[发明专利]一种轮足式爬壁机器人

说明书

本发明公开了一种轮足式爬壁机器人，包括有机壳、连接于机壳上的视觉识别摄像头和四个轮足吸附组件、以及设置于机壳内的真空泵和缓冲真空腔，真空泵与缓冲真空腔连通。本发明采用视觉识别摄像头采集壁面图像，从而实现壁面的避障行走；四个轮足吸附组件均采用步进电机通过一级减速器带动空心轮毂转动，空心轮毂带动轮足进行转动实现爬壁功能，且空心轮毂上朝向壁面的单个轮足逐个连续地与空心轮轴的负压腔连通实现吸盘的负压吸附，保证爬壁行走的稳定性。

技术领域

本发明涉及壁面作业机器人技术领域，具体是一种轮足式爬壁机器人。

背景技术

现有的壁面作业机器人，以磁吸附式为主，它的缺点是，限于行走于铁磁性的壁面上，另外如果采用电磁式就要使壁面作业机器人的行走机构产生电磁性，需要消耗大量的电能。另一种固定轨道式，它的局限性是施工成本高而且作业平台行驶路径固定，灵活性差；还有一种真空吸附履带行走式，它的局限性是作业平台必须紧靠壁面，在光滑平整的壁面作业尚可，由于其越障能力差，对非平整壁面或存在障碍物的壁面的应用受限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种轮足式爬壁机器人，采用轮足式吸盘进行吸附行走爬壁，爬壁行走稳定性高，灵活性高。

本发明的技术方案为：

一种轮足式爬壁机器人，包括有机壳、连接于机壳上的视觉识别摄像头和四个轮足吸附组件、以及设置于机壳内的真空泵和缓冲真空腔，所述的视觉识别摄像头固定连接于机壳的顶端，所述的真空泵与缓冲真空腔连通，机壳上设置有多个外排气孔；

所述的四个轮足吸附组件分布于机壳的四个拐角处，每个轮足吸附组件均包括有步进电机、传动齿轮、轴承座、空心轮毂、空心轮轴和两圈轮足，所述的步进电机固定于机壳的内侧壁上，所述的轴承座固定于机壳的侧壁上且轴承座上轴承的外圈与机壳的侧壁固定连接，空心轮毂的内端部穿过轴承座且伸入到机壳内，所述的空心轮毂与轴承座上轴承的内圈固定连接，所述的传动齿轮位于机壳内且套装固定于空心轮毂的内端部上，所述的步进电机与传动齿轮传动连接，所述的空心轮轴套装于空心轮毂的内部，空心轮轴的内端部伸入到空心轮毂外且固定于机壳的内侧壁上，空心轮轴内设置有负压腔和泄压腔，空心轮轴的尾端设置有与泄压腔连通的内排气孔，空心轮轴的内端设置有与负压腔连接的气管接头，气管接头延伸至机壳内与缓冲真空腔连通，空心轮轴上设置有两圈气孔，每圈气孔均包括有一个与负压腔连通的负压孔和两个与泄压腔连通的泄压孔，轮足式爬壁机器人行走时，空心轮轴上的两个负压孔均朝向壁面，所述的空心轮毂上设置有两圈连通孔，每圈连通孔均位于对应一圈气孔的外周，两圈连通孔的连通孔数量一致且两圈连通孔为错位分布结构，每圈轮足的数量均与对应的一圈连通孔数量一致，每个连通孔上均连接有对应的一个轮足；

每个轮足均包括有连接管、转动管、弹簧、软管和吸盘，连接管的内端固定于空心轮毂上且与对应的连通孔连通，连接管的外端和转动管的内端均为封闭结构，连接管的外端和转动管的内端相互铰接且连接管的外端和转动管的内端之间连接有弹簧，所述的转动管的外端与吸盘连通，所述的连接管的内腔和转动管的内腔通过软管相互连通。

所述的空心轮轴内设置有v形隔板，v形隔板将空心轮轴内部腔体分割成负压腔和泄压腔，负压腔的圆心角为锐角，所述的每圈气孔的两个泄压孔均与泄压腔连通且邻近于对应的一个负压孔，两圈气孔的两个负压孔为错位分布结构且错位圆心角度为15度。

所述的每个轮足吸附组件的两圈轮足包括有十二个轮足，每圈轮足有六个轮足，即每圈连通孔上相邻的两个连通孔之间弧形段的圆心角为60度，两圈连通孔的错位圆心角角度为30°。

所述的负压腔的圆心角为25度，泄压腔的圆心角为330度。

所述的缓冲真空腔通过两个T形气管与四个轮足吸附组件的气管接头连接，两个T形气管竖直部分的端头均与缓冲真空腔连通，其中一个T形气管水平部分的两端头分别与其中两个轮足吸附组件的气管接头连接，另一个T形气管水平部分的两端头分别与另外两个轮足吸附组件的气管接头连接。