[发明专利]串联式模块化爬壁机器人

摘要

本发明公开了一种串联式模块化爬壁机器人，由第一俯仰关节(2)、第二俯仰关节(3)、第三俯仰关节(4)、一个偏航关节(5)、前吸附组件(1)、后吸附组件(6)构成；第一俯仰关节(2)、第二俯仰关节(3)和第三俯仰关节(4)结构相同；前吸附组件(1)和后吸附组件(6)结构相同；前吸附组件(1)、后吸附组件(6)之间顺次连接有第一俯仰关节(2)、第二俯仰关节(3)、第三俯仰关节(4)、偏航关节(5)。本发明机器人机构利用一个电机的正转和反转，达到振动吸附和放气的目的；通过模块化的支架结构，可以实现多节关节的重构；利用A曲柄组件和B曲柄组件调节偏心距，使得A吸盘、B吸盘的振幅可以改变；通过四个舵机的协调转动，实现竖直光滑壁面的竖直和转弯等全向爬行，同时结构紧凑，易于安装。

主权项

1.一种串联式模块化爬壁机器人，其特征在于：由第一俯仰关节(2)、第二俯仰关节(3)、第三俯仰关节(4)、一个偏航关节(5)、前吸附组件(1)、后吸附组件(6)构成；第一俯仰关节(2)、第二俯仰关节(3)和第三俯仰关节(4)结构相同；前吸附组件(1)和后吸附组件(6)结构相同；前吸附组件(1)、后吸附组件(6)之间顺次连接有第一俯仰关节(2)、第二俯仰关节(3)、第三俯仰关节(4)、偏航关节(5)，且第一俯仰关节(2)的A连接体(201)与前吸附组件(1)的A壳体(11)的B面板(112)连接，第一俯仰关节(2)的B连接体(202)与第二俯仰关节(3)的C连接体(301)连接；第二俯仰关节(3)的D连接体(302)与第三俯仰关节(4)的E连接体(401)连接，第三俯仰关节(4)的F连接体(402)与偏航关节(5)的G连接体连接；偏航关节(5)的H连接体(502)与后吸附组件(6)的B壳体(62)的G面板(621)连接；第一俯仰关节(2)由A舵机(7)、第一俯仰支架(21)组成，第一俯仰支架(21)的A连接体(201)上有A连接臂(211)、B连接臂(212)、C连接臂(213)，B连接臂(212)与C连接臂(213)设在同一侧，且与A连接臂(211)相对；第一俯仰支架(21)的B连接体(202)上有D连接臂(221)、E连接臂(222)，且D连接臂(221)与E连接臂(222)相对；A连接臂(211)的外侧与D连接臂(221)的内侧通过A阶梯轴(225)连接，且A阶梯轴(225)的一端在E圆孔(214)中，A阶梯轴(225)的另一端在A轴套(223)内，A阶梯轴(225)使E圆孔(214)与A轴套(223)保持同轴；A舵机(7)的主体安装在A连接体(201)的B连接臂(212)、C连接臂(213)上，A舵机(7)的轴穿过E连接臂(222)端部的A通孔(224)后，其A舵盘(7a)安装在E连接臂(222)上；偏航关节(5)由D舵机(10)、偏航支架(51)组成，偏航支架(51)的G连接体(501)有I连接臂(511)、J连接臂(512)，且I连接臂(511)与J连接臂(512)相对；偏航支架(51)的H连接体(502)有F连接臂(521)、G连接臂(522)、H连接臂(523)，F连接臂(521)、G连接臂(522)设在同一侧，且与H连接臂(523)相对；H连接臂(523)的外侧与J连接臂(512)的内侧通过B阶梯轴(515)连接，且B阶梯轴(515)的一端在F圆孔(524)中，B阶梯轴(515)的另一端在B轴套(513)内，使F圆孔(524)与B轴套(513)同轴。D舵机(10)的主体安装在H连接体(502)的F连接臂(521)、G连接臂(522)上，D舵机(10)的轴穿过I连接臂(511)端部的B通孔(514)后，其D舵机盘(10a)安装在I连接臂(511)上；前吸附组件(1)由A吸盘(1a)、B吸盘(1b)、A壳体(11)、B壳体(12)、A曲柄组件(13)、驱动组件(14)、B曲柄组件(15)组成，A吸盘(1a)与B吸盘(1b)结构相同，A曲柄组件(13)与B曲柄组件(15)结构相同，A壳体(11)、B壳体(12)形成前吸附组件(1)的外壳；A曲柄组件(13)的吸盘连杆(134)一端与A吸盘(1a)连接，B曲柄组件(15)的吸盘连杆一端与B吸盘(1b)连接，驱动组件(14)的电机(144)安装在电机支架(124)上，电机支架(124)设在B壳体(12)的E面板(122)上；A壳体(11)的A面板(111)上开有减重槽(114)，B面板(112)与C面板(113)的接合处底部设有C连接耳(117)，A面板(111)与C面板(113)的接合处设有B连接耳(116)，A面板(111)与B面板(112)的接合处设有A连接耳(115)；B面板(112)的外侧板面上有A凸台(112a)、B凸台(112b)；B壳体(12)的D面板(121)上开有A圆孔(121a)，E面板(122)上有电机支架(124)、L形支座(125)，E面板(122)的下板面上有C凸台(122a)、D凸台(122b)；A曲柄组件(13)包括有连接轮(131)、外盘(132)、曲柄(133)、吸盘连杆(134)，曲柄(133)设在连接轮(131)与外盘(132)之间，且外盘(132)的螺纹段(132b)穿过曲柄(133)的B圆孔(133a)后与连接轮(131)的底面(131c)贴合，通过螺钉穿过连接轮(131)的D圆孔(131b)夹紧曲柄(133)；曲柄(133)的下端通过螺钉与B螺纹孔(134c)、A螺纹孔(133b)的配合安装在卡槽(134a)内，吸盘连杆(134)为中空结构，用于放置气管，吸盘连杆(134)的上端开有卡槽(134a)，卡槽(134a)处设有气管孔(134b)，气管孔(134b)用于气管通过，且使B吸盘(1b)内腔与大气相通；外盘(132)的中心设有长槽孔(132a)，该长槽孔(132a)用于调节A曲柄组件(13)的曲柄(133)的偏心距大小，进而改变B吸盘(1b)的振幅；驱动组件(14)的电机(144)输出轴与摩擦轮(141a)连接，摩擦轮(141a)上套接有主动齿轮(141)；A从动齿轮(142)套接在A连接轴(142a)上，且A连接轴(142a)安装在B曲柄组件(15)的连接轮的圆孔内；B从动齿轮(143)套接在B连接轴(143a)上，且B连接轴(143a)安装在连接轮(131)的C圆孔(131a)内；摇杆(146)安装在D面板(121)上，摇杆(146)的左端卡合有放气支杆(145)，摇杆(146)的右端圆孔内安装有限位支杆(149)，限位支杆(149)上套接有压簧(148)，摇杆(146)的长槽(146a)中安装有压杆(147)的一端。