一种爪刺式爬壁机器人的行走机构.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CN107963143A(43)申请公布日2018.04.27(21)申请号201711458175.7(22)申请日2017.12.28(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230031安徽省合肥市蜀山区科学岛蜀山湖路350号(72)发明人徐林森刘进福王容川孔令成徐嘉骏胡晓娟(74)专利代理机构安徽省合肥新安专利代理有限责任公司34101代理人何梅生(51)Int.Cl.B62D57/024(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种爪刺式爬壁机器人的行走机构(57)摘要本发明公开了一种爪刺式爬壁机器人的行走机构，涉及机器人技术领域，包括用于支撑固定的底盘，底盘上对角设置两个主运动舵机和两个切换舵机，主运动舵机用于驱动第一爬行机构和第二爬行机构以实现机器人的爬壁，切换舵机用于切换第一爬行机构或第二爬行机构执行爬壁动作，第一爬行机构和第二爬行机构分别用于在光滑及粗糙的墙壁环境攀爬。本发明设有切换舵机，用于切换第一爬行机构或第二爬行机构执行爬壁动作，分别实现机器人在光滑及粗糙壁面上的攀爬，第二爬行机构通过带有爪刺的爪刺轮和爪刺履带抓紧粗糙壁面，实现粗糙壁面的攀爬；结构简单、可靠，自动化程度高，特别适用于执行陡峭壁面、狭小空间等特殊环境的清洁、检测、救援任务。CN107963143ACN107963143A权利要求书1/1页1.一种爪刺式爬壁机器人的行走机构，包括用于支撑固定的底盘(1)，其特征在于：所述底盘(1)上对角设置两个主运动舵机(21)和两个切换舵机(31)，所述主运动舵机(21)用于驱动第一爬行机构(2)和第二爬行机构(4)以实现机器人的爬壁，所述切换舵机(31)用于切换所述第一爬行机构(2)或所述第二爬行机构(4)执行爬壁动作，所述第一爬行机构(2)和第二爬行机构(4)分别用于在光滑及粗糙的墙壁环境攀爬；同步轴(42)通过轴承连接于所述爪刺带轮支架(46)前端，其内侧连接爪刺轮(43)，两个爪刺带轮(44)分别位于所述爪刺带轮支架(46)前端和末端，并分别连接于所述同步轴(42)外侧及通过轴与所述爪刺带轮支架(46)转动连接，爪刺履带(45)与两个爪刺带轮(44)配合；弹簧(47)两端分别与所述传动支架(32)末端及所述爪刺带轮支架(46)前端连接，构成所述第二爬行机构(4)；每个切换舵机(31)通过切换传动机构驱动两个对称设于其两侧的传动支架(32)，每个传动支架(32)末端均通过一个爪刺带轮支架(46)连接有一个第二爬行机构(4)；每个主运动舵机(21)通过传动机构驱动两个对称设于其两侧的同步轴(42)，进而驱动所述第二爬行机构(4)执行爬壁动作。2.根据权利要求1所述的一种爪刺式爬壁机器人的行走机构，其特征在于：所述爪刺履带(45)由黏附材料以及爪刺复合制造而成，其上设置的爪刺沿所述爪刺履带(45)节线方向阵列排布，共十一排，爪刺与壁面的倾斜角为45°。3.根据权利要求1或2所述的一种爪刺式爬壁机器人的行走机构，其特征在于：所述爪刺轮(43)由多个弹性薄片结构构成。4.根据权利要求1或2所述的一种爪刺式爬壁机器人的行走机构，其特征在于：所述爪刺轮(43)上爪刺的倾斜角为45°。5.一种爪刺式爬壁机器的爪刺轮的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：将爪刺安装于爪刺轮的管线内，然后将管线与爪刺沟槽粘合。2CN107963143A说明书1/5页一种爪刺式爬壁机器人的行走机构技术领域[0001]本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种用于爬壁机器人的行走机构。背景技术[0002]机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人在生产业、建筑业等领域得到广泛应用，尤其常见用于协助或替代人类进行危险作业或在人类无法到达的区域进行作业。[0003]爬壁机器人是机器人中常见的类型，可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业。爬壁机器人通常采用真空吸盘、磁铁和普通粘附材料的方式进行粘附。然而，自然界和人类生活环境中大多数壁面是粗糙、多孔、多裂缝且布满灰尘的(例如石头、水泥、砖块外墙面)，这三种粘附方式均不适用。[0004]近年来，受到壁虎、甲虫等可以在墙面上攀爬的动物的启发，以干粘附、湿粘附及爪刺抓附为代表的仿生粘附方式开始兴起。目前，人造仿生干粘附和湿粘附材料只适用于洁净、光滑的壁面，还不能适应粗糙和多灰尘的壁面。此外，采用该种粘附方式的机器人运动形式单一，支持负载较小，也无法实现机器人在光滑与粗糙平面之间的完美切换。[0005]通过专利检索，存在以下已知的技术方案：[0006]专利1：[0007]申请号：201610870706.2，申请日：2016.0