[发明专利]一种具有触感的无源负压吸附微小型爬壁机器人足部机构

摘要

本发明公开了一种具有触感的无源负压吸附微小型爬壁机器人足部机构，包括控制系统以及连接机器人腿部的足径，足径的下端通过踝关节与吸附机构相连；吸附机构包括刚性支撑体、弹性材料制成的唇边、滤网、步进电机、齿轮以及聚偏氟乙烯压电薄膜传感器，压电薄膜传感器包括三个压电薄膜，分别呈环状均匀的贴附在唇边的内侧，既可以测得机器人与壁面之间总的压力值，又能感知壁面的平整度；控制模块根据传感器反馈的信息调整足部机构吸附力的大小以及踝关节旋转的角度，从而爬壁机器人能够自适应壁面的曲率变化，并且稳定的吸附在壁面上；该足部机构体积小，结构简单，不需要真空源并具有一定的吸附能力，因而可以作为微小型爬壁机器人的足部机构。

主权项

1.一种具有触感的无源负压吸附微小型爬壁机器人足部机构，其特征在于，包括控制系统、足径、踝关节、吸附机构；其中，足径的上端连接爬壁机器人腿部，下端通过踝关节连接吸附机构；控制系统包括控制模块、步进电机驱动器、信号调理电路；所述吸附机构包括带锯齿的导杆、齿轮、步进电机、刚性支撑体、密封空腔、唇边、滤网及压电薄膜传感器；刚性支撑体为无下底的空心圆柱状结构，密封空腔为壁面呈波浪形的圆筒状结构，且密封空腔置于刚性支撑体内，刚性支撑体上底安装有步进电机，步进电机的转子前端装有齿轮，带锯齿的导杆上端与踝关节相连，下端穿过刚性支撑体的上底与密封空腔相连，且带锯齿的导杆上的锯齿与齿轮啮合，当齿轮转动时，带动带锯齿的导杆上下往复运动；刚性支撑体下端连接唇边，唇边为吸盘状结构，滤网安装于唇边的中间，压电薄膜传感器包括三个大小相同的扇环形的压电薄膜，且压电薄膜贴附于唇边的下表面，相邻两个压电薄膜之间存在空隙；信号调理电路用于将压电薄膜传感器采集的信号进行放大、滤波并转换成数字信号传输给控制模块，步进电机驱动器用于将控制模块输出的控制信号传输给步进电机和踝关节，从而驱动步进电机和踝关节运动。