一种攀爬内墙角机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种攀爬内墙角机器人，所述机器人包括转动轴、对称设置的左支架和右支架，所述左支架和右支架的一端与转动轴铰接，另一端均设有行动轮，行动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线垂直，所述左支架和右支架的中部均设有驱动轮，驱动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线平行，所述左支架与右支架之间设有一推力装置，左支架与右支架之间的夹角大于内墙角，所述驱动轮和行动轮均为全向轮。本装置无需复杂的大动力的吸附技术，便达到行驶过程中动态平衡的目的，吸附稳定，能源利用率低，负载能力强。

A climbing inner wall corner robot

The utility model relates to a climbing inner wall corner robot, which comprises a rotating shaft, a left support and a right bracket arranged symmetrically. One end of the left support and the right bracket is articulated with the rotating shaft, and the other is equipped with an action wheel. The wheel face of the action wheel is tangent to the wall surface and is driven by the motor, the axis and the inner corner line are made. Vertical, the middle of the left and right supports are both equipped with driving wheels. The wheel surface of the driving wheel is tangent to the wall surface and is driven by the motor. The outlet axis is parallel to the inner wall corner line. The left support and the right bracket are equipped with a thrust device. The angle between the left support and the right bracket is larger than the inner wall angle, and the driving wheel and the action wheel are described. They are all directional wheels. Without the need of complex and large dynamic adsorption technology, the device can achieve the purpose of dynamic balance in the course of driving, the adsorption is stable, the utilization rate of energy is low, and the load capacity is strong.

【技术实现步骤摘要】
一种攀爬内墙角机器人
本技术属于攀爬机器人领域，涉及一种攀爬内墙角机器人。
技术介绍
爬墙机器人是指可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器。一般地，爬墙机器人必须具备吸附和移动两个基本功能，要实现机器人的爬墙功能，首先应要实现机器人能够吸附在墙面上，所以吸附技术是核心。纵观全世界，绝大部分的爬墙机器人一般使用以下三种方式吸附：真空吸附，磁吸附和攀援式吸附，真空吸附方式具有不受壁面材料限制的优点，但当壁面凸凹不平时，容易使吸盘漏气，从而使吸附力和承载能力明显下降，导致机器人吸附不稳定，坠落。磁吸附法可分为电磁体和永磁体两种，电磁体式维持吸附力需要电力，但控制较方便。永磁体式不受断电的影响，使用中安全可靠，但控制较为麻烦。磁吸附方式对壁面的凸凹适应性强，且吸附力远大于真空吸附方式，不存在真空漏气的问题，但要求壁面必须是导磁材料，因此严重地限制了爬壁机器人的应用环境。攀援式吸附是通过抓住或勾住壁面的突起实现爬壁，这种方式要求壁面粗糙，对于光滑平面则不合适。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种攀爬内墙角机器人，无需复杂的大动力的吸附技术，便达到行驶过程中动态平衡的目的，吸附稳定，能源利用率低，负载能力强。为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种攀爬内墙角机器人，所述机器人包括转动轴、对称设置的左支架和右支架，所述左支架和右支架的一端与转动轴铰接，另一端均设有行动轮，行动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线垂直，所述左支架和右支架的中部均设有驱动轮，驱动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线平行，所述左支架与右支架之间设有一推力装置，左支架与右支架之间的夹角大于内墙角，所述驱动轮和行动轮均为全向轮。进一步，左支架Ⅰ和右支架Ⅰ分别与转动轴铰接形成V型结构的两边，所述转动轴平行于内墙角棱线设置在V型结构的支点处。进一步，所述全向轮包括活动脚轮和固定脚轮，所述固定脚轮连接电机，所述活动脚轮设置在固定脚轮上，活动脚轮的旋转轴与固定脚轮的出轴线垂直。进一步，所述推力装置为弹性弓片或弹簧。进一步，所述转动轴为活动销。进一步，所述机器人为并列设置的多个，平行于内墙角棱线设置，并通过连接装置连接。本技术的有益效果在于：本专利技术结构简单，控制方便，无需复杂的大动力的吸附技术，便达到行驶过程中动态平衡的目的。无需对墙面有特殊要求，只需改变驱动轮和行动轮的材料来使摩擦力达到爬墙的要求便可，也不需要像负压式吸附一样要求大功率；该专利技术效率高、能耗低、应用范围广，广泛适用于工作在特殊环境中的设备，如高空作业机器人，救灾机器人，侦测机器人等。附图说明为了使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本技术提供如下附图进行说明：图1和图2为本技术的第一种实施例的结构示意图；图3a～3c为本技术的运动状态图；图4为本技术第二种实施例的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本技术的优选实施例进行详细的描述。如图1和图2所示本技术第一种实施例攀爬内墙角机器人，包括转动轴，本实施例转动轴为活动销6。对称设置的左支架71和右支架72，左支架71和右支架72的一端与活动销6铰接，另一端设有行动轮11和12，行动轮11和12的轮面与墙面相切并分别通过电机43和44驱动，出轴线与内墙角棱线垂直，出轴线即为轮子转动的轴线。左支架71和右支架72的中部分别设有驱动轮21和22，驱动轮21和22的轮面与墙面相切并分别通过电机41和42驱动，出轴线与内墙角棱线平行，左支架71与右支架72之间设有一推力装置，本实施例推力装置为弹性弓片5，也可以采用弹簧。左支架1与右支架72之间的夹角大于内墙角，驱动轮和行动轮均为全向轮。全向轮包括活动脚轮和固定脚轮，所述固定脚轮连接电机，所述活动脚轮设置在固定脚轮上，活动脚轮的旋转轴与固定脚轮的出轴线垂直。(全向轮常见的有两种：麦克纳姆轮和连续切换轮；麦克纳姆轮由轮辐和固定在外周的许多小滚子构成，轮子和滚子之间的夹角通常为45°；连续切换轮由一个轮盘和固定在轮盘外周的滚子构成。轮盘轴心同滚子轴心垂直，轮盘绕轴心由电机驱动转动，滚子依次与地面接触，并可绕自身轴心自由转动)。本实施例中，左支架Ⅰ和右支架Ⅰ分别与转动轴铰接形成V型结构的两边，形成三角结构，所述转动轴平行于内墙角棱线设置在V型结构的支点处。左支架71和右支架72的一端与活动销6铰接，电机43和44分别通过传动轴33、34与行动轮11、12安装在一起，使得行动轮1112在竖直方向与墙面垂直接触；电机41、42分别通过传动轴31、32与吸附轮21、22安装在一起，使得吸附轮21、22在水平方向和墙面垂直接触；弹性弓片5的两端分别与机架71、72安装在一起。本技术是使爬墙机器人沿着内墙角平稳自由上下运动。其中包括两个主要的状态，吸附状态和攀爬状态。吸附状态，如图3a所示，当机器人的行动轮和驱动轮与内墙角墙面接触时，在弹性弓片5的推力作用下，使行动轮和驱动轮紧紧压在墙面上，电机41、42驱动驱动轮21、22向墙角线的方向运动，此时驱动轮21、22受到平行墙面指向墙角线的摩擦力f1,该摩擦力f1使得机器人在运动过程中不会脱离内墙角。同样的，机器人在弹性弓片5的推力和重力的作用下，此时行动轮和驱动轮还受到平行墙面，且竖直向上的摩擦力f2的作用，这个摩擦力f2使得机器人不会因为收到重力的作用而下坠。只要弹性弓片5的给的推力满足要求，直到摩擦力f2与重力相等时，机器人可以吸附在内墙角墙面上。在该状态下，始终保持驱动轮21、22的转动方向不发生变化。攀爬状态，如图3b所示，在保持吸附状态的情况下，电机44、43驱动行动轮11、12正反转和停止，可以使得机器人上下运动和停止。如图3c所示，为向下运动的状态，原理类似。如图4所示，第二种实施例，在实施例一的基础上，机器人也可以为并列设置的多个，平行于内墙角棱线设置，并通过连接装置连接，可以提高移动时的稳定性和负载能力。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本技术进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本技术权利要求书所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种攀爬内墙角机器人，其特征在于：所述机器人包括转动轴、对称设置的左支架和右支架，所述左支架和右支架的一端与转动轴铰接，另一端均设有行动轮，行动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线垂直，所述左支架和右支架的中部均设有驱动轮，驱动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线平行，所述左支架与右支架之间设有一推力装置，左支架与右支架之间的夹角大于内墙角，所述驱动轮和行动轮均为全向轮。

【技术特征摘要】
1.一种攀爬内墙角机器人，其特征在于：所述机器人包括转动轴、对称设置的左支架和右支架，所述左支架和右支架的一端与转动轴铰接，另一端均设有行动轮，行动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线垂直，所述左支架和右支架的中部均设有驱动轮，驱动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线平行，所述左支架与右支架之间设有一推力装置，左支架与右支架之间的夹角大于内墙角，所述驱动轮和行动轮均为全向轮。2.根据权利要求1所述的攀爬内墙角机器人，其特征在于：左支架Ⅰ和右支架Ⅰ分别与转动轴铰接形成V型结构的两边，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇峰，胡敏，李应红，王宇俊，方灿，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：新型
国别省市：重庆,50