自适应吸附爬壁机器人及工作方法技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，涉及一种自适应吸附爬壁机器人及工作方法，包括移动本体，与移动本体连接的吸附模块，吸附模块安装于移动本体中心的流体通道内，设置于移动本体底部的若干运动模块，设置于移动本体底部的壁面自适应调节模块，设置于移动本体内部的控制模块。通过第一壁面贴合调节组件、第二壁面贴合调节组件实现吸附盘体相对非结构性壁面的距离以及角度的自动调整，吸附盘体的盘体组件间柔性连接，能更好地贴合带有凸起、裂缝和曲率的复杂非结构性壁面，提高了机器人在复杂壁面上吸附作业的普适性和可靠性，并且还可以通过调控吸附盘体距离非结构性壁面的距离，在保证机器人附着力的同时提高了机器人的壁面通过能力和机动灵活特性。能力和机动灵活特性。能力和机动灵活特性。

【技术实现步骤摘要】
自适应吸附爬壁机器人及工作方法


[0001]本专利技术属于机器人
，具体涉及一种自适应吸附爬壁机器人及工作方法。

技术介绍

[0002]爬壁机器人(wall climbing robot)是可以在壁面上攀爬并完成作业的自动化机器人，机器人自动附着并爬行于各装备平台表面，高效完成结构物表面的侦察、检修、焊接、修补和表面喷砂、打磨及清洗等工作，将人类从恶劣危险的环境中解放出来，具有很高的经济和社会效益。
[0003]爬壁机器人按照吸附机构原理分类，可分为：真空吸附、磁力吸附、推力吸附和负压吸附四种方式。其中，磁力吸附采用永磁体或电磁线圈元件实现对结构物表面的附着，要求被吸附的结构物为导磁材料。负压吸附与真空吸附有一定相似性，利用涡扇、风机等装置形成高速流体内外压差，从而实现壁面吸附，该方式允许有一定流体泄漏。结合目前已知的应用场景结构物表面情况，最成熟和有效的方式是磁力吸附和负压吸附。
[0004]机器人要实现近壁面运维作业，前提在于必须稳固的附着在壁面上且在携带载荷情况下具备抵抗外部扰动(如载荷反作用力、缆绳拖拽力)的能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自适应吸附爬壁机器人，其特征在于，包括：移动本体，用于安装固定机器人的各部件，移动本体的中心设有纵向贯通的流体通道；与移动本体连接的吸附模块，吸附模块安装于移动本体中心的流体通道内，用于提供机器人壁面爬行所需的吸附力；设置于移动本体底部的若干运动模块，用于驱动机器人完成壁面爬行运动；设置于移动本体底部的壁面自适应调节模块，用于自动调节机器人与壁面之间的间距和角度以适应非结构性壁面；设置于移动本体内部的控制模块，吸附模块、运动模块、壁面自适应调节模块均与控制模块连接，且吸附模块、运动模块、壁面自适应调节模块均受控制模块驱动控制。2.如权利要求1所述的自适应吸附爬壁机器人，其特征在于，所述壁面自适应调节模块包括吸附盘体，吸附盘体上安装有若干用于感知距水下障碍物或非结构性壁面高度距离的感知组件，吸附盘体的上表面固定连接有若干第二壁面贴合调节组件，吸附盘体的上表面还固定连接若干第一壁面贴合调节组件，第一壁面贴合调节组件与移动本体的底部连接，第一壁面贴合调节组件和第二壁面贴合调节组件用于调节吸附盘体对应位置距非结构性壁面的高度和角度位姿参数。3.如权利要求2所述的自适应吸附爬壁机器人，其特征在于，所述吸附盘体由若干互不连接的盘体组件组成，盘体组件包括沿吸附盘体径向并排设置的中间盘体、第一侧盘体和第二侧盘体，第一侧盘体和第二侧盘体分别设置于中间盘体的两侧，中间盘体上开设有用于运动模块穿过的通孔；中间盘体包括中间盘体一和中间盘体二，中间盘体一与中间盘体二之间连接有摆动柔性筋；第一侧盘体包括第一侧盘体一和第一侧盘体二，第一侧盘体一与第一侧盘体二之间连接有铰链组件；第二侧盘体包括第二侧盘体一和第二侧盘体二，第二侧盘体一与第二侧盘体二之间连接有铰链组件；第一侧盘体一、中间盘体一和第二侧盘体一的外周距吸附盘体的中心距离相同，第一侧盘体一、中间盘体一和第二侧盘体一的上表面通过周向柔性筋柔性连接；第一侧盘体二、中间盘体二、第二侧盘体二的外周距吸附盘体的中心距离相同，第一侧盘体二、中间盘体二、第二侧盘体二的上表面均与第一壁面贴合调节组件的底部固定连接，中间盘体一上表面与第二壁面贴合调节组件的底部固定连接；第一侧盘体一、第二侧盘体一、第一侧盘体二、中间盘体二、第二侧盘体二上均固定安装有感知组件，感知组件与控制模块连接，感知组件用于感知距水下障碍物或非结构性壁面的高度距离并反馈给控制模块，控制模块通过若干个感知组件组成的矩阵分布式传感模组分析融合并计算出感知组件所对应的盘体之间与壁面的流道空间尺寸信息，从而控制对应的第一壁面贴合调节组件、第二壁面贴合调节组件启动进行高度角度调整，以使吸附盘体适应非结构性壁面的角度。4.如权利要求2所述的自适应吸附爬壁机器人，其特征在于，所述第一壁面贴合调节组件包括上固定座、下固定座、上端板、调节杆、动力旋转机构、水平丝杆，上固定座的上表面与上端板的底面之间转动连接，上端板的顶面固定连接于移动本体上，下固定座固定连接于吸附盘体的上表面，上固定座的下表面垂向连接有导向杆，动力旋转机构的侧面设有导杆滑座，动力旋转机构通过导杆滑座滑动连接于导向杆上，上固定座与下固定座之间连接
有两组调节杆，两组调节杆的顶部均与上固定座铰接连接，两组调节杆的底部均与下固定座铰接连接，两组调节杆组成一平行四边形，动力旋转机构为空心轴电机，动力旋转机构与控制模块连接，动力旋转机构套设于水平丝杆的中部，水平丝杆的两端分别与两组调节杆螺纹连接，动力旋转机构能够带动两组调节杆沿水平丝杆相向或相背离移动，同时动力旋转机构能在导向杆上上下移动，从而能够调节上固定座与下固定座之间的距离与角度。5.如权利要求4所述的自适应吸附爬壁机器人，其特征在于，所述上固定座的下表面和下固定座的上表面分别固定连接有两组支撑立柱，每组调节杆包括上调节杆和下调节杆，上调节杆的顶部通过铰链轴与上固定座上的支撑立柱铰接连接，下调节杆的底部通过铰链轴与下固定座上的支撑立柱铰接连接，水平丝杆的端部螺纹连接有螺母座，螺母座与上调节杆的底部以及下调节杆的顶部之间通过铰链轴铰接连接，螺母座在水平丝杆上水平移动，带动上调节杆的底部和下调节杆的顶部水平移动，实现上调节杆和下调节杆之间的夹角变化，从而实现上固定座和下固定座之间的距离调整。6.如权利要求5所述的自适应吸附爬壁机器人，其特征在于，两个上调节杆的顶部以及两个下调节杆的底部均设有同步齿轮，两个上调节杆的顶部通过同步齿轮啮合连接，两个下调节杆的底部通过同步齿轮啮合连接；导向杆有两组，动力旋转机构位于两组导向杆之间，动力旋转机构的两侧均设有导杆滑座，导杆滑座套设于导向杆上；上固定座的上表面固定连接有球座，球座内配套设有球头，球头上端与上端板的底面固定连接，下端设置于球座内。7.如权利要求2所述的自适应吸附爬壁机器人，其特征在于，所述第二壁面贴合调节组件包括动力驱动机构、框架、第一偏心旋转组件、第二偏心旋转组件、位移组件和底板，底板下表面固定连接于吸附盘体的上表面，底板上表面的两端对称设有立板，框架为倒U型，框架的顶部固定连接于移动本体上，框架两端的下部分别与一组位移组件的上部滑动连接，每组位移组件的底部通过铰链轴与立板铰接连接，动力驱动机构固定安装于框架的外侧，动力驱动机构与控制模块连接，动力驱动机构的输出轴与第一偏心旋转组件连接，第一偏心旋转组件的两端固定连接与框架上，第二偏心旋转组件的两端分别固定连接于位移组件上，第一偏心旋转组件与第二偏心旋转组件啮合连接，动力驱动机构驱动第一偏心旋转组件转动，第一偏心旋转组件通过啮合作用带动第二偏心旋转组件转动，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亭亭，孙洪秀，鲍威，宋大雷，徐孝国，郑安，徐亚菲，
申请(专利权)人：山东国兴智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：