[发明专利]一种全向轮组合式墙面攀爬机器人

摘要

本发明保护一种全向轮组合式墙面攀爬机器人，包括攀爬机构和吸附机构。攀爬机构包括攀爬全向轮、驱动装置I和夹臂I，驱动装置I固定在夹臂I末端，攀爬全向轮安装在驱动装置I上，其中心轮轴轴心线与其夹臂I的两臂形成的平面平行。吸附机构包括吸附全向轮、驱动装置II、夹臂II，驱动装置II固定在夹臂末端，吸附全向轮安装在驱动装置II上，吸附全向轮的中心轮轴轴心线与其夹臂II的两臂形成的平面垂直。攀爬机构和吸附机构以夹臂I和夹臂II同向且上下平行的位置关系通过连接件刚性连接成一整体，构成完整的全向轮组合式攀爬机构。本发明结构简单，控制方便，能够实现在建筑物外墙角、树干的曲面等等非垂面攀爬。

主权项

一种全向轮组合式墙面攀爬机器人，包括攀爬机构和吸附机构；其特征在于，攀爬机构(1)包括攀爬全向轮(11)、驱动装置I(12)和夹臂I，驱动装置I(12)固定在夹臂I的末端，攀爬全向轮(11)安装在驱动装置I(12)上，由驱动装置驱动，攀爬全向轮(11)的中心轮轴轴心线与其夹臂I的两臂形成的平面平行；所述吸附机构(2)包括吸附全向轮(21)、驱动装置II(22)、夹臂II，驱动装置II(22)固定在夹臂的末端，吸附全向轮(21)安装在驱动装置II(22)上，由驱动装置驱动，吸附全向轮(21)的中心轮轴轴心线与其夹臂II的两臂形成的平面垂直；所述攀爬机构(1)的攀爬全向轮(11)、驱动装置I(12)、夹臂I与所述吸附机构(2)的吸附全向轮(21)、驱动装置II(22)、夹臂II的结构相同；所述攀爬机构(1)和吸附机构(2)以夹臂I和夹臂II同向且上下平行的位置关系通过连接件刚性连接成一整体，构成完整的全向轮组合式攀爬机构；所述全向轮组合式攀爬机构通过夹臂的张紧力的分力垂直指向墙内造成对墙面的压力，吸附全向轮与攀爬全向轮对墙面挤压形成竖直向上的摩擦力，竖直向上的摩擦力与重力抵消，当吸附全向轮转动时产生平行墙面的摩擦力抵消夹臂张紧力的另一个分力，迫使机构贴紧墙面，不让夹臂后退，通过调节电机的扭矩和转速，当控制∑(Ffx,Ff,Fmg)≥0时，实现机构向上攀爬，当控制∑(Ffx,Ff,Fmg)≤0时，可实现机构悬停，当控制∑(Ffx,Ff,Fmg)≤0时，实现机构向下移动；所述Ffx是攀爬全向轮转动时与墙面产生竖直方向的摩擦力，Ff是吸附全向轮受到来自张紧力垂直指向墙内造成对墙面的压力时与墙面产生的摩擦力，Fmg是全向轮组合式攀爬机构的重力。