[实用新型]一种自爬壁机器人全向越障机构

说明书

本实用新型公开一种自爬壁机器人全向越障机构，包括平移动力机构、升降动力机构、主吸盘、两个副吸盘、可转向行走机构和控制器，平移动力机构和升降动力机构均连接控制器，平移动力机构包括滑块、水平方向设置的平移杆和平移驱动机构，滑块和平移杆间连接平移驱动机构，滑块相对平移杆做往复运动，升降动力机构包括滑台、竖直向举升杆和升降驱动机构，滑台固定连接滑块，滑台和举升杆间连接升降驱动机构，滑台相对于举升杆做往复运动，所述主吸盘直接或间接连接可转向行走机构和举升杆。该越障机构突破了现有机器人无法在水平方向上越过竖直障碍物的限制，平衡了机器人越过水平方向上越过竖直障碍物时所产生的扭转力。

技术领域

本实用新型属于擦窗机器人、壁面喷涂机器人和高楼幕墙检测机器人等技术领域，具体涉及一种自爬壁机器人全向越障机构。

背景技术

高层建筑的幕墙清洗、幕墙检测和喷涂等特种作业工作具有极高的安全风险和技术难度，但长期以来，由于工作环境复杂多样和技术条件的限制，只能以人工的方式来完成，风险极大，成本很高、效果也很有限，且随着建筑高度的增加，这种情况会更加严重。此外，此工作很容易对地面人员造成二次伤害。随着高层建筑数量的快速增加，迫切的需要一种能在幕墙上自动行走的爬壁设备搭载工作模块来替代此项工作。

爬壁机器人是一种能在高楼竖直壁面上实现吸附和移动的机器人。目前国内外已经出现了多种爬壁机器人以及基于它们所开发的擦窗机器人(擦窗模块+爬壁机器人)，概括起来可分为自爬壁机器人和靠外部线缆拖动的爬壁机器人两类，前者本身同时包括壁面吸附、移动和越障能力，包括多足吸盘式、单体行走式、蠕动吸附式和双体式等四类，后者本身只具备壁面吸附能力，移动和越障完全靠外力实现。由于技术难度、工作速度需求和安全等因素限制，到目前为止，在壁面快速越障仍然是限制爬壁机器人发展和应用的关键瓶颈。所有的自爬壁机器人均不具备快速全向越障能力，而靠外部线缆拖动的爬壁机器人则完全无法在反斜面或幕墙结构复杂的壁面工作，且由于此类机器人在越障时会产生完全吊悬状态，高楼壁面常见的侧风很容易使其摆动冲向大楼壁面而造成重大安全事故，导致其无法被推广和应用。

因此突破自爬壁机器人的快速可靠越障技术是机器人替代人类承担危险性极高的高空作业任务的关键。四类自爬壁机器人根据结构不同具有如下特点：

A.多足吸盘式：提供吸力的主要部件为吸盘，吸力产生原理为振动吸附、高分子力吸附和静电吸附等，能够实现在各个方向上的移动和越障，但速度很慢，可靠性差，且不能越过略高的窗框或台阶。如专利申请公布号CN104983369A和CN205574093U公开的技术方案，专利申请公布号CN104983369A中所述的机器人虽然有越障能力却只能在壁面上缓慢移动，且越障动作缓慢而不稳定。

B.单体行走式：目前的主流，提供吸力的主要部件为真空发生器、负压发生器和旋翼等，吸力产生原理为负压吸附、真空吸附、正压吸附和磁吸附等几种，能够实现在无窗框壁面上吸附和快速移动，但均无法可靠的越过障碍(窗框或壁面的突起和凹陷结构等)。如专利申请专利号ZL01267909.7、申请公布号CN105799805A和申请公布号CN202669947公开的技术方案，申请公布号CN105799805A中所述的机器人虽然可以在壁面上稳定的行走，但只能在单块玻璃上移动，不具备越窗框能力。

C.蠕动吸附式：提供吸力的主要部件为吸盘，能够模仿蛇的蠕动方式来移动和越障，缺点是移动速度慢，结构复杂。如专利号ZL200710179041.1公开的模块化小型爬壁机器蠕虫。