[发明专利]一种负压式仿生爬壁机器人

说明书

本发明公开了一种负压式仿生爬壁机器人，包括框架，以及设置在框架上的摄像头、控制器、转向机构和至少四个爬臂，且爬臂的数量为偶数，所有爬臂分为两组设置于框架的两侧；每个爬臂包括前臂、连接臂、第一舵机、第二舵机、第三舵机和第一吸附组件；所述第一舵机、第二舵机、第三舵机和摄像头均与控制器电连接。本发明通过爬臂式设计结构，在最大程度减小系统控制上的复杂性和保证走行和吸附转化动态特性稳定的同时，增加了爬臂的三个自由度，扩展了吸附方向，相比于履带式、框架式和轮式机器人，该设备速度和越障能力更强。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种负压式仿生爬壁机器人。

背景技术

为了及早发现桥梁的缺陷、前锋风险等，爬壁机器人这类智能化探伤检测设备已经逐渐代替检测人员到达桥梁建筑物等高危场地执行检查任务。

现有的爬壁机器种类较多，如轮式结构的爬壁机器人和履带式爬壁机器人等等。现有的轮式结构的爬壁机器人，设备越障能力、地形适应能力差、转弯效率低，或转外半径大，只能适用于地形内不太复杂的情况；已有的履带式爬壁机器人，设备速度相对较低、效率低、运动噪声较大。

因此需要设计一种性能更优越的爬壁机器人，来满足对桥梁建筑物等高危场地执行检测任务的目的。

发明内容

针对现有技术中爬壁机器人走行、吸附不稳定的问题，提供一种负压式仿生爬壁机器人。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种负压式仿生爬壁机器人，包括框架，以及设置在框架上的摄像头、控制器、转向机构和至少四个爬臂，且爬臂的数量为偶数，所有爬臂分为两组设置于框架的两侧；

每个爬臂包括前臂、连接臂、第一舵机、第二舵机、第三舵机和第一吸附组件；

所述第一舵机的壳体固定在框架上，第一舵机的输出轴与前臂通的一端连接，前臂通的另一端连接于第二舵机的壳体固连，第二舵机的输出轴与连接杆固连，第三舵机的壳体与连接杆固连，第三舵机的输出轴与连接臂的一端固连，第一吸附组件设置在连接臂的另一端；

所述第一舵机、第二舵机、第三舵机和摄像头均与控制器电连接。

第二舵机的转轴与机器人前臂固结，第三舵机的转轴与连接臂固结；通过这样的连接方式，可以达到以下的运动过程：1)、保证机器人连接臂的复位，同一侧三个爬臂的第一吸盘抬起后被第一舵机控制转动一定角度后，原本与机器人一侧平行的连接臂不再平行，这时通过第三舵机控制连接臂转动，使之再次与机器人机身一侧平行；2)、完成机器人一次前进，当同一侧三个爬臂的第一吸盘抬起后，被第一舵机控制转动一个角度后，再次落地吸附后，此时第二舵机发挥作用，第二舵机控制机器人同一侧三个爬臂同角速度转动，从而机器人做缸体平动完成一次前进。

进一步改进，所述第一吸附组件包括第一气缸和多个第一吸盘；

所述连接臂的端部设置有第一定位套，第一气缸的缸体嵌设在第一定位套中，气缸的活塞杆竖直朝下设置，活塞杆的末端设置有第一吸盘连接件，第一吸盘连接件的下端连接有海绵真空第一吸盘。

进一步改进，所述转向机构位于框架的底部，包括电机和支架，所述电机的输出轴与框架通过固定台与框架固连，电机与支架固连，电机的输出轴竖直设置；

所述支架包括圆柱连接体和三个支撑杆，三个支撑杆沿连接体的周向均匀布置，呈辐射状，支撑杆末端设置有第二吸附组件；

所述第二吸附组件包括第二气缸和多个第二吸盘；

所述支撑杆末端设置有第二定位套，第二气缸的缸体嵌设在第二定位套中，第二气缸的活塞杆竖直朝下设置，活塞杆的末端设置有第二吸盘连接件，第二吸盘连接件的下端连接有海绵真空第二吸盘。

进一步改进，所述框架包括顶板、底板，前侧板和后侧板，整体呈长方体形状。