CN110481669B - 一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人，包括身体部位、尾部推进机构和腿部移动机构，身体部位上方对称设有尾部舵机，尾部舵机上设有第一涵道风扇插槽，第一涵道风扇插槽中设有第一涵道风扇，身体部位四周设有腿部舵机组，腿部舵机组上通过舵机连杆设有移动舵机和第二涵道风扇插槽，第二涵道风扇插槽中设有第二涵道风扇，移动舵机下端设有足部支撑杆和软橡胶胶套；本发明通过第一涵道风扇和第二涵道风扇推力吸附的技术，使得机器人在攀爬墙壁的过程更加稳定，足部支撑杆下方设置的软橡胶胶套贴合壁面、增大足部支撑杆和攀爬表面摩擦系数，腿部移动机构可以离开壁面从而跨越更加凸出或者凹陷的障碍。

Description

一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人。
背景技术
爬壁机器人应用领域广泛，包括高楼外墙清洗等。国外墙清洗机器人公司包括gekko facade,iclebo,Donali,Serbot；国内墙清洗机器人公司包括ispider，clear go，r-storm，历途科技；
这些公司的机器人大多采用真空吸附技术，该技术适用范围较窄，如只能适用于光滑墙面，没有采用真空吸附技术的公司均使用轨道链式结构固定机器人，使用前需要布控链式轨道，对墙面的空间结构要求较为苛刻，越障能力较弱，从而适用范围较窄，同时操作起来极为复杂，因此，本发明提出一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人，通过机器人整体结构的改进设计保证了机器人可以在广泛的壁面环境下攀爬工作，基于第一涵道风扇和第二涵道风扇推力吸附的技术，使得机器人在攀爬墙壁的过程中得到竖向推力的帮助，令整个机器人***更加稳定，足部支撑杆下方设置的软橡胶胶套贴合壁面、增大足部支撑杆和攀爬表面的面积以及摩擦系数，使得机器人可以适用于更为广泛的壁面环境，腿部移动机构可以离开壁面从而跨越更加凸出或者凹陷的障碍。
为了解决上述问题，本发明提出一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人，包括身体部位、尾部推进机构和腿部移动机构，所述尾部推进机构包括尾部舵机、第一插槽连杆、第一涵道风扇插槽和第一涵道风扇，所述身体部位上方对称设有尾部舵机，所述尾部舵机对称设有两组，所述尾部舵机上设有第一插槽连杆，所述第一插槽连杆另一端设有第一涵道风扇插槽，所述第一涵道风扇插槽中设有第一涵道风扇，所述腿部移动机构包括腿部舵机组、舵机连杆、移动舵机、移动舵机架、足部支撑杆、软橡胶胶套、第二插槽连杆、第二涵道风扇插槽和第二涵道风扇，所述身体部位四周设有腿部舵机组，所述腿部舵机组上设有舵机连杆，所述舵机连杆另一端设有移动舵机，所述移动舵机上设有移动舵机架，所述移动舵机架下端设有足部支撑杆，所述足部支撑杆下端设有软橡胶胶套，所述移动舵机另一侧设有第二插槽连杆，所述第二插槽连杆另一端设有第二涵道风扇插槽，所述第二涵道风扇插槽中设有第二涵道风扇。
进一步改进在于：两组所述尾部舵机设置在身体部位上方的一侧，所述第一涵道风扇位于身体部位的中线上且通过尾部舵机可改变第一涵道风扇的方向。
进一步改进在于：所述腿部舵机组由三组舵机组成，所述第二涵道风扇与足部支撑杆平行设置。
进一步改进在于：所述第二涵道风扇与足部支撑杆通过腿部舵机组与移动舵机配合始终与墙面保持垂直。
进一步改进在于：所述足部支撑杆与移动舵机架通过螺栓固定，所述足部支撑杆下端与软橡胶胶套上的插槽配合固定。
进一步改进在于：所述身体部位为两组对应的六边形板构成，所述腿部移动机构设有六组且对称设置在身体部位六边形板的六个角之间。
进一步改进在于：所述腿部舵机组与身体部位铰接连接。
本发明的有益效果为：本发明通过机器人整体结构的改进设计保证了机器人可以在广泛的壁面环境下攀爬工作，基于第一涵道风扇和第二涵道风扇推力吸附的技术，使得机器人在攀爬墙壁的过程中得到竖向推力的帮助，令整个机器人***更加稳定，足部支撑杆下方设置的软橡胶胶套贴合壁面、增大足部支撑杆和攀爬表面的面积以及摩擦系数，使得机器人可以适用于更为广泛的壁面环境，腿部移动机构可以离开壁面从而跨越更加凸出或者凹陷的障碍。
附图说明
图1是本发明主体结构图；
图2是本发明尾部推进机构结构示意图；
图3是本发明腿部移动机构结构示意图；
图4是本发明软橡胶胶套结构图；
图5是本发明腿部移动机构分组示意图。
其中：1、身体部位；2、尾部推进机构；3、腿部移动机构；4、尾部舵机；5、第一插槽连杆；6、第一涵道风扇插槽；7、第一涵道风扇；8、腿部舵机组；9、舵机连杆；10、移动舵机；11、移动舵机架；12、足部支撑杆；13、软橡胶胶套；14、第二插槽连杆；15、第二涵道风扇插槽；16、第二涵道风扇；17、插槽。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
根据图1、2、3、4、5所示，本实施例提出了一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人，包括身体部位1、尾部推进机构2 和腿部移动机构3，所述尾部推进机构2包括尾部舵机4、第一插槽连杆5、第一涵道风扇插槽6和第一涵道风扇7，所述身体部位1上方对称设有尾部舵机4，所述尾部舵机4对称设有两组，所述尾部舵机4上设有第一插槽连杆5，所述第一插槽连杆5另一端设有第一涵道风扇插槽6，所述第一涵道风扇插槽6中设有第一涵道风扇7，所述腿部移动机构3包括腿部舵机组8、舵机连杆9、移动舵机10、移动舵机架11、足部支撑杆12、软橡胶胶套13、第二插槽连杆14、第二涵道风扇插槽15和第二涵道风扇16，所述身体部位1四周设有腿部舵机组8，所述腿部舵机组8上设有舵机连杆9，所述舵机连杆9另一端设有移动舵机10，所述移动舵机10上设有移动舵机架11，所述移动舵机架11下端设有足部支撑杆12，所述足部支撑杆12下端设有软橡胶胶套13，所述移动舵机10另一侧设有第二插槽连杆14，所述第二插槽连杆14另一端设有第二涵道风扇插槽15，所述第二涵道风扇插槽15中设有第二涵道风扇16。
两组所述尾部舵机4设置在身体部位1上方的一侧，所述第一涵道风扇7位于身体部位1的中线上且通过尾部舵机4可改变第一涵道风扇7的方向，可以为机器人提供始终平行于墙面的托举力，第一涵道风扇7的位置可使机器人受力均匀。
所述腿部舵机组8由三组舵机组成，可提供腿部移动机构3的三个自由度的移动，所述第二涵道风扇16与足部支撑杆12平行设置，所述第二涵道风扇16与足部支撑杆12通过腿部舵机组8与移动舵机 10配合始终与墙面保持垂直，所述足部支撑杆12与移动舵机架11通过螺栓固定，所述足部支撑杆12下端与软橡胶胶套13上的插槽 17配合固定，第二涵道风扇16提供始终垂直于墙壁的推力，软橡胶胶套13用于贴合壁面、增大足部支撑杆12和攀爬表面的面积以及摩擦系数，从而提供更大的攀爬摩擦力。
所述身体部位1为两组对应的六边形板构成，所述腿部移动机构 3设有六组且对称设置在身体部位1六边形板的六个角之间，所述腿部舵机组8与身体部位1铰接连接。
本发明机器人在攀爬过程中，腿部移动机构3中第二涵道风扇 16提供指向攀爬面的力，用于产生机器人和攀爬面的摩擦力，从而将机器人稳定在攀爬面上；尾部推进机构2中的第一涵道风扇7提供上举托力，以稳定悬空的机器人，将六组腿部移动机构3分别编号A、 B、C、D、E、F，机器人在移动过程中，编号A、C、E腿部移动机构 3为一组，编号B、D、F腿部移动机构3为一组，两组腿部移动机构 3交替离开和附着在攀爬面上，离开攀爬面的腿部移动机构3向运动方向移动，其上的第二涵道风扇16停止工作，附着在攀爬面上的腿部移动机构3上的第二涵道风扇16工作，提供机器人停留在攀爬面上的摩擦力；而后，离开攀爬面的腿部移动机构3在到达预期移动点时，开始附着在攀爬面上，其上的第二涵道风扇16开始工作，提供机器人停留在攀爬面上的摩擦力；另一组腿部移动机构3上的第二涵道风扇16停止工作，该组腿部移动机构3开始离开攀爬面，如此交替反复，达到机器人在攀爬面上移动的目的。
本发明通过机器人整体结构的改进设计保证了机器人可以在广泛的壁面环境下攀爬工作，基于第一涵道风扇7和第二涵道风扇16 推力吸附的技术，使得机器人在攀爬墙壁的过程中得到竖向推力的帮助，令整个机器人***更加稳定，足部支撑杆12下方设置的软橡胶胶套13贴合壁面、增大足部支撑杆12和攀爬表面的面积以及摩擦系数，使得机器人可以适用于更为广泛的壁面环境，腿部移动机构3可以离开壁面从而跨越更加凸出或者凹陷的障碍。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人，其特征在于：包括身体部位(1)、尾部推进机构(2)和腿部移动机构(3)，所述尾部推进机构(2)包括尾部舵机(4)、第一插槽连杆(5)、第一涵道风扇插槽(6)和第一涵道风扇(7)，所述身体部位(1)上方对称设有尾部舵机(4)，所述尾部舵机(4)对称设有两组，所述尾部舵机(4)上设有第一插槽连杆(5)，所述第一插槽连杆(5)另一端设有第一涵道风扇插槽(6)，所述第一涵道风扇插槽(6)中设有第一涵道风扇(7)，所述腿部移动机构(3)包括腿部舵机组(8)、舵机连杆(9)、移动舵机(10)、移动舵机架(11)、足部支撑杆(12)、软橡胶胶套(13)、第二插槽连杆(14)、第二涵道风扇插槽(15)和第二涵道风扇(16)，所述身体部位(1)四周设有腿部舵机组(8)，所述腿部舵机组(8)上设有舵机连杆(9)，所述舵机连杆(9)另一端设有移动舵机(10)，所述移动舵机(10)上设有移动舵机架(11)，所述移动舵机架(11)下端设有足部支撑杆(12)，所述足部支撑杆(12)下端设有软橡胶胶套(13)，所述移动舵机(10)另一侧设有第二插槽连杆(14)，所述第二插槽连杆(14)另一端设有第二涵道风扇插槽(15)，所述第二涵道风扇插槽(15)中设有第二涵道风扇(16)；
两组所述尾部舵机(4)设置在身体部位(1)上方的一侧，所述第一涵道风扇(7)位于身体部位(1)的中线上且通过尾部舵机(4)可改变第一涵道风扇(7)的方向。
2.根据权利要求1所述的一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人，其特征在于：所述腿部舵机组(8)由三组舵机组成，所述第二涵道风扇(16)与足部支撑杆(12)平行设置。
3.根据权利要求1所述的一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人，其特征在于：所述第二涵道风扇(16)与足部支撑杆(12)通过腿部舵机组(8)与移动舵机(10)配合始终与墙面保持垂直。
4.根据权利要求1所述的一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人，其特征在于：所述足部支撑杆(12)与移动舵机架(11)通过螺栓固定，所述足部支撑杆(12)下端与软橡胶胶套(13)上的插槽(17)配合固定。
5.根据权利要求1所述的一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人，其特征在于：所述身体部位(1)为两组对应的六边形板构成，所述腿部移动机构(3)设有六组且对称设置在身体部位(1)六边形板的六个角之间。
6.根据权利要求1所述的一种基于摩擦力附着技术的蜘蛛形仿生爬壁机器人，其特征在于：所述腿部舵机组(8)与身体部位(1)铰接连接。
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