[发明专利]适应曲面爬行的机器人悬架结构

说明书

本发明提供一种适应曲面爬行的机器人悬架结构，包括车架组件、磁吸组件、电机和麦克纳姆轮，磁吸组件包括磁铁架和磁铁，车架组件的两端分别设有磁铁架，磁铁架的底部设有用于磁吸附壁面的磁铁，电机设于磁铁架上，电机的输出端连接麦克纳姆轮，车架组件包括纵向悬架组件和横向曲面调整悬架组件，纵向悬架组件的前后两端分别活动连接横向曲面调整悬架组件，横向曲面调整悬架组件的两侧分别设有越障组件，越障组件包括弹簧阻尼器和平行四边形连杆机构；该种适应曲面爬行的机器人悬架结构，能够平稳越障地同时不改变磁铁吸力，达到在曲面安全运行，能够简捷快速地调节悬架姿态以实现对不同曲率的适应。

技术领域

本发明涉及一种适应曲面爬行的机器人悬架结构。

背景技术

爬行机器人作为移动机器人的一种，已经得到了广泛的关注和研究。国际上对爬壁机器人的研究主要集中在车体的吸附方式、运动机构、驱动机理和车载作业系统等几个方面。按照吸附方式，爬壁机器人可以分为真空吸附、磁吸附、气流负压吸附等几类；按照运动机构，可分为轮式、履带式、多足步行式、框架式、飞行式等。据不同需求搭载相应设备，可以应用于管道、罐体的表面的检测，如多足管道检测机器人、磁吸附壁面检测机器人。

目前，能够适用于不同曲面的机器人并不多见，能够解决机器人在不同曲面运行是需要继续解决的问题。麦克纳姆轮机器人作为曲面爬行机器人的一种，麦克纳姆轮机器人在曲面进行爬行运动过程中，如果所有麦克纳姆轮未完全与曲面接触，会影响运动的可靠性和精度。

中国专利公开了一种用于机器人的三轴可调的悬架机构（公开号CN107226146A），可以通过调节悬架部分XYZ三轴的调节螺栓，调整角度改变悬架在空间中的姿态，以实现对曲面的适应。但由于旋转悬架进行紧固，在拧动固定螺栓时会导致调整的悬架姿态有变动，因此现有技术调节悬架的姿态不能达到完全精确，尤其相对位置的悬架姿态偏差较大，从而导致机器人在运动过程中误差较大。此外，由于调整需要松紧螺栓，因此机器人在不同曲面之间切换工作时，调整需要较多的时间，耗时耗力，且需要一定的工具（如扳手等）才能进行调整。

上述问题是在曲面爬行的机器人悬架结构的设计与生产过程中应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适应曲面爬行的机器人悬架结构解决现有技术中存在的如何保证麦克纳姆轮与曲面较好地接触，来保证爬行的可靠性的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种适应曲面爬行的机器人悬架结构，包括车架组件、磁吸组件、电机和麦克纳姆轮，磁吸组件包括磁铁架和磁铁，车架组件的两端分别设有磁铁架，磁铁架的底部设有用于磁吸附壁面的磁铁，电机设于磁铁架上，电机的输出端连接麦克纳姆轮，车架组件包括纵向悬架组件和横向曲面调整悬架组件，纵向悬架组件的前后两端分别活动连接横向曲面调整悬架组件，横向曲面调整悬架组件的两侧分别设有越障组件，越障组件包括弹簧阻尼器和平行四边形连杆机构，横向曲面调整悬架组件的顶部两侧分别通过弹簧阻尼器连接磁铁架，横向曲面调整悬架组件的底部两侧分别通过平行四边形连杆机构活动连接磁铁架。

进一步地，横向曲面调整悬架组件包括横向定位框、横向调节旋钮、横向曲面调整螺柱、调节滑块、横向连杆和横向定位底板，横向定位框的顶部两端分别通过弹簧阻尼器连接磁铁架，横向定位框的顶部设有调节孔，横向调节旋钮设于横向定位框的调节孔处，横向曲面调整螺柱的一端活动连接横向定位底板上，横向曲面调整螺柱的另一端螺纹穿过调节滑块的中部并连接横向调节旋钮，调节滑块的两侧分别活动连接横向连杆，平行四边形连杆机构的一侧上下两端分别活动连接横向连杆和横向定位底板，横向定位底板设于横向定位框的底部，平行四边形连杆机构的另一侧活动连接磁铁架。

进一步地，平行四边形连杆机构包括侧向边框、上连杆和下连杆，上连杆和下连杆平行设置在侧向边框和磁铁架间，且上连杆与下连杆的两端均分别活动连接侧向边框和磁铁架，侧向边框分别活动连接横向连杆和横向定位底板。