[发明专利]攀爬机器及其移动方法

说明书

本发明涉及一种攀爬机器及其移动方法，攀爬机器包括机器本体、机械臂、至少两条绳索，每条绳索的一端与悬挂机构相连接，其另一端与机器本体相连接，悬挂机构连接或是脱开对象结构体，悬挂机构和机器本体之间的绳索长度可变，悬挂机构通过绳索拉拽和牵引使机器本体在对象结构体上移动，在机械臂的前端设置有抓持机构，机械臂的末端安装在机器本体上，抓持机构在机械臂的带动下具有空间移动和/或角度调整的能力，且能够抓持任意一个悬挂机构并将其移动，也能够与抓持的悬挂机构脱开。本发明带动机器本体移动时不存在干涉，安全性高，不仅能够在平滑的表面上而且能够在镂空表面和弯折表面上牵引机器本体，具有结构简单，适用范围广等特点。

技术领域

本发明属于复杂结构体的移动技术领域，特别涉及一种攀爬机器及其移动方法。

背景技术

攀爬机器人是一种重要的高空作业特种机器人。例如，大型路桥或是大型油罐及船体的检测机器人，需要一个能攀附在壁面上并进行移动的机构，检测仪器安装在该移动机器人上。该移动机构通常安装有吸附机构。吸附机构和壁面之间产生吸附力，吸附力使机器人和壁面之间产生摩擦力。摩擦力克服机器人的重力，同时还为机器人的移动提供驱动力。吸附机构通常采用真空吸附或是磁力吸附。然而，这样的机器人存在如下问题：

1）无论机器人采用真空吸附还是磁力吸附，被吸附的对象表面都必须是一个完整表面。如果被吸附的对象表面是镂空表面，例如，铁丝网、钢架、木头栅栏等，显然，真空吸附会产生严重的真空泄漏，磁力吸附机构也会因为没有足够的吸附面积来产生足够的磁力。

2）如果攀爬的对象不是一个平面，而是具有复杂形状的结构，例如具有表面M和表面N的弯折表面，现有的竖直立面移动机器人（轮驱结构）无法从表面M移动至表面N。因为在从表面M移动至表面N的过程中，吸附机构的吸附力会发生失效的情况。例如，吸附机构在吸附弯折的对象表面时，无法贴合对象表面，这会导致吸附失效。

3）把机器人设计成多关节多足的机器人，理论上可以实现弯折表面的跨越。但是，设计这样的机器人是非常困难的。因为多关节、多足的设计会导致机器人的机构变得非常复杂，并且需要很多关节电机，这会大幅增加机器人的重量。机器人重量变大对于攀爬竖直立面是非常不利的，对吸附机构的吸附力要求很高，增加了掉落的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种攀爬机器及其移动方法，攀爬机器不仅能够在平滑的表面上移动，而且能够在镂空表面的复杂结构体（例如铁塔、铁丝网、钢架等）上移动，而且，结构简单，适用范围广，攀爬机器移动时不存在干涉，安全性高。

本发明是这样实现的，提供一种攀爬机器，包括机器本体、机械臂、至少两条绳索，每条绳索的一端与悬挂机构相连接，其另一端与机器本体相连接，悬挂机构连接或是脱开对象结构体，悬挂机构和机器本体之间的绳索的长度可变，悬挂机构通过绳索拉拽和牵引使机器本体能够在对象结构体上移动，机械臂具有一个或以上的自由度，在机械臂的前端设置有抓持机构，机械臂的末端安装在机器本体上，抓持机构在机械臂的带动下具有空间移动和/或角度调整的能力，且能够抓持任意一个悬挂机构并将其移动，也能够与抓持的悬挂机构脱开。

进一步地，机器本体包括卷绳机构，卷绳机构收、放绳索来改变机器本体和悬挂机构之间的绳索的长度，使机器本体能够在对象结构体上移动。

进一步地，悬挂机构包括卷绳机构，卷绳机构收、放绳索来改变悬挂机构和机器本体之间的绳索的长度，使机器本体能够在对象结构体上移动。

进一步地，抓持机构包括磁性吸附器，在悬挂机构上设有被磁性吸附的导磁表面，磁性吸附器能够吸附或脱开悬挂机构。

进一步地，抓持机构包括机械爪，机械爪开合来抓住或是脱开悬挂机构。

进一步地，悬挂机构包括挂钩，挂钩钩住或脱开对象结构体，实现悬挂机构与对象结构体之间的连接或脱开。