一种可越障的爬壁机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可越障的爬壁机器人，包括：本体支架、吸附机构、垂直运动机构、悬架机构和行走轮；吸附机构的数量至少为两组，垂直运动机构的数量与吸附机构的数量相对应，每个吸附机构均通过相应的垂直运动机构与本体支架相连接；若干行走轮均通过悬架机构与本体支架相连接，通过行走轮能够实现所述可越障的爬壁机器人的移动；本体支架能够支撑所述可越障的爬壁机器人的垂直运动机构和悬架机构。本实用新型专利技术的可越障的爬壁机器人可在垂直或倾斜壁面上自由行走，具有较强的越障能力，具有较好的协调性和平稳性，具有较强的负载能力，可应用在多个领域。

Wall climbing robot capable of surmounting obstacles

The utility model discloses a wall-climbing robot capable of overcoming obstacles, which comprises a body support, an adsorption mechanism, a vertical motion mechanism, a suspension mechanism and a walking wheel; the number of adsorption mechanisms is at least two groups; the number of vertical motion mechanisms corresponds to the number of adsorption mechanisms, and each adsorption mechanism moves through the corresponding vertical motion. The mechanism is connected with the body bracket; a number of walking wheels are connected with the body bracket through the suspension mechanism; the movement of the obstacle-climbing robot can be realized by the walking wheel; the body bracket can support the vertical motion mechanism and the suspension mechanism of the obstacle-climbing robot. The obstacle-climbing robot of the utility model can walk freely on the vertical or inclined wall surface, has strong obstacle-climbing ability, good coordination and stability, and has strong load capacity, and can be applied in many fields.

【技术实现步骤摘要】
一种可越障的爬壁机器人
本技术属于爬壁机器人领域，特别涉及一种可越障的爬壁机器人。
技术介绍
爬壁机器人是指能够在垂直壁面等环境中进行作业的机器人，它作为高空极限作业的一种自动化机械装置，给人类及工业的发展带来了很大的好处，其主要用于：1.探测：对桥梁、核电站、管道、太阳能发电站、大型油漆罐等大型物体进行探测工作；2.检测：对风力发电、化工等方面的无损检测；3.建筑：建筑物的修复和维护等；4.清洁：高楼玻璃幕墙、大型壁面、吊顶等方面的清洁工作；5.运输：建筑物内部的运输，例如消防部门采用机器人传递救助物资进行救援工作。现今爬壁机器人的研究主要有以下几个方面：1.永磁履带式爬壁机器人，采用镶嵌有永磁吸附履带作为移动机构，但是这种机器人只能在磁性壁面进行作业，作业范围局限性较大；2.真空吸盘式爬壁机器人，采用负压吸附、吸盘交替工作的方式实现机器人的吸附与移动，但是这种机器人只能适用于平滑壁面，无越障功能；3.绳索牵引式爬壁机器人，机器人本体无移动功能，通过绳索配合轨道实现机器人的移动，但这种机器人需要牵引装置和轨道，大大加大了制造难度和成本，同时其应用范围也局限于类似可放置轨道如高楼等工作环境；4.多足爬壁机器人，采用腿足式移动机构，足端为带有裙边的铰接式真空吸盘，通过多足的交替工作移动，但是这种机器人稳定性差同时控制复杂。综上所述，现有的工业爬壁机器人的行走机构多是磁吸附的轮式、履带式或轮履式，其普遍存在的问题是：不具备越障移动功能或越障移动能力较差，作业运动中的姿态和运动协调性较差，不能满足复杂轨迹连续运动平稳性和姿态要求；另外，其负载也较低，不具备高负载作业能力，从而导致了目前的爬壁机器人应用范围不广泛。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可越障的爬壁机器人，以解决上述存在的技术问题。本技术的可越障的爬壁机器人可在垂直或倾斜壁面上自由行走，具有较强的越障能力，具有较好的协调性和平稳性，具有较强的负载能力，可应用在多个领域。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种可越障的爬壁机器人，包括：本体支架、吸附机构、垂直运动机构、悬架机构和行走轮；吸附机构的数量至少为两组，垂直运动机构的数量与吸附机构的数量相对应，每个吸附机构均通过相应的垂直运动机构与本体支架相连接，通过每个吸附机构均能够将所述可越障的爬壁机器人吸附在壁面上，通过垂直运动机构能够带动连接的吸附机构靠近和远离壁面，吸附机构能够交替将所述可越障的爬壁机器人吸附在壁面上；若干行走轮均通过悬架机构与本体支架相连接，通过行走轮能够实现所述可越障的爬壁机器人的移动；本体支架能够支撑所述可越障的爬壁机器人的垂直运动机构和悬架机构。进一步的，吸附机构包括吸盘支架和气动吸盘；若干气动吸盘均匀安装在吸盘支架上。进一步的，每个吸附机构的吸盘支架上安装有14个气动吸盘，气动吸盘由弹性材料制成，气动吸盘能够与壁面紧密贴合；气动吸盘均通过管道与抽真空设备相连通。进一步的，垂直运动机构包括气缸；气缸垂直设置于本体支架与吸附机构之间，气缸的缸筒端与本体支架连接，气缸的活塞端与吸附机构相连接，通过活塞的伸缩能够实现吸附机构相对于壁面的垂直运动。进一步的，每个悬架机构均包括减振器、轮毂立柱和若干横臂；减振器的两端分别与本体支架和横臂相连接；每个横臂的两端分别与本体支架和轮毂立柱相连接，轮毂立柱上安装有行走轮。进一步的，横臂的数量为两个，包括上横臂和下横臂；减振器的两端分别与本体支架和悬架机构的上横臂相连接；上横臂和下横臂的一端均通过销轴和耳座与本体支架相连接，另一端均通过球头轴承与轮毂立柱相连接，轮毂立柱通过车轮轴与行走轮相连接，上横臂和下横臂配合减振器能够满足所述可越障的爬壁机器人越障时行走轮的跳动。进一步的，车轮轴与轮毂立柱之间安装有轴承，车轮轴与轴承内圈通过键的方式连接。进一步的，行走轮包括轮毂、轮毂电机及轮胎；轮毂通过车轮轴与悬架机构相连接，轮毂上安装有轮毂电机和轮胎，通过轮毂电机能够驱动行走轮转动，通过行走轮转动能够带动所述可越障的爬壁机器人移动和转向。进一步的，所述爬壁机器人包括两组吸附机构、两组垂直运动机构、一个本体支架、两组悬架机构和两组行走轮，两组吸附机构分别连接两组垂直运动机构，两组垂直运动机构连接本体支架，本体支架连接两组悬架机构，两组悬架机构分别连接行走轮；每组吸附机构包括14个气动吸盘和1个吸盘支架，气动吸盘均安装于吸盘支架上，气动吸盘均与抽真空设备相连通，通过吸附机构能够使所述爬壁机器人吸附在壁面上；每组垂直运动机构包括一组气缸，气缸包括1个垂直气缸的活塞和1个垂直气缸的缸筒，通过垂直运动机构能够提升吸附机构，使吸附机构越过障碍；本体支架能够支撑垂直运动机构及悬架机构；每组悬架机构包括4个悬架横臂吊耳、2个减振器吊耳、1个下横臂、1个上横臂、1个减振器、1个轮毂立柱和2组球头轴承；分别设置与本体支架的两侧，每组行走轮包括1个轮胎、1个轮毂、1个轮毂电机和1个车轮轴，通过行走轮能够带动所述爬壁机器人移动，通过控制轮毂电机的转速可实现所述爬壁机器人的转向。与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术的可越障的爬壁机器人，本体支架作为支撑骨架，具有较强的负载能力，吸附机构在垂直运动机构的带动下交替抬起，未抬起的吸附机构提供吸附力，将爬壁机器人吸附在壁面上，抬起的吸附机构在行走轮带动整个爬壁机器人移动的同时越过障碍。通过垂直运动机构能够使吸附机构具有较大的上升空间，使爬壁机器人具有较强的越障能力。通过吸附机构的交替工作使得整个爬壁机器人具有较好的协调性。在越障时，悬架机构能够满足行走轮的上下跳动，使整个爬壁机器人具有较好的平稳性、稳定性和位姿。本技术的爬壁机器人应用灵活，具有广泛的应用空间。本技术可以代替人工进行相应的作业，其安全性、可靠性、经济实用性及应用前景较好。进一步的，为了实现越障机器人在吸附在壁面上的基础上再进行移动，每组吸附机构上均匀设置有若干个气动吸盘，每个气动吸盘均独立工作，保证了吸附机构工作的稳定性和安全性。进一步的，每个吸附机构上均匀布置有14个气动吸盘，若爬壁机器人需在无障碍的平滑壁面上移动，则气动吸盘全部工作使爬壁机器人整体吸附在壁面上，通过行走轮的转动实现爬壁机器人的整体移动；若其中某一个或两个吸盘出现意外情况，如吸附位置为两块玻璃的交界处，吸盘因不能形成有效真空空间而失去吸附能力，其他吸盘依然能正常工作，不会影响整个机器人正常工作。若爬壁机器人工作壁面会出现一定数量的障碍凸起或凹陷，吸附机构交替工作以使爬壁机器人越过障碍。气动吸盘由弹性材料制成有利于气动吸盘与壁面的紧密贴合。通过抽真空设备能够改变气动吸盘内的气压。进一步的，气缸的缸筒端与本体支架连接，气缸的活塞端与吸附机构相连接。驱动气缸时，通过活塞的伸出和缩回，能够实现吸附机构贴紧和脱离壁面，也能够根据障碍的高度调节吸附机构抬起的高度，有助于快速通过障碍，也进一步提高了爬壁机器人的越障能力。进一步的，通过悬架机构能够适应越障时行走轮的跳动，进一步增强爬壁机器人在越障时的平稳性和稳定性。进一步的，双横臂悬架能进一步提高机器人的越障能力。进一步的，通过控制两个行走轮的轮毂电机转速及转向可实现爬壁机器人的转向及前进后退，操作灵活，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可越障的爬壁机器人，其特征在于，包括：本体支架(3)、吸附机构(1)、垂直运动机构(2)、悬架机构(4)和行走轮(5)；吸附机构(1)的数量至少为两组，垂直运动机构(2)的数量与吸附机构(1)的数量相对应，每个吸附机构(1)均通过相应的垂直运动机构(2)与本体支架(3)相连接，通过每个吸附机构(1)均能够将所述可越障的爬壁机器人吸附在壁面上，通过垂直运动机构(2)能够带动连接的吸附机构(1)靠近和远离壁面，吸附机构(1)能够交替将所述可越障的爬壁机器人吸附在壁面上；若干行走轮(5)均通过悬架机构(4)与本体支架(3)相连接，通过行走轮(5)能够实现所述可越障的爬壁机器人的移动；本体支架(3)能够支撑所述可越障的爬壁机器人的垂直运动机构(2)和悬架机构(4)。

【技术特征摘要】
1.一种可越障的爬壁机器人，其特征在于，包括：本体支架(3)、吸附机构(1)、垂直运动机构(2)、悬架机构(4)和行走轮(5)；吸附机构(1)的数量至少为两组，垂直运动机构(2)的数量与吸附机构(1)的数量相对应，每个吸附机构(1)均通过相应的垂直运动机构(2)与本体支架(3)相连接，通过每个吸附机构(1)均能够将所述可越障的爬壁机器人吸附在壁面上，通过垂直运动机构(2)能够带动连接的吸附机构(1)靠近和远离壁面，吸附机构(1)能够交替将所述可越障的爬壁机器人吸附在壁面上；若干行走轮(5)均通过悬架机构(4)与本体支架(3)相连接，通过行走轮(5)能够实现所述可越障的爬壁机器人的移动；本体支架(3)能够支撑所述可越障的爬壁机器人的垂直运动机构(2)和悬架机构(4)。2.根据权利要求1所述的一种可越障的爬壁机器人，其特征在于，吸附机构(1)包括吸盘支架(1-2)和气动吸盘(1-1)；若干气动吸盘(1-1)均匀安装在吸盘支架(1-2)上。3.根据权利要求2所述的一种可越障的爬壁机器人，其特征在于，每个吸附机构(1)的吸盘支架(1-2)上安装有14个气动吸盘(1-1)，气动吸盘(1-1)由弹性材料制成，气动吸盘(1-1)能够与壁面紧密贴合；气动吸盘(1-1)均通过管道与抽真空设备相连通。4.根据权利要求1所述的一种可越障的爬壁机器人，其特征在于，垂直运动机构(2)包括气缸；气缸垂直设置于本体支架(3)与吸附机构(1)之间，气缸的缸筒(2-2)端与本体支架(3)连接，气缸的活塞(2-1)端与吸附机构(1)相连接，通过活塞(2-1)的伸缩能够实现吸附机构(1)相对于壁面的垂直运动。5.根据权利要求1所述的一种可越障的爬壁机器人，其特征在于，每个悬架机构(4)均包括减振器(4-4)、轮毂立柱(4-5)和若干横臂；减振器(4-4)的两端分别与本体支架(3)和横臂相连接；每个横臂的两端分别与本体支架(3)和轮毂立柱(4-5)相连接，轮毂立柱(4-5)上安装有行走轮(5)。6.根据权利要求5所述的一种可越障的爬壁机器人，其特征在于，横臂的数量为两个，包括上横臂(4-3)和下横臂(4-2)；减振器(4-4)的两端分别与本体支架(3)和悬架机构(4)的上横臂(4-3)相连接；上横臂(4-3)和下横臂(4-2)的一端均通过销轴和耳座与本体支架(3)相连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺利乐，黄天柱，刘小罗，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61