[发明专利]仿尺蠖运动形态的复合式爬壁机器人

说明书

本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种仿尺蠖运动形态的复合式爬壁机器人，包括第一机械臂和第二机械臂，第一机械臂通过第一驱动单元和其上的手抓机构传动连接，第二机械臂通过第二驱动单元和其上的手抓机构传动连接，第一机械臂通过中间驱动单元与第二机械臂传动连接。本发明的仿尺蠖运动形态的复合式爬壁机器人，该发明提出了两种运动模式：即地面轮式快速移动模式以及攀爬模式，通过切换两种运动模式，机器人不仅可以实现在水平地面的快速移动还可实现在复杂壁面的攀爬。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及仿尺蠖运动形态的复合式爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人作为替代人们在陡峭壁面作业、实时获取三维空间层面环境信息的重要装备，能够有效地提高作业效率并保障作业安全，可广泛应用于化工设备、核燃料罐的检测、玻璃幕墙的清洗以及反恐侦查等领域。传统爬壁机器人采用的真空、强磁、静电等壁面附着方式仅适用于特定的应用场景，此后，人们通过模仿壁虎、蜘蛛、蝾螈、昆虫等生物特殊的附着与运动能力，开发出了一系列的仿生爬壁机器人。然而，现有仿生爬壁机器人大多数只能在单一类型壁面上攀爬，且不能实现多种附着方式的协同作用，未能很好地解决在不同壁面爬行时的稳定性和适应性问题。很大程度限制了爬壁技术的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中仿生爬壁机器人大多数只能在单一类型壁面上攀爬，且不能实现多种附着方式的协同作用，未能很好地解决在不同壁面爬行时的稳定性和适应性问题的问题，提供一种仿尺蠖运动形态的复合式爬壁机器人，该发明提出了两种运动模式：即地面轮式快速移动模式以及攀爬模式，通过切换两种运动模式，机器人不仅可以实现在水平地面的快速移动还可实现在复杂壁面的攀爬。。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种仿尺蠖运动形态的复合式爬壁机器人，包括第一机械臂和第二机械臂，第一机械臂通过第一驱动单元和其上的手抓机构传动连接，第二机械臂通过第二驱动单元和其上的手抓机构传动连接，所述第一机械臂通过中间驱动单元与第二机械臂传动连接；

所述第一驱动单元用于驱动其上的手抓机构绕第一轴线相对第一机械臂发生转动，所述中间驱动单元用于驱动第一机械臂绕第二轴线相对第二机械臂发生转动，所述第二驱动单元用于驱动其上的手抓机构绕第三轴线相对第二机械臂发生转动，其中，第一轴线、第二轴线及第三轴线彼此平行；

所述手抓机构包括关节支架、吸盘、两个手抓组件及手抓驱动单元，所述吸盘固定安装在关节支架的底部，所述手抓组件均位于关节支架的底部，所述手抓驱动单元用于驱动两个手抓组件相互靠拢或远离；

两个手抓机构的关节支架上均至少设有两个滚轮，所有滚轮中至少存在一个滚轮为主动轮，其余滚轮为从动轮，所述主动轮上传动连接有用于驱动其转动的滚轮驱动单元。

手抓组件包括爪刺座和沿直线方向间隔设置在爪刺座上的若干弹性刺片，所述弹性刺片的底部向下凸出有钩爪。

手抓驱动单元包括手抓电机、齿轮、第一齿条和第二齿条，所述第一齿条和第二齿条均滑动安装在关节支架上，手抓电机固定安装在关节支架上，所述手抓电机的输出端和齿轮传动连接，第一齿条和第二齿条分别位于齿轮的两侧，且均与齿轮啮合。

第一齿条和第二齿条均通过滑块滑动连接于关节支架上设置的滑轨上。

主动轮设置于其中一个手抓机构上的关节支架上，且有两个主动轮，另外一个手抓机构上的关节支架上设置两个从动轮，所述主动轮上连接的滚轮驱动单元为驱动电机。

第一驱动单元包括第一固定座，所述第一固定座一端固定连接第一机械臂，且第一固定座另一端通过第一驱动电机传动连接手抓机构。

第二驱动单元包括第二固定座，所述第二固定座一端固定连接第二机械臂，且第二固定座另一端通过第二驱动电机传动连接手抓机构。