[发明专利]一种模块化仿生爬壁机器人

说明书

本发明公开了一种模块化仿生爬壁机器人，机器人由前、后两个对称部分组成，可组装共同执行任务，也可单独执行任务；单独部分包括行走机构、车体结构、仰俯机构、电源及控制组件和快换接口组件；行走机构对称分布在车体结构的下层左右两侧，快换接口组件固定在车体结构的中间位置，仰俯机构连接机器人前、后两个部分，实现两个部分之间的相对仰俯运动，电源及控制组件安装在车体结构内上部，并与仰俯机构相连。本发明支持快换模块化检测，实现胶条、露点、玻璃等多种功能的模块化复用，并支持模块定制和功能拓展，能够实现专业检测技术人员远离高空操作现场，实现对幕墙玻璃及其附属结构件的性能、状态检测，消除检测人员的高空操作安全风险。

技术领域

本发明属于机械自动化工程领域，具体地说是一种模块化仿生爬壁机器人。

背景技术

用于建筑表面的爬壁机器人种类很多，如轮式、履带式、吊篮式等等，主要用于建筑的清洁工作过程中。在针对到期幕墙建筑的评估过程中对胶条、玻璃以及金属连接件的检测是非常重要的工作，能够为幕墙建筑是否能够继续使用提供最直接的判定依据，为后续工作提供安全保证。现有的高层幕墙检测过程中都是采用专业技术人员或者小型无人机进行，但人工检测危险性高、无人机检测只能针对外形形状进行，无法给出详细的技术参数。而用模块化仿生爬壁机器人进行幕墙状态检测目前国内、外还未见报道。采用机器人代替人工进行检测能够有效提高检测效率、消除检测安全隐患。

发明内容

为了解决现有爬壁机器人无法适应不同工作环境且附着力小等问题，本发明的目的在于提供一种模块化仿生爬壁机器人，该机器人能够实现大负载、远距离以及多种检测功能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种模块化仿生爬壁机器人，包括机器人前、后由两个相同部分（1）、（2）组成。每个部分包括行走机构（3）、车体结构（4）、仰俯机构（5）、电源及控制组件（6）、快换接口组件（7）和真空吸附装置（37），其中前部分（1）与后部分（2）结构相同，并关于仰俯机构（5）轴线对称布置；所述行走机构（3）对称分布在车体结构（4）的内部下层左右两侧，并通过对称分布的行走驱动电机（8）实现机器人的前进、后退以及差速转向；所述快换接口组件（7）固定在车体结构（4）的中间位置，通过锁紧机构（9）和供电接口组件（10）与各检测模块相互连接；所述电源及控制组件（6）主要包含直流电池（11）和控制电路板（12）两部分结构，并通过“L”形电源固定转接板（13）安装在车体结构（4）内上部，与仰俯机构（5）相连；所述仰俯机构（5）主要由仰俯驱动电机（14）和仰俯输出法兰（15）组成，机器人前、后部分（1）、（2）通过各自的仰俯输出法兰（15）相互连接。

所述的行走机构（3）包括行走驱动电机（8）、行走电机固定板（16）、锥齿轮组（17）、同步带（18）、两个同步带轮（19）以及两根传动轴（20）和两个输出轮（21），所述行走电机固定板（16）固定在车体结构（4）上并与行走驱动电机（8）通过螺钉相连；所述锥齿轮组（17）包括两个相互配合的锥齿轮，其中输入锥齿轮（22）与行走驱动电机（8）输出轴固定连接，另一个输出锥齿轮（23）与传动轴（20）固定连接；所述传动轴（20）与车体结构（4）旋转连接，并依次与输出锥齿轮（23）、同步带轮（19）、输出轮（21）固定连接。所述同步带（18）连接前后两个同步带轮（19），后部的同步带轮（19）通过后部的传动轴（20）与后部的输出轮（21）固定连接，实现同侧两个输出轮的同步运动。

所述的车体结构（4）包括车体主体结构（24）、电源支撑管（25）、锁紧机构（9）和供电接口组件（10），所述车体主体结构（24）为方框形结构，电源支撑管（25）位于主体结构（24）的上部一侧，上部另外一侧为锁紧机构（9）和供电接口组件（10）；所述供电接口组件（10）包含数据接口（26）和供电接口（27），分别与快换模块相应接口连接；所述锁紧机构（9）包括主体结构（24）上的止动台肩（28）和相应的固定压板（29），通过止动台肩（28）和固定压板（29）相互配合将快换模块上的相应结构压紧固定在主体结构（24）上。