复合型爬壁机器人及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112937713A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110362003.X(22)申请日2021.04.02(71)申请人中南大学地址410000湖南省长沙市岳麓区中南大学新校区机电工程学院(72)发明人曾维栋吴敏杰陈明松蔺永诚王秋(74)专利代理机构湖南格创知识产权代理事务所(普通合伙)43263代理人张文(51)Int.Cl.B62D57/024(2006.01)B62D57/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称复合型爬壁机器人及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种复合型爬壁机器人，包括复合型爬壁机器人主体、用于复合型爬壁机器人行走的履带轮装置，在复合型爬壁机器人主体的底部安装有密封裙，所述密封裙与复合型爬壁机器人主体柔性连接，在密封裙中间设有负压腔，在复合型爬壁机器人主体安装有与负压腔连通的负压发生机构，在复合型爬壁机器人主体的两侧分别设置有推力装置，所述推力装置包括旋转架和涵道风扇，旋转架一端固定在飞行爬壁机器人主体上，另一端连接涵道风扇，所述涵道风扇可绕旋转架进行360°旋转。本发明还公开了该复合型爬壁机器人的控制方法。本发明使得复合型爬壁机器人能可靠的在恶劣复杂环境工作，并在发生意外时充分保护设备，大大减小经济损失。CN112937713ACN112937713A权利要求书1/2页1.复合型爬壁机器人，包括复合型爬壁机器人主体（1）、用于复合型爬壁机器人行走的履带轮装置（2），其特征在于：复合型爬壁机器人主体（1）的底部安装有密封裙（103），所述密封裙（103）与所述复合型爬壁机器人主体（1）柔性连接，在密封裙（103）中间设有负压腔（105），在复合型爬壁机器人主体（1）内安装有与负压腔（105）连通的负压发生机构，在复合型爬壁机器人主体（1）的两侧分别设置有推力装置（3），所述推力装置（3）包括旋转架（301）和涵道风扇（303），旋转架（301）一端固定在复合型爬壁机器人主体（1）上，另一端连接涵道风扇（303），所述涵道风扇（303）可绕旋转架（301）进行360°旋转。2.如权利要求1所述的复合型爬壁机器人，其特征在于：所述涵道风扇（303）包括涵道、设置在涵道内的桨叶（304）、驱动桨叶旋转的电机、设置在桨叶（304）前侧的防尘罩（302）。3.如权利要求1所述的复合型爬壁机器人，其特征在于：所述复合型爬壁机器人主体（1）两侧分别设置有安装台（104），所述旋转架（301）固定在所述安装台（104）上。4.如权利要求1所述的复合型爬壁机器人，其特征在于：所述履带轮装置（2）设有四个，四个所述履带轮装置（2）分别设置在此爬壁机器人主体（1）前后两侧，其包括大摩擦系数橡胶履带（201）、主动齿轮（204）、两个从动齿轮（203）和减震固定机构，所述主动齿轮（204）与安装在复合型爬壁机器人主体（1）上的行走电机（102）连接，两个从动齿轮（203）与主动齿轮（204）呈三角形布置，两个从动齿轮（203）分别通过减震固定机构固定在固定架（205）上，所述固定架（205）另一端固定在复合型爬壁机器人主体（1）上，所述大摩擦系数橡胶履带（201）与主动齿轮（204）、从动齿轮（203）间通过轮齿啮合传动。5.如权利要求4所述的复合型爬壁机器人，其特征在于：两个所述减震固定机构呈倒“Y”型分布，包括减震器（202）和叉型架（206），所述减震器（202）一端与固定架（205）连接，另一端与叉型架（206）连接，所述从动齿轮（203）通过心轴（207）安装在叉型架（206）的开口处。6.如权利要求1所述的复合型爬壁机器人，其特征在于：所述复合型爬壁机器人主体（1）包括内部支架和固定在内部支架上的外层高强度塑料蒙皮（101）。7.如权利要求1‑6任意一项所述的复合型爬壁机器人，其特征在于：所述复合型爬壁机器人主体（1）内部设有IMU惯性测量模块和控制模块，所述IMU惯性测量模块用于检测此爬壁机器人主体（1）的加速度变化，所述控制模块根据控制指令和/或IMU惯性测量模块的信号控制履带轮装置（2）、负压发生机构以及推力装置（3）的工作状态。8.权利要求7所述的复合型爬壁机器人的控制方法，其特征在于，包括：当复合型爬壁机器人需转换到与当前壁面间无平滑过度连接的另一壁面时，控制模块收到指令后启动涵道风扇，并控制旋转座旋转相应角度，依靠涵道风扇产生的升力稳定平衡爬壁机器人自重，然后关闭负压发生机构，使此爬壁机器人从当前工作壁面飞离，通过飞行着落到其他工作壁面；当复合型爬壁机器人因与壁面间的正压力不够产生下滑时，IMU惯性测量模块检测到突然滑动产生的加速度，并触发控制模块启动涵道风扇，使涵道