[发明专利]一种具有足部触觉的四足磁吸附爬壁机器人

说明书

本发明提供一种具有足部触觉的四足磁吸附爬壁机器人，包括机身，所述机身的顶部安装有摄像头，所述机身的四个角处分别安装有腿部，且所述腿部的底端通过横向伸缩装置安装有足部，所述足部的外部安装有足部触觉传感器装置。本发明通过为爬壁机器人赋予一种足部触觉传感器，并为四足爬壁机器人设计了一种具有横向伸缩功能的腿部结构和支撑腿部结构，使四足爬壁机器人能够通过足部触觉感知磁吸附状态或爬行壁面状态来保障自身紧密吸附在壁面上不发生整体性脱落的危险，同时能够在具有伸缩功能的腿部结构的作用下在爬行壁面在不发生机械锁定、在支撑腿部结构的作用下尽可能地保持机器人自身受力平衡。

技术领域

本发明涉及磁吸附爬壁机器人技术领域，具体而言是一种具有足部触觉的四足磁吸附爬壁机器人。

背景技术

伴随着机械化智能化的发展，船舶及海洋工程领域的结构物清洗、安装和监测等危险且重复性的工作，逐步被机器人所取代。同时随着船舶及海洋工程业的迅速发展，结构物的结构复杂性对爬壁机器人的适应性提出了更高的要求，目前虽然已经出现了磁吸附轮式机器人应用于船舶及海洋工程领域的作业和检测等工作，但在特殊场景下仍存在普通磁吸附轮式爬壁机器人无法工作的问题，因此，需要一种能够在复杂结构表面也能够进行磁吸附爬壁工作的机器人。

目前，随着船舶及海洋工程领域的迅速发展，船舶及海洋工程结构物尺寸不断增加的同时在结构物表面也出现了较多的结构焊接接头、应力加强筋等结构，因此传统磁吸附爬壁机器人的轮式结构往往无法跨越，而新式磁吸附爬壁机器人的足式结构更具有优势，由于爬壁机器人自身重量严重影响机器人的续航能力，因此爬壁机器人的结构越简单、重量越轻，机器人的续航能力更高，但结构简单、续航能力提高的同时爬壁机器人的稳定性反而降低。因此需要研发设计一种结构简单、重量轻、稳定性高的足式磁吸附爬壁机器人，目前四足磁吸附爬壁机器人还存在三个问题：1、缺少足部触觉感知能力，当四足机器人踏空或因壁面不清洁产生磁吸附不稳定的状况时容易发生机器人整体从壁面脱落的危险；2、由于足部采用磁吸附，在机器人爬行过程中容易产生机械锁定使机器人无法正常爬行。3、由于四足磁吸附爬壁机器人的结构特点，在机器人的运动过程中存在自身受力不平衡等问题。因此需要设计一种灵活的足部结构解决四足磁吸附爬壁机器人出现的自锁问题。同时，由于在船舶与海洋工程结构物表面也往往存在不同程度的锈蚀、凹陷等情况，因此，机器人足部感知技术显得尤为重要，通过感知磁吸附的可靠程度进行自主判断、决策机器人运动中的步态，对磁吸附爬壁机器人应对复杂的船舶及海洋工程结构物壁面尤为重要。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种具有足部触觉的四足磁吸附爬壁机器人。

本发明采用的技术手段如下：

一种具有足部触觉的四足磁吸附爬壁机器人，包括机身，所述机身的顶部安装有摄像头，所述机身的四个角处分别安装有腿部，且所述腿部的底端通过横向伸缩装置安装有足部，所述足部的外部安装有足部触觉传感器装置；

所述腿部用于带动所述足部爬壁；

所述横向伸缩装置包括固定在所述腿部底部的滑杆，且所述滑杆水平设置，所述滑杆上设置有与其滑动配合的电磁铁固定座，所述滑杆上设置有第一弹簧；所述足部包括与所述电磁铁固定座的底部固定的足部电磁铁；

所述足部触觉传感器装置包括固定在所述足部电磁铁外部的外壳，所述外壳的下部内壁设置有套在所述足部电磁铁外并与所述外壳的内壁和所述足部电磁铁的外壁滑动连接的滑块，所述外壳的内壁在所述滑块上方，由上至下固定有多个足部触觉传感器，所述外壳内围绕所述足部电池铁固定有多个竖直设置的导向杆，所述滑块上设置有供所述导向杆穿入的导向孔，所述导向杆外套有第二弹簧，所述第二弹簧的底部与所述导向孔的孔底固定连接，所述滑块向上滑动过程中与所述足部触觉传感器接触摩擦触发所述足部触觉传感器。