[发明专利]复合型爬壁机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种复合型爬壁机器人，包括复合型爬壁机器人主体、用于复合型爬壁机器人行走的履带轮装置，在复合型爬壁机器人主体的底部安装有密封裙，所述密封裙与复合型爬壁机器人主体柔性连接，在密封裙中间设有负压腔，在复合型爬壁机器人主体安装有与负压腔连通的负压发生机构，在复合型爬壁机器人主体的两侧分别设置有推力装置，所述推力装置包括旋转架和涵道风扇，旋转架一端固定在飞行爬壁机器人主体上，另一端连接涵道风扇，所述涵道风扇可绕旋转架进行360°旋转。本发明还公开了该复合型爬壁机器人的控制方法。本发明使得复合型爬壁机器人能可靠的在恶劣复杂环境工作，并在发生意外时充分保护设备，大大减小经济损失。

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种面向复杂环境的具备空中飞行和壁面移动的复合型爬壁机器人及其控制方法。

背景技术

机器人自问世以来，在生活和生产方面，特别是在危险、恶劣和极限环境下，能够代替人们从事各种各样的工作。负压吸附式爬壁机器人属于特种机器人领域的分支之一，将地面的移动技术和吸附技术相结合，可以在高空壁面上附着爬行，通过携带相应作业装置完成特定作业任务，拓宽了机器人的应用领域。由于壁面环境复杂，壁面存在大量直角、尖角等曲面形状，此外非铁质壁面表面的不一致，使得吸附式爬壁机器人的实际应用过程中，存在两大主要问题难以解决，严重影响爬壁机器人实际应用效果，一是吸附式爬壁机器人针对直角等壁面，很难从一个工作壁面转移到另一工作壁面；二是吸附式爬壁机器人受壁面环境影响，吸附可靠性较差，缺乏有效可靠的安全防护系统，一旦发生坠落，将造成严重的经济甚至人身安全问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向复杂环境的具备空中飞行和壁面移动的复合型爬壁机器人及其控制方法，正常工作情况，机器人在壁面爬行作业，当需要跨越直角面等需要一个工作壁面转移到另一工作壁面情况时，机器人切换到飞行模式，此外，在恶劣复杂环境工作，并在发生失压情况下，机器人也可切换到飞行模式，防止机器人从高空跌落，充分保护设备，减小经济损失。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：复合型爬壁机器人，包括复合型爬壁机器人主体、用于复合型爬壁机器人行走的履带轮装置，在复合型爬壁机器人主体的底部安装有密封裙，所述密封裙与复合型爬壁机器人主体柔性连接，在密封裙中间设有负压腔，在复合型爬壁机器人主体安装有与负压腔连通的负压发生机构，在复合型爬壁机器人主体的两侧分别设置有推力装置，所述推力装置包括旋转架和涵道风扇，旋转架一端固定在复合型爬壁机器人主体上，另一端连接涵道风扇，所述涵道风扇可绕旋转架进行 360°旋转。

进一步地，所述涵道风扇包括涵道、设置在涵道内的桨叶、驱动桨叶旋转的电机、设置在桨叶前侧的防尘罩。

进一步地，所述复合型爬壁机器人主体两侧分别设置有安装台，所述旋转架固定在所述安装台上。

进一步地，所述履带轮装置设有四个，四个所述履带轮装置分别设置在复合型爬壁机器人主体前后两侧，其包括大摩擦系数橡胶履带、主动齿轮、两个从动齿轮和减震固定机构，所述主动齿轮与安装在复合型爬壁机器人主体上的行走电机连接，两个从动齿轮与主动齿轮呈三角形布置，两个从动齿轮分别通过减震固定机构固定在固定架上，所述固定架另一端固定在复合型爬壁机器人主体上，所述大摩擦系数橡胶履带与主动齿轮、从动齿轮间通过轮齿啮合传动。

进一步地，两个所述减震固定机构呈倒“Y”型分布，包括减震器和叉型架，所述减震器一端与固定架连接，另一端与叉型架连接，所述从动齿轮通过心轴安装在叉型架的开口处。

进一步地，所述复合型爬壁机器人主体包括内部支架和固定在内部支架上的外层高强度塑料蒙皮。

进一步地，所述复合型爬壁机器人主体内部设有IMU 惯性测量模块和控制模块，所述IMU惯性测量模块用于检测复合型爬壁机器人主体的加速度变化，所述控制模块根据控制指令和/或IMU惯性测量模块的信号控制履带轮装置、负压发生机构以及推力装置的工作状态。