[发明专利]一种具有壁面转换功能的越障爬壁机器人

说明书

本发明公开了一种具有壁面转换功能的越障爬壁机器人，包括两个单体爬壁机器人和俯仰偏摆机构，两个单体爬壁机器人之间通过中间的俯仰偏摆机构连接，所述单体爬壁机器人包括无刷电机、电机底座、电机支撑架、离心风页、机器人壳体、运动机构、密封垫。无刷电机带动离心风页转动将机器人壳体内部的空气抽出，使机器人壳体内部形成负压，从而使机器人吸附在墙壁上。俯仰偏摆机构可以辅助机器人跨越障碍和转向。本发明双体爬壁机器人能够在墙壁表面灵活的移动，并且可以跨越墙壁上的沟槽和大的凸起障碍、完成在相邻壁面之间的转换，有效提高了爬壁机器人的运动范围。

技术领域

本发明涉及一种负压吸附爬壁机器人技术领域，具体是一种具有壁面转换功能的越障爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人把地面移动技术和吸附技术有机结合起来，可以携带专门的工具，代替人类在距地面有一定高度的建筑、工业设施等竖直壁面上工作，可广泛应用于工业、救援、侦查、壁面清洁等领域。目前爬壁机器人主要采用磁吸附、仿生吸附、和负压吸附等壁面吸附技术。磁吸附能够产生很大的吸附力，但是在非磁性的材质壁面将形成不了吸附力，适用范围受到很大的局限性；仿生吸附材对灰尘等污染物较敏感，实用性较差；负压吸附方式适用于各种不同材质的壁面，使用和维护较方便，因此得到了较广泛的应用。爬壁机器人的出现可以使人类避免从事危险的高空陡壁作业，不仅提高了工作效率，节约了成本，而且可以改善了操作人员的工作环境。

申请号为201520825743.2的中国专利公开了一种新型组合式可转角爬壁机器人，包括两个爬壁机器人和一个转角机构，可以实现在不同壁面之间的转换，但是仅靠一个转角机构无法跨越墙壁上的凸起障碍，并且，两机器人前后轮距较大，依靠轮子差动转向非常不便。

申请号为201010217822.7的中国专利公开了一种模块化的仿生爬壁机器人，采用负压真空吸附形式，由关节模块和真空吸附模块组成，具有一定的越障能力，但移动缓慢，真空吸附对壁面光洁度要求较高，当墙壁上有破损或沟槽时，吸附功能将无法使用，无法在不平整及砖墙上使用，使用范围受到限制。

总之，目前存在的多数爬壁机器人只能在单一墙面上作业，对不同材质壁面的适应性差，跨越墙壁上障碍能力较弱，虽然有的爬壁机器人可以完成在不同壁面之间的转换，但是结构复杂，在壁面上转向不方便，并且移动速度较为缓慢。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提出一种具有壁面转换功能的越障爬壁机器人，机器人可在不同壁面之间转换，能够跨越墙壁上的大的凸起和沟槽障碍，并且可在墙壁上灵活移动和转弯，机器人可以稳定吸附在不同材质壁面上，并可单独拆分为单体机器人，以适应不同的工作环境和要求。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下发明构思：

考虑到爬壁机器人能够跨越障碍并在两个相邻的墙壁之间转换，爬壁机器人采用两个单体机器人组合的形式，两个单体爬壁机器人之间通过俯仰偏摆机构连接，俯仰偏摆机构可以实现单体机器人的上下俯仰和左右偏摆动作，两个单体爬壁机器人在墙壁上的吸附和脱开配合俯仰偏摆机构的动作实现爬壁机器人的越障和壁面转换功能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有壁面转换功能的越障爬壁机器人，包括两个单体爬壁机器人和俯仰偏摆机构，两个单体爬壁机器人之间通过中间的俯仰偏摆机构连接，所述单体爬壁机器人包括无刷电机、电机底座、电机支撑架、离心风叶、机器人壳体、运动机构、弹性密封垫，所述无刷电机顶端与所述电机底座连接，所述电机支撑架一端通过螺钉与电机底座连接，另一端与机器人壳体连接，所述弹性密封垫胶接于机器人壳体底部，所述离心风叶通过螺钉固定连接于无刷电机上，所述运动机构安装于机器人壳体空腔内。