步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人制造技术

一种步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人，包括机器人本体、分别安装在机器人本体上的传感及通信系统、控制系统，机器人本体的前后均设有向外张开的爬行腿；该爬行腿包括上盖、步伐式墙面附着行走装置、驱动装置，驱动装置的顶端与上盖连接，驱动装置的底端与步伐式墙面附着行走装置连接；且步伐式墙面附着行走装置的输入端与驱动装置的输出端连接，驱动装置与控制系统的输入输出端连接；传感及通信系统与控制系统的输入端连接。本发明专利技术可很好地在不光洁外墙面裂缝行走，其性能可靠，能根据探测结果灵活改变前进路线，可高质量采集墙面裂缝信息图像和根据当前风速及雨量信息返航，具有自动化程度高、重量轻，体积较小等特点，易于推广使用。

Walking Attachment Walking Wall Crack Detection Robot

A walking wallboard crack detection robot is composed of a robot body, a sensing and communication system and a control system installed on the robot body respectively. The robot body is equipped with outward open climbing legs both front and rear. The climbing legs include an upper cover, a walking device attached to the wallboard, a driving device, a top of the driving device connected with the upper cover, and a driving device. The bottom end is connected with the walking device attached to the step wall, and the input end of the walking device attached to the step wall is connected with the output end of the driving device, the driving device is connected with the input and output end of the control system, and the input end of the sensing and communication system is connected with the input end of the control system. The invention can walk well in the cracks on the unclean outer wall, has reliable performance, can flexibly change the advancing route according to the detection results, can collect the crack information image of the wall with high quality and return to sea according to the current wind speed and rainfall information, has the characteristics of high automation, light weight and small volume, and is easy to popularize and use.

【技术实现步骤摘要】
步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人
本专利技术涉及一种墙面裂缝检测机器人，特别是一种步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人。
技术介绍
随着社会的发展和科技的进步，楼房的外墙面作业逐渐采用机器人替代传统的人工操作，从而大大降低了作业风险。目前墙面裂缝检测的外墙行走机器人多是吸盘方式，这种吸盘式的外墙行走机器人存在以下不足之处：1.对墙面要求较高：由于采用的是吸盘式，要求墙面光滑，当遇到墙面不光滑时，这种机器人就不适用；2.容易脱落：吸盘吸力小，容易脱落；3.重量重、复杂程度及成本高：当采用大吸力真空吸盘时，需要配置额外的气源系统，会增加机器人的重量和复杂程度及成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人，以解决现有技术存在的对墙面要求较高、容易脱落、增加机器人重量和复杂程度及成本的不足之处。解决上述技术问题的技术方案是：一种步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人，包括机器人本体、分别安装在机器人本体上的传感及通信系统、控制系统，所述机器人本体的前后均设有向外张开的爬行腿；该爬行腿包括上盖、步伐式墙面附着行走装置、驱动装置，所述的上盖与机器人本体的底部连接，驱动装置的顶端与上盖连接，驱动装置的底端与步伐式墙面附着行走装置连接；步伐式墙面附着行走装置的输入端与驱动装置的输出端连接，驱动装置与控制系统的输入输出端连接；所述的传感及通信系统与控制系统的输入端连接。本专利技术的进一步技术方案是：所述的步伐式墙面附着行走装置包括前后连接在一起的压紧附着爪、悬空附着爪；压紧附着爪在前、后爬行腿上的安装位置相同，而悬空附着爪在前、后爬行腿上的安装位置不同：前爬行腿上的悬空附着爪位置与机器人本体之间的垂直距离比后爬行腿上的悬空附着爪位置与机器人本体之间的垂直距离小。本专利技术的进一步技术方案是：所述的压紧附着爪、悬空附着爪均包括十字楔形附着块、铰链关节、弧形板簧、U形刚性支撑块、锁紧螺杆、锁紧电机、支撑板；所述的十字楔形附着块通过铰链关节连接在弧形板簧的底部，弧形板簧的顶部下方还连接有所述的U形刚性支撑块；所述的锁紧电机安装在U形刚性支撑块上，且锁紧电机的输入端与控制系统的输出端连接，锁紧电机的输出端通过锁紧螺杆连接在弧形板簧的顶部，弧形板簧的顶部上方连接有支撑板；压紧附着爪的支撑板与悬空附着爪的支撑板之间通过下层旋转板连接在一起，下层旋转板还与驱动装置连接。本专利技术的再进一步技术方案是：所述的驱动装置包括位于上层的正弦步伐前进装置和位于下层的步伐式旋转前进装置，正弦步伐前进装置和步伐式旋转前进装置连接在一起。本专利技术的再进一步技术方案是：所述的步伐式旋转前进装置包括用于控制压紧附着爪和悬空附着爪的两个下层旋转电机，该下层旋转电机的输入端与控制系统的输出端连接，下层旋转电机通过下支撑板安装下层旋转板上，且下层旋转电机的输出端通过下旋转轴与下层旋转板连接。本专利技术的再进一步技术方案是：所述的正弦步伐前进装置包括上层电机、上层旋转板、正弦机构中间轴、正弦机构十字滑块、正弦机架；所述的上层电机用于控制下层旋转电机位置及正弦驱动步伐前进，该上层电机与正弦机构十字滑块的底部固定连接，上层电机的输入端与控制系统的输出端连接，上层电机的输出端通过上旋转轴与上层旋转板连接；上层旋转板与下层旋转电机的顶部固定连接，且上层旋转板还与正弦机构中间轴的底部固定连接，正弦机构中间轴的上部套在正弦机构十字滑块的空心槽内，所述的正弦机架与上盖的底部固定连接，正弦机架上设有滑行槽，所述的正弦机构十字滑块与该滑行槽往复滑动配合，且正弦机构十字滑块通过连接块与上盖连接。本专利技术的再进一步技术方案是：所述的爬行腿还包括导向装置，该导向装置包括有导向摄像头、转向电机，所述的导向摄像头安装在前方爬行腿的上盖前端，用于判断前进路径，该导向摄像头的输出端与控制系统的输入端连接；所述转向电机安装在连接块上，用于使机器人爬行及转向0°至90°，以更改机器人前进路线，该转向电机的输入端与控制系统的输出端连接，转向电机的输出轴通过轴承与正弦机构十字滑块连接。本专利技术的进一步技术方案是：该机器人还包括墙面裂缝视觉检测系统，所述的墙面裂缝视觉检测系统包括检测摄像头、中心照明灯、环绕照明灯，检测摄像头、中心照明灯分别安装在机器人本体底面的中部，环绕照明灯安装在机器人本体底面的四周，检测摄像头与控制系统的输入输出端连接，中心照明灯、环绕照明灯分别与控制系统的输出端连接。本专利技术的进一步技术方案是：所述的传感及通信系统包括收发天线装置、风速及与雨量传感器，收发天线装置的输入输出端与控制系统连接，收发天线装置的输入输出端还与上位机无线连接；所述的风速及与雨量传感器的输出端与控制系统的输入端连接。本专利技术的更进一步技术方案是：在机器人本体内还设有向步伐式墙面附着行走装置、驱动装置、控制系统供电的充电锂电池，机器人本体的壳体上还设有锂电池散热孔、充电接口、充电指示灯，所述的锂电池散热孔设于充电锂电池正对的侧壁上；所述充电接口和充电指示灯设置在充电锂电池附近的侧壁上。由于采用上述结构，本专利技术之步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人与现有技术相比，具有以下有益效果：1.可很好地在不光洁外墙面行走由于本专利技术包括机器人本体、分别安装在机器人本体上的传感及通信系统、控制系统，机器人本体的前后均设有向外张开的爬行腿；该爬行腿包括上盖、步伐式墙面附着行走装置、驱动装置，驱动装置的顶端与上盖连接，驱动装置的底端与步伐式墙面附着行走装置连接；且步伐式墙面附着行走装置的输入端与驱动装置的输出端连接，驱动装置与控制系统的输入输出端连接；所述的传感及通信系统与控制系统的输入端连接。因此，本专利技术通过步伐式墙面附着行走装置可实现步伐式前进运动，从而可很好地在不光洁外墙面裂缝行走。进一步地，本专利技术的步伐式墙面附着行走装置是基于板簧反向锁紧附着装置，包括前后连接在一起的压紧附着爪、悬空附着爪；该压紧附着爪、悬空附着爪均包括十字楔形附着块、铰链关节、弧形板簧、U形刚性支撑块、锁紧螺杆、锁紧电机、支撑板。十字楔形附着块在受到弧形板簧的压力时向外侧滑动，通过弧形板簧形成正压力将产生摩擦力，正压力越大能提供的摩擦力越大，四个步伐式墙面附着行走装置同时有8个十字楔形附着块工作，足够抵御设备的重力，可使设备稳固吸附于墙面，而且由于多点吸附对墙面的光洁度无要求。而本专利技术的驱动装置是采用双层旋转结构进行步伐式运动控制，包括位于上层的正弦步伐前进装置和位于下层的步伐式旋转前进装置，正弦步伐前进装置的上层电机可以使上层旋转板旋转180°，使其旋转到下层旋转电机及下层旋转板连接前进位置正上方，每次使上层旋转板转过180°，通过正弦步伐前进机构可以使得机器人本体前进一个上层旋转板长度的距离。通过上层电机与下层旋转电机的配合，可形成上层正弦驱动与下层压紧附着机构旋转的上下双层连续的步伐式前进运动，实现连续快速前进。因此，本专利技术可保证能很好地在不光洁外墙面裂缝行走，其对墙面要求不高。2.性能可靠本专利技术的步伐式墙面附着行走装置是基于板簧反向锁紧附着装置，能适应不光洁外墙面，且多点接触，锁紧力大，附着稳固，不容易脱落。驱动装置采用双层旋转结构进行步伐式运动控制，上层采用正弦步伐前进装置，下层采用步伐式旋转前进装置，可按照步伐式协调迈进，运动平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人，包括机器人本体（1）、分别安装在机器人本体（1）上的传感及通信系统（2）、控制系统（3），其特征在于：所述机器人本体（1）的前后均设有向外张开的爬行腿（11）；该爬行腿（11）包括上盖（111）、步伐式墙面附着行走装置、驱动装置（113），所述的上盖与机器人本体（1）的底部连接，驱动装置（113）的顶端与上盖（111）连接，驱动装置（113）的底端与步伐式墙面附着行走装置连接；步伐式墙面附着行走装置的输入端与驱动装置（113）的输出端连接，驱动装置（113）与控制系统（3）的输入输出端连接；所述的传感及通信系统（2）与控制系统（3）的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人，包括机器人本体（1）、分别安装在机器人本体（1）上的传感及通信系统（2）、控制系统（3），其特征在于：所述机器人本体（1）的前后均设有向外张开的爬行腿（11）；该爬行腿（11）包括上盖（111）、步伐式墙面附着行走装置、驱动装置（113），所述的上盖与机器人本体（1）的底部连接，驱动装置（113）的顶端与上盖（111）连接，驱动装置（113）的底端与步伐式墙面附着行走装置连接；步伐式墙面附着行走装置的输入端与驱动装置（113）的输出端连接，驱动装置（113）与控制系统（3）的输入输出端连接；所述的传感及通信系统（2）与控制系统（3）的输入端连接。2.根据权利要求1所述的步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人，其特征在于：所述的步伐式墙面附着行走装置包括前后连接在一起的压紧附着爪（112a）、悬空附着爪（112b）；压紧附着爪（112a）在前、后爬行腿上的安装位置相同，而悬空附着爪（112b）在前、后爬行腿上的安装位置不同：前爬行腿上的悬空附着爪位置与机器人本体（1）之间的垂直距离比后爬行腿上的悬空附着爪位置与机器人本体（1）之间的垂直距离小。3.根据权利要求2所述的步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人，其特征在于：所述的压紧附着爪（112a）、悬空附着爪（112b）均包括十字楔形附着块（1121）、铰链关节（1122）、弧形板簧（1123）、U形刚性支撑块（1124）、锁紧螺杆（1125）、锁紧电机（1126）、支撑板（1127）；所述的十字楔形附着块（1121）通过铰链关节（1122）连接在弧形板簧（1123）的底部，弧形板簧（1123）的顶部下方还连接有所述的U形刚性支撑块（1124）；所述的锁紧电机（1126）安装在U形刚性支撑块（1124）上，且锁紧电机（1126）的输入端与控制系统的输出端连接，锁紧电机（1126）的输出端通过锁紧螺杆（1125）连接在弧形板簧（1123）的顶部，弧形板簧（1123）的顶部上方连接有支撑板（1127）；压紧附着爪（112a）的支撑板（1127）与悬空附着爪（112b）的支撑板（1127）之间通过下层旋转板（1128）连接在一起，下层旋转板（1128）还与驱动装置（113）连接。4.根据权利要求3所述的步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人，其特征在于：所述的驱动装置（113）包括位于上层的正弦步伐前进装置（1131）和位于下层的步伐式旋转前进装置（1132），正弦步伐前进装置（1131）和步伐式旋转前进装置（1132）连接在一起。5.根据权利要求4所述的步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人，其特征在于：所述的步伐式旋转前进装置（1132）包括用于控制压紧附着爪（112a）和悬空附着爪（112b）的两个下层旋转电机（11321），该下层旋转电机（11321）的输入端与控制系统（3）的输出端连接，下层旋转电机（11321）通过下支撑板（11323）安装下层旋转板（1128）上，且下层旋转电机（11321）的输出端通过下旋转轴（11322）与下层旋转板（1128）连接。6.根据权利要求5所述的步伐式附着行走墙面裂缝检测机器人，其特征在于：所述的正弦步伐前进装置（1131）包括上层电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，杨春带，孙荣敏，潘宇倩，刘日飞，吴宇鑫，管国盛，谭敏，张金省，
申请(专利权)人：广西科技大学鹿山学院，
类型：发明
国别省市：广西,45