[发明专利]一种双足爬壁机器人机构

说明书

本发明公开了一种双足爬壁机器人机构，属于高空攀爬设备技术领域，包括左右对称设置的两个足部结构，每个足部结构包括由下至上依次设置的足部吸附装置、第一运动控制舵机、第二运动控制舵机及第三运动控制舵机，足部吸附装置通过舵机足部连接块与第一运动控制舵机的一端相连，第一运动控制舵机的另一端和第二运动舵机的一端相连，第二运动舵机的另一端与第三运动控制舵机的一端相连，左右对称的两个第三运动控制舵机通过顶部固连块相连；顶部固定块上设置有控制元件。本发明的这种爬壁机器人结构能够提升爬壁机器人的墙面越障能力，适应起伏性更大的工作表面，更容易完成从地面到墙面以及从墙面到天花板的转换，而且一定程度上缩小了机器人的体积，适应更加狭窄的管道工作。

技术领域

本发明属于高空攀爬设备技术领域，涉及一种双足爬壁机器人机构。

背景技术

爬壁机器人能够在不借助任何外力的情况下，在砖墙、玻璃等垂直物体的表面爬行，因而近年来，爬壁机器人被广泛应用于高空作业及管道检测等人力难以做到或极度危险的技术领域中。

目前，爬壁机器人按照其行进方式基本可以分为轮式和足式两种。其中轮式机器人运行速度较快，但是无法越过障碍使得轮式爬壁机器人不能适应崎岖的墙壁。足式机器人多为四足或六足仿生机器人，其机器人主体部分贴近墙面限制了其避障的能力；又因为多足机器人在行进过程中需要协调多个脚爪，所以其必须使用特殊的步态，进一步限制了其灵敏性和越障能力。因为以上两点，多足爬壁机器人无法做到灵活改变行进方向或者适应大角度的墙面起伏。而且多足机器人一般体积较大，无法在狭窄环境中工作。

因此，设计出一种越障能力强大、机器人体积较小，且能够适应多种工作表面的爬壁机器人成为急需解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双足爬壁机器人机构，该机构越障能力强、体积小，能够适应多种工作表面。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种双足爬壁机器人机构，包括左右对称设置的两个足部结构，每个足部结构包括由下至上依次设置的足部吸附装置、第一运动控制舵机、第二运动控制舵机及第三运动控制舵机，足部吸附装置通过舵机足部连接块与第一运动控制舵机的一端相连，第一运动控制舵机的另一端和第二运动舵机的一端相连，第二运动舵机的另一端与第三运动控制舵机的一端相连，左右对称的两个第三运动控制舵机通过顶部固连块相连；顶部固定块上设置有控制元件；

左右对称的两个第三运动控制舵机的自由度在水平面内，通过控制元件控制水平方向的运动；两个第一运动舵机和两个第二运动舵机的自由度在竖直面内，通过控制元件控制竖直方向的运动。

优选地，三个运动舵机均采用LX-16A串行舵机。

优选地，三个运动舵机通过三种支撑架进行固定，具体包括：

舵机足部连接块通过舵机盘支撑架与第一运动舵机的一端固定，第一运动舵机的另一端通过舵机底支撑架、舵机盘支撑架与第二运动运动舵机的一端固定，第二运动舵机的另一端通过舵机侧支撑架与第三运动控制舵机固定。

优选地，所述舵机盘支撑架、舵机底支撑架和舵机侧支撑架均为U形支撑架，是采用2mm的铝合金板通过数控机床切割和折弯机折弯制成。

优选地，足部吸附装置与舵机足部连接块之间通过沉头螺丝固定；三个运动舵机与三种支撑架之间通过沉头螺丝固定；三种支撑架之间通过沉头螺丝和自锁螺母固定。

优选地，所述顶部固定块和舵机足部连接块均采用PLA材料通过3D打印制成。

优选地，所述控制元件采用STM32mini开发板。

优选地，所述足部吸附装置采用电机驱动的抽气式吸盘结构，包括电机固定架、涡轮外罩、涡轮和吸盘；