[发明专利]一种可越障的轮式负压吸附型爬壁机器人及其越障方法

说明书

一种可越障的轮式负压吸附型爬壁机器人，包括机器人本体；机器人本体与测量装置、抬升装置和移动装置相连；三组抬升装置与负压发生装置相连；抬升装置控制负压发生装置的上升与下降；越障方法的步骤：机器人前进时，超声波测距传感器的数据达到预定值时，电磁铁通电，机器人开始越障；吸附腔室一的负压风机一停止转动，负压风机二、三切换至高速挡；运动距离等于吸附腔室间距时，负压风机二停止，该吸附腔室升起，吸附腔室一、三为高速挡；运动距离再次等于吸附腔室间距时，第三个腔室负压风机停止，吸附腔室三升起，吸附腔室一、三为高速挡，机器人完全越过障碍；具有快速自由移动，翻越障碍，负压吸附稳定性强的特点。

技术领域

本发明属于爬壁机器人技术领域，特别涉及一种可越障的轮式负压吸附型爬壁机器人及其越障方法。

背景技术

轮式负压吸附型爬壁机器人具有移动速度快、不受墙壁表面材料限制的特点，能够代替人类在危险环境中进行壁面作业，具有很高的使用价值。衡量爬壁机器人性能好坏的主要指标是吸附的稳定性和运动的灵活性。提高机器人的吸附稳定性往往会牺牲其运动的灵活性，使机器人不能够很好的完成翻越障碍、跨越沟槽等复杂任务；而能够快速自如行走、具有较强壁面适应能力的机器人则容易发生转弯侧翻、倾覆翻倒等危险状况。这两者之间的矛盾，会让爬壁机器人的设计存在先天的缺陷，从而限制了目前轮式负压吸附型爬壁机器人的应用范围和发展前景。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可越障的轮式负压吸附型爬壁机器人及其越障方法，本发明的可越障的轮式负压吸附型爬壁机器人可以在竖直或具有一定斜度的墙面上自由移动，具有稳定的负压吸附性能、快速的连续移动能力以及良好的越障能力，可以适应多种应用场合。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可越障的轮式负压吸附型爬壁机器人，包括机器人本体，测量装置、负压发生装置、抬升装置和移动装置；

所述负压发生装置的数量至少为三组，抬升装置的数量与负压发生装置的数量一一对应，每个负压发生装置通过相应的抬升装置与车顶相连接；每个负压发生装置相对于抬升装置轴线可实现不大于10°的相对转动；通过每个负压发生装置产生的吸附力可将可越障的爬壁机器人吸附在壁面上，通过抬升装置带动相连接的负压发生装置靠近或远离壁面。

所述测量装置包括超声波测距传感器和探针，超声波测距传感器安装在车顶前端，探针安装在车架前端；当机器人测量装置中的探针触碰到障碍物时，探针顶端的触点开关触发，表明此障碍机器人无法越过并且不能继续前进，报警提示，需要进行人工干预，让机器人进行转向或者后退动作；若探针前端的触点开关没有触发，则表明机器人可继续向前运动；当机器人继续向前运动遇到障碍时，超声波测距传感器探测到障碍物的高度信息并将其传递给控制器，控制器接收信息后发出相应指令，通过控制抬升装置升起从而控制负压发生装置远离壁面，并将负压风机一停止转动，负压风机二和负压风机三从低速挡切换至高速挡，机器人开始进行越障运动。

所述抬升装置至少三组，包括第一组抬升装置，第二组抬升装置和第三抬升装置；第一抬升装置通过顶板一安装在车顶下端前部；第二抬升装置通过顶板二安装在车顶下端中部；第三抬升装置通过顶板三安装在车顶下端尾部；

所述第一组抬升装置和与其相连接的第一组负压发生装置位于机器人本体前端；所述第二抬升装置和与其相连接的第二组负压发生装置位于机器人本体中部；所述第三抬升装置和与其相连接的第三组负压发生装置位于机器人本体尾部。