一种可自主上壁的飞行爬壁机器人及其使用方法.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CN110871857A(43)申请公布日2020.03.10(21)申请号201911120946.0(22)申请日2019.11.15(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人张彦吴优代海红占洋马梓焱(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人王丹(51)Int.Cl.B62D57/024(2006.01)B62D63/02(2006.01)B62D63/04(2006.01)G08C17/02(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图5页(54)发明名称一种可自主上壁的飞行爬壁机器人及其使用方法(57)摘要一种可自主上壁的飞行爬壁机器人，包括机器人壳体及其上设置的前主旋翼机构、后主旋翼机构、前副旋翼机构与后副旋翼机构，其中，前、后主旋翼机构中主旋翼叶片所在的主旋转区与机器人壳体的顶面相平行，前、后副旋翼机构中副旋翼叶片所在的副旋转区与机器人壳体的顶面相垂直，机器人壳体的四角各经驱动杆、转向舵机与方形履带轮相连接，机器人壳体前端的开口槽经辅助舵机与带伸缩杆的伸缩装置相连接，且在机器人壳体上设置有一个与其余设备进行信号连接的飞行控制器。本设计可以实现地面、自主上壁、壁面转换等爬壁行为，不仅适应性较强，自动化程度高，而且控制的稳定性较强，适合远程操控，具有广阔的应用前景。CN110871857ACN110871857A权利要求书1/3页1.一种可自主上壁的飞行爬壁机器人，包括机器人壳体（2）及其上设置的旋翼装置，其特征在于：所述旋翼装置包括与机器人壳体（2）的顶面相连接的前主旋翼机构（3）、后主旋翼机构（30），以及与机器人壳体（2）的侧面相连接的前副旋翼机构（4）、后副旋翼机构（40）；所述前主旋翼机构（3）、后主旋翼机构（30）的结构一致，均包括主旋翼叶片（31），所述前副旋翼机构（4）、后副旋翼机构（40）的结构一致，均包括副旋翼叶片（41），所述主旋翼叶片（31）所在的主旋转区（32）与机器人壳体（2）的顶面相平行，所述副旋翼叶片（41）所在的副旋转区（42）与机器人壳体（2）的顶面相垂直；所述机器人壳体（2）的四角各经一根驱动杆（51）与转向舵机（52）相连接，转向舵机（52）的输出端与方形履带轮（5）相连接；所述机器人壳体（2）的前端的两侧各开设有一个开口槽（21），该开口槽（21）的槽壁与辅助舵机（61）相连接，辅助舵机（61）的输出端与伸缩装置（6）相连接，该伸缩装置（6）包括一根伸缩杆（62）；所述机器人壳体（2）上设置有一个飞行控制器（22），该飞行控制器（22）与前主旋翼机构（3）、后主旋翼机构（30）、前副旋翼机构（4）、后副旋翼机构（40）、转向舵机（52）、方形履带轮（5）、辅助舵机（61）、伸缩装置（6）进行信号连接；前、后主旋翼机构（3，30）提供与机器人壳体（2）的顶面相垂直的驱动力，前、后副旋翼机构（4,40）提供与机器人壳体（2）的侧面相平行的驱动力，飞行控制器（22）通过控制前、后主旋翼机构（3，30）和前、后副旋翼机构（4,40）的停转和转速，对机器人壳体（2）的姿态进行调整，加上方形履带轮（5）、伸缩装置（6）的转动，进一步调整机器人壳体（2）的姿态。2.根据权利要求1所述的一种可自主上壁的飞行爬壁机器人，其特征在于：所述前副旋翼机构（4）包括前左副旋翼机构（401）与前右副旋翼机构（402），所述后副旋翼机构（40）包括后左副旋翼机构（403）与后右副旋翼机构（404），所述前左副旋翼机构（401）、前右副旋翼机构（402）、后左副旋翼机构（403）、后右副旋翼机构（404）各经一根副曲连接杆（45）与机器人壳体（2）的侧面相连接，所述前左副旋翼机构（401）、后左副旋翼机构（403）均位于机器人壳体（2）的左侧，所述前右副旋翼机构（402）、后右副旋翼机构（404）均位于机器人壳体（2）的右侧。3.根据权利要求2所述的一种可自主上壁的飞行爬壁机器人，其特征在于：所述前左副旋翼机构（401）、前右副旋翼机构（402）、后左副旋翼机构（403）、后右副旋翼机构（404）的结构一致，都包括副旋翼叶片（41）、副无刷电调（43）与副无刷电机（44），所述副无刷电机（44）的底端经副曲连接杆（45）与机器人壳体（2）的侧面相连接，副无刷电机（44）的侧围与副旋翼叶片（41）的内端相连接，且副无刷电机（44）经副无刷电调（43）与飞行控制器（22）进行信号连接。4.根据权利要求1、2或3所述的一种可自主上壁的飞行爬壁机器人，其特征在于：所述伸缩装置（6）包括步进电机（63）、伸缩杆（62）、齿轮（64）与辅助轮（65），所述步进电机（63）的内端与辅