[发明专利]水平阴角攀爬机器人

说明书

技术领域

本发明属于攀爬机器人领域，涉及一种水平阴角攀爬机器人。

背景技术

现有的研究主要集中在墙面移动在生活中，而具有阴角(凹角)、阳角(凸角)的建筑处处可见，所以利用墙角攀爬的机器人应用将非常广泛。爬墙机器人有两大关键问题，一、机器人稳定地攀附在墙面上，二、机器人在墙面有效移动。针对这类问题，现在已提出了如下几类机器人：真空吸盘式爬墙机器人，风压式爬墙机器人，粘胶式爬墙机器人，静电吸附式爬墙机器人。而这些机器人大多数具有相同的缺点，能量利用率不高，攀爬效率低下，机体重量重，所以对制作机器人材料要求很高，且负载能力是一个致命的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水平阴角攀爬机器人，克服了现有爬墙机器人材料设备要求高，能源利用率低，负载能力不足等缺点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水平阴角攀爬机器人，包括支架和并列设置在支架上的至少一个附着结构以及行动结构，所述附着结构包括驱动轮、对称设置的左支架Ⅰ和右支架Ⅰ，左支架Ⅰ和右支架Ⅰ之间的夹角大于阴角，左支架Ⅰ和右支架Ⅰ之间设有一推力装置Ⅰ，所述左支架Ⅰ和右支架Ⅰ的一端与支架铰接，另一端均设有驱动轮，驱动轮的轮面与墙面相切并通过电机Ⅰ驱动，出轴线与阴角棱线平行；所述行动结构包括行动轮、对称设置的左支架Ⅱ和右支架Ⅱ，所述左支架Ⅱ和右支架Ⅱ之间的夹角大于阴角，左支架Ⅱ和右支架Ⅱ之间设有一推力装置Ⅱ，所述左支架Ⅱ和右支架Ⅱ的一端与支架铰接，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Ⅱ驱动，出轴线与阴角棱线垂直；所述驱动轮和行动轮均为全向轮。

进一步，所述附着结构为V型结构，所述支架包括连接轴，所述连接轴平行于阴角棱线设置在V型结构的支点处，左支架Ⅰ和右支架Ⅰ分别与连接轴铰接形成V型结构的两边。

进一步，所述行动结构也为V型结构，左支架Ⅱ和右支架Ⅱ分别与连接轴铰接形成V型结构的两边，所述行动轮为一对，分别对称设置在左支架Ⅱ和右支架Ⅱ上。

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Ⅰ和推力装置Ⅱ为弹性弓片或弹簧。

本发明的有益效果在于：

1.本发明仅通过中间的推力装置使得全向轮对墙面的压力进行动态调整，在运动过程中同时起到了调解和平衡V型结构的夹角的作用，并增加摩擦力，满足负载要求。

2.本发明将附着机构和行动机构组合运用，可针对不同的用途选择不同数目之间进行组合，满足不同的功能需求。

3.附着机构与行动机构互不干扰，保持能源利用的高效性，不浪费能量在无关的机构上。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明第一种实施例的结构示意图；

图2为附着结构的结构示意图；

图3为行动结构的结构示意图；

图4至图6为第二种实施例分别在三种阴角处的受力分析图；

图7第二种实施例的主视图；

图8第二种实施例的侧视图；

图9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，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明公开了一种利用水平阴角进行攀附并且可以左右移动的攀爬机器人。包括支架1和设置在支架上的至少一个附着结构以及行动结构。附着机构数目为N(N＝1、2、3……)，行动机构数目为M(M＝1、2、3……)。如图1所示，包括一个附着结构2和一个行动结构3。

如图2为附着结构2的结构示意图，包括左支架Ⅰ21和右支架Ⅰ22以及对称设置在左支架Ⅰ21和右支架Ⅰ上22的驱动轮23和24，左支架Ⅰ21和右支架Ⅰ22均与支架1铰接，之间的夹角大于墙角的阴角，左支架Ⅰ21和右支架Ⅰ22之间设有一推力装置Ⅰ25，驱动轮23和24的轮面与墙面相切并分别通过电机Ⅰ26和Ⅰ27驱动，出轴线与阴角棱线平行，出轴线即为轮子旋转的轴心线。

如图3，行动结构3包括左支架Ⅱ31和右支架Ⅱ32以及设置在左支架Ⅱ31和右支架Ⅱ32上的行动轮33和34，左支架Ⅱ31和右支架Ⅱ32均与支架1铰接，之间的夹角大于阴角，左支架Ⅱ31和右支架Ⅱ32上之间设有一推力装置Ⅱ35，行动轮33和34的轮面与墙面相切并分别通过电机Ⅱ36和37驱动，出轴线与阴角棱线垂直。