检测航空发动机叶片的爬行机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种检测航空发动机叶片的爬行机器人，检测航空发动机叶片的爬行机器人中，四条三自由度多姿态转换仿生单腿模块，其对称安装于机体，脚掌设有采集作用力数据的力传感器，第三舵机旋转带动脚掌和小腿支架旋转；尾部电机及头部电机分别安装在机体上且相对于机体对称布置；尾部电机及头部电机分别带动第一惯性配重转子和第二惯性配重转子以维持运动的平衡；控制板连接力传感器、第一舵机、第二舵机、第三舵机、尾部电机及头部电机，响应于作用力数据，控制板发送指令到第一舵机、第二舵机、第三舵机、尾部电机及头部电机以控制爬行机器人的双向的运动轨迹和平衡。

【技术实现步骤摘要】
检测航空发动机叶片的爬行机器人
本专利技术涉及航空发动机叶片检测
，尤其涉及一种检测航空发动机叶片的爬行机器人。
技术介绍
检测航空发动机叶片的爬行机器人是当今机器人研究领域最受关注的课题之一，它集机械，电子，计算机，材料，传感器，控制技术及人工智能等多门学科于一体，反映了一个国家的智能化和自动化研究水平，同时也作为一个国家高科技实力的重要标志，各发达国家在该领域相继投入巨资开展研究。现代喷气发动机内部拥有极其复杂的高科技部件，在高温，高压状态下很容易出现损坏。另外，空气中异物和一些人为杂物也能导致发动机内部部分通路堵塞，地勤人员一般要耗费大量的时间和精力在“寸土寸金”的发动机内部去维护和修理。航空发动机检测爬行机器人的出现能替代人力进行维护和修理，提高效率和时间。目前国内外的研究机构研制出的各类爬行机器人，主要是适应于单向运动，只适用于某种特定任务，无法满足航空发动机叶片检测的复杂要求。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种检测航空发动机叶片的爬行机器人，旨在解决现有航空发动机内部复杂狭小空间，以往需要大量的地勤人员耗费宝贵的时间爬行到发动机内部去维护和修理，且目前存在的爬行机器人只能单向运动，且不能用于对航空发动机叶片进行缺陷检测的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人包括，机体；四条三自由度多姿态转换仿生单腿模块，其对称安装于所述机体，所述三自由度多姿态转换仿生单腿模块包括，第一舵机，其安装连接于机体上以带动三自由度多姿态转换仿生单腿模块上升或下降，第二舵机框架，其安装在所述第一舵机的输出轴上，第二舵机，其安装于所述第二舵机框架内，大腿支架，其一端安装于第二舵机的输出轴上，另一端安装在第三舵机框架上，第三舵机，其安装在第三舵机框架内，第三舵机及第三舵机框架在第二舵机旋转带动下旋转，小腿支架，其一端安装在第三舵机的输出轴上，另一端安装在小腿上，脚掌，其设有采集作用力数据的力传感器，第三舵机旋转带动所述脚掌和小腿支架旋转；尾部电机及头部电机，其分别安装在所述机体上且相对于机体对称布置；第一惯性配重转子和第二惯性配重转子，其分别安装在所述尾部电机及头部电机上，尾部电机及头部电机分别带动第一惯性配重转子和第二惯性配重转子以维持运动的平衡；控制板，其连接所述力传感器、第一舵机、第二舵机、第三舵机、尾部电机及头部电机，响应于所述作用力数据，所述控制板发送指令到第一舵机、第二舵机、第三舵机、尾部电机及头部电机以控制爬行机器人的双向的运动轨迹和平衡。所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人中，脚掌包括，腿柱，其支承脚掌，力传感器，其连接腿柱以实时监测脚掌的作用力数据，球关节，其连接所述腿柱以调节小腿脚掌姿态，黏附刚毛的应变传感器，其设在脚掌底面，所述刚毛与航空发动机叶片之间发生黏附或脱附，所述应变传感器测量叶片的应变数据。所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人中，黏附刚毛的应变传感器包括，上电极，其包括固定于小腿脚掌底部的上电极基底和设在上电极基底的上电极线，中介层，其层叠于所述上电极，下电极，其包括层叠于所述中介层的下电极基底，多个刚毛，其黏附于所述下电极外表面。所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人中，所述刚毛包括仿生黏附材料3D打印的壁虎刚毛微结构。所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人中，爬行机器人接触阶段，脚掌平面与航空发动机叶片表面平行，脚掌及其底部的刚毛垂直下落向脚掌平面传递预压力，使得刚毛与航空发动机叶片贴合在一起，爬行机器人运动阶段，脚掌及其刚毛与航空发动机叶片表面粘合牢固，三个舵机转动向后拉动脚掌使得身体前向运动；爬行机器人脱附阶段，与爬行机器人成一定倾斜角度的转轴向脚掌的应变传感器施加非法相的脱附力，使得阵列刚毛发生不同程度的形变，在形变较大区域首先发生脱附，从而达到逐渐将脚掌从航空发动机叶片表面撕脱。所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人中，所述黏附刚毛的应变传感器连接应变数据采集仪，控制板控制脚掌的运动轨迹以执行和切换爬行机器人接触阶段、爬行机器人运动阶段和爬行机器人脱附阶段且应变数据采集仪得到相应航空发动机叶片应变数据。所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人中，上电极基底和下电极基底均由聚二甲基硅氧烷材料构成，所述中介层设有多个圆柱微结构。所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人中，所述第一舵机的输出轴线与机体中心轴线相交，第二舵机的输出轴线与第一舵机的输出轴相交，第三舵机的输出轴线与第二舵机输出轴线平行。所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人中，所述爬行机器人还包括第一支承板，其设在机体上以支承所述控制板，第二支承板，其设在机体且位于所述第一支承板上方以支承可拆卸连接电源，所述电源连接所述控制板，第三支承板，其设在机体且位于所述第二支承板上方以支承用于采集应变数据的应变数据采集仪，其连接所述应变传感器。所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人中，所述第一支承板、第二支承板和第三支承板为铝合金板，所述电源为锂电池。在上述技术方案中，本专利技术提供的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人，具有以下有益效果：本专利技术机器人通过合理的改善机体的尺寸适合于航空发动机内部复杂狭小空间的检测，通过在小腿脚掌上安装带有黏附刚毛的应变传感器，可以实现航空发动机叶片内部和表面缺陷的检测，且头部和尾部均安装有惯性配重转子，由于机器人上下左右结构对称故可以实现双向运动。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是检测航空发动机叶片的爬行机器人的结构示意图；图2是检测航空发动机叶片的爬行机器人的侧视示意图；图3是检测航空发动机叶片的爬行机器人的小腿脚掌的示意图；图4是检测航空发动机叶片的爬行机器人的应变传感器主视示意图；图5是检测航空发动机叶片的爬行机器人应变传感器侧视示意图；具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图图1至图5，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测航空发动机叶片的爬行机器人，其特征在于，其包括，/n机体；/n四条三自由度多姿态转换仿生单腿模块，其对称安装于所述机体，所述三自由度多姿态转换仿生单腿模块包括，/n第一舵机，其安装连接于机体上以带动三自由度多姿态转换仿生单腿模块上升或下降，/n第二舵机框架，其安装在所述第一舵机的输出轴上，/n第二舵机，其安装于所述第二舵机框架内，/n大腿支架，其一端安装于第二舵机的输出轴上，另一端安装在第三舵机框架上，/n第三舵机，其安装在第三舵机框架内，第三舵机及第三舵机框架在第二舵机旋转带动下旋转，/n小腿支架，其一端安装在第三舵机的输出轴上，另一端安装在小腿上，/n脚掌，其设有采集作用力数据的力传感器，第三舵机旋转带动所述脚掌和小腿支架旋转；/n尾部电机及头部电机，其分别安装在所述机体上且相对于机体对称布置；/n第一惯性配重转子和第二惯性配重转子，其分别安装在所述尾部电机及头部电机上，尾部电机及头部电机分别带动第一惯性配重转子和第二惯性配重转子以维持运动的平衡；/n控制板，其连接所述力传感器、第一舵机、第二舵机、第三舵机、尾部电机及头部电机，响应于所述作用力数据，所述控制板发送指令到第一舵机、第二舵机、第三舵机、尾部电机及头部电机以控制爬行机器人的双向的运动轨迹和平衡。/n...

【技术特征摘要】
1.一种检测航空发动机叶片的爬行机器人，其特征在于，其包括，
机体；
四条三自由度多姿态转换仿生单腿模块，其对称安装于所述机体，所述三自由度多姿态转换仿生单腿模块包括，
第一舵机，其安装连接于机体上以带动三自由度多姿态转换仿生单腿模块上升或下降，
第二舵机框架，其安装在所述第一舵机的输出轴上，
第二舵机，其安装于所述第二舵机框架内，
大腿支架，其一端安装于第二舵机的输出轴上，另一端安装在第三舵机框架上，
第三舵机，其安装在第三舵机框架内，第三舵机及第三舵机框架在第二舵机旋转带动下旋转，
小腿支架，其一端安装在第三舵机的输出轴上，另一端安装在小腿上，
脚掌，其设有采集作用力数据的力传感器，第三舵机旋转带动所述脚掌和小腿支架旋转；
尾部电机及头部电机，其分别安装在所述机体上且相对于机体对称布置；
第一惯性配重转子和第二惯性配重转子，其分别安装在所述尾部电机及头部电机上，尾部电机及头部电机分别带动第一惯性配重转子和第二惯性配重转子以维持运动的平衡；
控制板，其连接所述力传感器、第一舵机、第二舵机、第三舵机、尾部电机及头部电机，响应于所述作用力数据，所述控制板发送指令到第一舵机、第二舵机、第三舵机、尾部电机及头部电机以控制爬行机器人的双向的运动轨迹和平衡。


2.根据权利要求1所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人，其特征在于，优选的，脚掌包括，
腿柱，其支承脚掌，
力传感器，其连接腿柱以实时监测脚掌的作用力数据，
球关节，其连接所述腿柱以调节小腿脚掌姿态，
黏附刚毛的应变传感器，其设在脚掌底面，所述刚毛与航空发动机叶片之间发生黏附或脱附，所述应变传感器测量叶片的应变数据。


3.根据权利要求2所述的一种检测航空发动机叶片的爬行机器人，其特征在于，黏附刚毛的应变传感器包括，
上电极，其包括固定于小腿脚掌底部的上电极基底和设在上电极基底的上电极线，
中介层，其层叠于所述上电极，
下电极，其包括层叠于所述中介层的下电极基底，
多个刚毛，其黏附于所述下电极外表面。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙瑜，赵州，韩天瑞，郭艳婕，杨来浩，刘金鑫，陈雪峰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61