[发明专利]一种模块化可重构履带式爬壁机器人

摘要

本发明公开了一种模块化可重构履带式爬壁机器人，该爬壁机器人由七个或七个以上的吸附关节构成。每一个吸附关节包括有U形架、支架、A壳体、B壳体、轴、轴套、舵机、电磁铁、A吸盘和B吸盘；A吸盘安装在A壳体上，B吸盘安装在B壳体上，舵机和轴安装在支架上，轴套安装在U形架上，A壳体与B壳体连接且形成一个用于安装电磁铁的空腔，U形架与A壳体连接，支架与B壳体连接。本发明的一种模块化可重构履带式爬壁机器人，通过前一吸附关节的U形架与后一吸附关节的舵机输出轴和轴的连接构成了机器人的串联履带式结构，使得机器人具有多自由度的特征。通过采用七个或七个以上结构相同的吸附关节相接构成履带式机器人，增强了机器人的运动灵活性、吸附可靠性和越障能力。

主权项

1、一种模块化可重构履带式爬壁机器人，其特征在于：由七个或七个以上结构相同的吸附关节构成一个履带式爬壁机器人；所述每一个吸附关节包括有U形架(13)、支架(14)、A壳体(15)、B壳体(16)、轴(17)、轴套(18)、舵机(11)、电磁铁(12)、A吸盘(19a)和B吸盘(19b)；舵机(11)安装在支架(14)的A面板(141)、B面板(142)和C面板(143)之间，且B面板(142)和C面板(143)设置在同一侧；电磁铁(12)安装在A壳体(15)与B壳体(16)连接后形成的空腔中；A吸盘(19a)安装在A壳体(15)的圆形凹槽(151a)内；B吸盘(19b)安装在B壳体(16)的圆孔(161a)内，且用A挡片(161b)和B挡片(161c)作限位；轴(17)的一端安装在支架(14)的A面板(141)的D光孔(141a)内；轴套(18)安装在U形架(13)的B支臂(132)的半环凸台(132b)上，且轴(17)的另一端穿过B半环口(132a)后安装在轴孔(184)内；A壳体(15)的C螺纹孔(154a)、D螺纹孔(155a)、B沉头孔(153c)分别与B壳体(16)的D沉头孔(163e)、C沉头孔(162c)、E螺纹孔(164a)配合，分别采用螺钉实现A壳体(15)与B壳体(16)的连接；U形架(13)的安装板(133)与A壳体(15)的C面板(153)连接在一起；支架(14)的D面板(145)与B壳体(16)的C面板(163)连接在一起；U形架(13)为一体成型件，在U形架(13)上设有A支臂(131)、B支臂(132)和安装板(133)，A支臂(131)和B支臂(132)设置在安装板(133)的两侧；A支臂(131)上设有A减重孔(131e)、A光孔(131b)、B光孔(131c)和C光孔(131d)，该三个光孔用于安装舵柄(11a)；A支臂(131)的端部设有A半环口(131a)，舵机(11)的舵柄(11a)定位在A半环口(131a)内，且通过螺钉穿过该三个光孔与螺母配合实现舵柄(11a)与A支臂(131)固定连接；舵柄(11a)与安装在相邻吸附关节上的舵机的舵机输出轴啮合；B支臂(132)上设有B减重孔(132d)，B支臂(132)的端部设有半环凸台(132b)和B半环口(132a)，半环凸台(132b)上设有五个A螺纹孔(132c)，轴套(18)安装在半环凸台(132b)上；安装板(133)上设有三个减重孔(C减重孔133c、D减重孔133d、E减重孔133e)、A方孔(133a)和B方孔(133b)；在A方孔(133a)内放置A壳体(15)的C面板(153)上的B方形凸台(153e)，以及在B方孔(133b)内放置A壳体(15)的C面板(153)上的A方形凸台(153d)，实现了U形架(13)与A壳体(15)的定位固连；支架(14)为一体成型件，在支架(14)上设有A面板(141)、B面板(142)、C面板(143)和D面板(145)；A面板(141)与B面板(142)、C面板(143)设在D面板(145)的两侧，且B面板(142)与C面板(143)设置在同一侧；A面板(141)上设有D光孔(141a)，该D光孔(141a)用于安装轴(17)的一端，轴(17)的另一端穿过B半环口(132b)后安装在轴套(18)的轴孔(184)内；D面板(145)上设有四个A沉头孔(145a)，该A沉头孔(145a)用于与B壳体(16)上的F螺纹孔(163b)配合后，采用一螺钉实现支架(14)与B壳体(16)的连接；B面板(142)的外侧上设有A定位块(144)，该A定位块(144)与B壳体(16)的C面板(163)上的B定位块(165)配合，C面板(143)与C定位块(166)配合，实现支架(14)与B壳体(18)的定位；A壳体(15)为一体成型件；A壳体(15)上设有A面板(151)、B面板(152)、C面板(153)、A接合处(154)和B接合处(155)；A面板(151)上设有圆形凹槽(151a)，圆形凹槽(151a)内设有椭圆形孔(151b)；该圆形凹槽(151a)用于安装A吸盘(19a)；该椭圆形孔(151b)用于气管通过；在本发明中，气管的一端连接在A吸盘(19a)上，气管的另一端连接在B吸盘(19b)(B吸盘19b安装在B壳体16的A面板161上)上，气管的中部被电磁铁(12)夹紧，当B吸盘(19b)与工作面接触时会产生负压，使得通过B吸盘(19b)与工作面吸附，在电磁铁(12)的作用下，气管将与A吸盘(19a)或者B吸盘(19b)形成密闭空间；B面板(152)上设有F减重孔(152a)、G减重孔(152b)，该两个减重孔能够减轻B面板(152)的重量；C面板(153)上设有A方形凸台(153d)、B方形凸台(153e)、H减重孔(153a)、四个B螺纹孔(153d)和B沉头孔(153c)，该B沉头孔(153c)设在C面板(153)的下方，A方形凸台(153d)和B方形凸台(153e)平行设在C面板(153)的外侧面上，该A方形凸台(153d)卡合在U形架(13)上的B方孔(133b)内，该B方形凸台(153e)卡合在U形架(13)上的A方孔(133a)内，凸台与方孔的定位配合，能够方便地实现A壳体(15)与U形架(13)的装配；A接合处(154)设有C螺纹孔(154a)，该C螺纹孔(154a)与D沉头孔(162e)配合；B接合处(155)设有D螺纹孔(155a)，该D螺纹孔(155a)与C沉头孔(162c)配合；然后，通过螺钉顺次穿过沉头孔、螺纹孔实现A壳体(15)与B壳体(16)的固定连接；在A壳体(15)上设有多个减重孔(F减重孔152a、G减重孔152b、H减重孔153a)，其目的是减轻A壳体(15)的重量；B壳体(16)为一体成型件；B壳体(16)上设有A面板(161)、B面板(162)、C面板(163)和安装座(164)；A面板(161)上设有圆孔(161a)，在该圆孔(161a)内的对称设有A挡片(161b)、B挡片(161c)，B吸盘(19b)安装在圆孔(161a)内，且由两个挡片支撑；B面板(162)上设有I减重孔(162a)、J减重孔(162b)、C沉头孔(162c)，该I减重孔(162a)和J减重孔(162b)减轻了B面板(162)的重量，该C沉头孔(162c)与D螺纹孔(155a)配合，通过螺钉实现A壳体(15)与B壳体(16)的连接；C面板(163)上设有K减重孔(163a)、L减重孔(163c)、M减重孔(163d)、六个F螺纹孔(163b)、B定位块(165)、C定位块(166)和D沉头孔(163e)；该三个减重孔用于减轻了C面板(163)的重量；六个螺纹孔(163b)用于与支架(14)的D面板(145)上的六个A沉头孔(145a)相配合，B定位块(165)与A定位块(144)配合，C定位块(166)与C面板(163)的面配合，D沉头孔(163e)与C螺纹孔(154a)配合，实现支架(14)与B壳体(16)的连接。