[发明专利]一种可自主上壁的飞行爬壁机器人及其使用方法

说明书

一种可自主上壁的飞行爬壁机器人，包括机器人壳体及其上设置的前主旋翼机构、后主旋翼机构、前副旋翼机构与后副旋翼机构，其中，前、后主旋翼机构中主旋翼叶片所在的主旋转区与机器人壳体的顶面相平行，前、后副旋翼机构中副旋翼叶片所在的副旋转区与机器人壳体的顶面相垂直，机器人壳体的四角各经驱动杆、转向舵机与方形履带轮相连接，机器人壳体前端的开口槽经辅助舵机与带伸缩杆的伸缩装置相连接，且在机器人壳体上设置有一个与其余设备进行信号连接的飞行控制器。本设计可以实现地面、自主上壁、壁面转换等爬壁行为，不仅适应性较强，自动化程度高，而且控制的稳定性较强，适合远程操控，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种机器人，属于飞行爬壁装置技术领域，尤其涉及一种可自主上壁的飞行爬壁机器人及其使用方法。

背景技术

随着移动机器人的迅速发展，壁面爬行机器人得到了各界的高度重视，并在很多领域得到了广泛的应用。根据其爬壁吸附方式，现有的爬壁机器人主要分为磁吸附式和真空吸附式，但由于存在适应性低、壁面转换困难、难以跨越障碍等问题，目前的爬壁机器人距离大规模应用仍存在一定的差距。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的适应性较低的缺陷与问题，提供一种适应性较高的可自主上壁的飞行爬壁机器人及其使用方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种可自主上壁的飞行爬壁机器人，包括机器人壳体及其上设置的旋翼装置；

所述旋翼装置包括与机器人壳体的顶面相连接的前主旋翼机构、后主旋翼机构，以及与机器人壳体的侧面相连接的前副旋翼机构、后副旋翼机构；所述前主旋翼机构、后主旋翼机构的结构一致，均包括主旋翼叶片，所述前副旋翼机构、后副旋翼机构的结构一致，均包括副旋翼叶片，所述主旋翼叶片所在的主旋转区与机器人壳体的顶面相平行，所述副旋翼叶片所在的副旋转区与机器人壳体的顶面相垂直；

所述机器人壳体的四角各经一根驱动杆与转向舵机相连接，转向舵机的输出端与方形履带轮相连接；

所述机器人壳体的前端的两侧各开设有一个开口槽，该开口槽的槽壁与辅助舵机相连接，辅助舵机的输出端与伸缩装置相连接，该伸缩装置包括一根伸缩杆；

所述机器人壳体上设置有一个飞行控制器，该飞行控制器与前主旋翼机构、后主旋翼机构、前副旋翼机构、后副旋翼机构、转向舵机、方形履带轮、辅助舵机、伸缩装置进行信号连接；

前、后主旋翼机构提供与机器人壳体的顶面相垂直的驱动力，前、后副旋翼机构提供与机器人壳体的侧面相平行的驱动力，飞行控制器通过控制前、后主旋翼机构和前、后副旋翼机构的停转和转速，对机器人壳体的姿态进行调整，加上方形履带轮、伸缩装置的转动，进一步调整机器人壳体的姿态。

所述前副旋翼机构包括前左副旋翼机构与前右副旋翼机构，所述后副旋翼机构包括后左副旋翼机构与后右副旋翼机构，所述前左副旋翼机构、前右副旋翼机构、后左副旋翼机构、后右副旋翼机构各经一根副曲连接杆与机器人壳体的侧面相连接，所述前左副旋翼机构、后左副旋翼机构均位于机器人壳体的左侧，所述前右副旋翼机构、后右副旋翼机构均位于机器人壳体的右侧。

所述前左副旋翼机构、前右副旋翼机构、后左副旋翼机构、后右副旋翼机构的结构一致，都包括副旋翼叶片、副无刷电调与副无刷电机，所述副无刷电机的底端经副曲连接杆与机器人壳体的侧面相连接，副无刷电机的侧围与副旋翼叶片的内端相连接，且副无刷电机经副无刷电调与飞行控制器进行信号连接。

所述伸缩装置包括步进电机、伸缩杆、齿轮与辅助轮，所述步进电机的内端与辅助舵机的输出端相连接，步进电机的输出端与齿轮相连接，齿轮与伸缩杆的侧面相啮合，伸缩杆的底端与辅助轮相连接；所述步进电机与飞行控制器进行信号连接。