铰接杆和所述第二铰接杆之间；所述基节转轴沿竖直方向贯穿所述基节，所述基节转轴的上端设有第一轴承，所述基节转轴的下端设有第二轴承；所述基节齿轮与所述基节转轴同轴，所述基节与所述基节齿轮相对的一端设有基节铰接轴。

可选地，所述胫骨机构包括纵向设置的胫节支架，所述胫节支架设有胫节转轴、第三铰接杆和第四铰接杆，所述第三铰接杆设于所述胫节转轴的上方，所述第四铰接杆设于所述胫节转轴的下方，所述吸附足设于所述胫节支架的底端。