CN105799805A - 一种模块化飞行爬壁机器人 - Google Patents
一种模块化飞行爬壁机器人 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105799805A CN105799805A CN201610297239.9A CN201610297239A CN105799805A CN 105799805 A CN105799805 A CN 105799805A CN 201610297239 A CN201610297239 A CN 201610297239A CN 105799805 A CN105799805 A CN 105799805A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- robot
- wall
- flight
- rocking bar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
- B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
- B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
- B62D57/04—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track having other than ground-engaging propulsion means, e.g. having propellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/04—Helicopters
- B64C27/08—Helicopters with two or more rotors
Abstract
本发明公开了一种模块化飞行爬壁机器人,包括有飞行模块、吸附模块、爬壁行走模块和控制模块,其中爬壁行走模块和吸附模块设在飞行模块的机架上,飞行模块、吸附模块和爬壁行走模块均由控制模块进行控制工作。飞行模块包括有机架、无刷电机、螺旋桨和锂电池,其中螺旋桨设有四个,分布在机架的四周,每个螺旋桨的周圈均套设有防护罩,每个螺旋桨的下端均连接有一个无刷电机,无刷电机由控制模块控制工作,锂电池设在机架的下部,锂电池为机器人整体提供电力。有益效果:隐蔽性大大提高。各个功能之间可自由切换。达到单一模块实现爬壁与地面行走两种功能,简化整机结构。具有很强的爬坡能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人,特别涉及一种模块化飞行爬壁机器人。
背景技术
近年来,随着社会的发展,对机器人的应用越来越多,如用来侦查、救援、特种作业等。但传统的飞行机器人续航时间短,侦查时隐蔽性差;爬壁机器人移动速度慢,越障能力差。对此专利201110322551.6公开了一种具有飞行和吸附两种功能的机器人,该机器人以四旋翼为主体,通过吸附装置使机器人拥有在墙壁表面栖息的能力,其吸附功率远小于飞行功率,针对固定目标侦测时间大幅增加。但其无法实现爬壁的功能,降低了机器人的灵活性。专利201510066785.7公开了一种飞行爬壁机器人,该机器人除具有飞行和栖息于墙壁的功能外,还拥有爬壁功能,但其爬壁时的灵活性、稳定性和隐蔽性较差。专利200910079365.7公开了一种多旋翼腿轮式多功能空中机器人,该机器人拥有飞行和爬壁的能力,但其不具有栖息与墙壁的功能,同样其爬壁时的灵活性、稳定性和隐蔽性较差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的机器人在进行相关作业过程中存在诸多问题而提供的一种模块化飞行爬壁机器人。
本发明提供的模块化飞行爬壁机器人包括有飞行模块、吸附模块、爬壁行走模块和控制模块,其中爬壁行走模块和吸附模块设在飞行模块的机架上,飞行模块、吸附模块和爬壁行走模块均由控制模块进行控制工作。
飞行模块包括有机架、无刷电机、螺旋桨和锂电池,其中螺旋桨设有四个,分布在机架的四周,每个螺旋桨的周圈均套设有防护罩,每个螺旋桨的下端均连接有一个无刷电机,无刷电机由控制模块控制工作,锂电池设在机架的下部,锂电池为机器人整体提供电力。
吸附模块包括有底座、第一摇杆、第二摇杆、连杆和第一舵机,其中第一摇杆的一端铰接在底座上,第一摇杆的另一端与连杆的下端相铰接,连杆的上端与第二摇杆的一端相铰接,第二摇杆的另一端与底座相铰接,第一舵机设在底座上,第一舵机与第一摇杆相连接并驱动第一摇杆带动连杆和第二摇杆进行转动,第一舵机由控制模块控制工作,连杆的顶端设有真空吸盘或电磁铁,第一摇杆、第二摇杆和连杆为碳纤维材料制成。
真空吸盘通过管路与真空泵连接,真空泵设在吸附模块的底座上,真空泵由控制模块控制工作,在安装电磁铁时不需要安装真空泵。
爬壁行走模块总体呈对称结构,包括底盘、行走轮、减速电机、第二舵机和电动伸缩杆,其中行走轮对称设有两组四个,每个行走轮均连接有减速电机,每组两个行走轮均设在一支架上,电动伸缩杆的一端铰接在该支架上,电动伸缩杆的另一端铰接在连接件上,电动伸缩杆和连接件对称设有两个,连接件形状为M形,连接件两端分别与底盘和支架连接,每个连接件中间位置均连接有第二舵机,第二舵机驱使连接件转动与电动伸缩杆相配合,从而调节行走轮的高度和角度,第二舵机由控制模块控制工作。
每组行走轮上均套设有履带,履带上设有数个永磁铁。
控制模块包括有单片机、陀螺仪、加速度计、高度计、GPS模块和超声波传感器,陀螺仪、加速度计、高度计、GPS模块和超声波传感器连接在单片机上,陀螺仪、加速度计和高度计用以采集机器人的运动信息、姿态信息以及机器人的高度信息并传输给单片机,单片机还与无刷电调相连,无刷电调有四个分别于无刷电机连接,单片机根据采集到的数据,控制无刷电调调节四个无刷电机的转速,实现机器人的自由航行,GPS模块用以反馈机器人的当前位置,保证远程精准控制,通过GPS模块能够实现机器人自主导航飞行,超声波传感器用以实现机器人的壁障功能,当机器人与墙壁或障碍物的距离小于设定值时,控制模块控制机器人减速,以防撞到障碍物或墙壁,单片机上还连有舵机控制器和电机驱动器,舵机控制器与第一舵机、第二舵机相连接以控制吸附模块,电机驱动器与真空泵相连以控制爬壁行走模块的工作。
本发明的工作原理:
一、飞行与普通壁面的爬壁切换过程:
在对普通墙壁爬壁时,机器人须安装有真空吸盘和行走轮,根据墙壁的倾斜角不同,机器人的飞行与爬壁过程切换方式存在一定的差异,下面分别对竖直墙壁、倾斜墙壁和天花板三种情况进行说明:
1、竖直墙壁:
由飞行状态切换至竖直墙壁的爬壁过程,首先控制机器人在靠近墙壁的位置盘旋,保持机器人的前端朝向墙壁;接下来利用第一舵机带动第一摇杆向外侧转动,直至连杆处于水平位置,此时真空吸盘刚好与墙壁垂直,同时开启真空泵带动真空吸盘启动吸附动作;然后通过第二舵机控制四个行走轮上升,直至行走轮的上边沿略微超过防护罩的上端,同时利用电动伸缩杆调节行走轮转到竖直位置;接下来控制机器人向墙壁靠近直至真空吸盘吸附在墙壁上,随后第一舵机配合飞行模块使机器人向墙壁翻转至整体贴附在墙壁上。最后关闭真空泵,控制真空吸盘远离墙壁,调节无刷电机至合适转速使机器人贴附在墙壁上,机器人即可爬壁行走。
由爬壁状态重新起飞过程,首先控制机器人静止在墙壁上,同时开启真空泵放下真空吸盘,让机器人保持栖息状态;接下来第一舵机配合飞行模块使机器人向墙壁外转动,直至机器人处于水平位置;最后关闭真空泵断开真空吸盘机器人重新起飞。
2、倾斜墙壁:
针对倾斜墙壁由飞行至爬壁的切换过程和垂直墙壁大体相当,所不同的是在伸出真空吸盘时要使真空吸盘与墙壁垂直,接下来进行翻转贴附。由爬壁至飞行的切换过程和垂直墙壁完全一致。
3、天花板:
天花板的飞行与爬壁状态切换过程最为简单,此过程无需吸附模块的辅助,首先调节四个行走轮上升,直至行走轮的上边沿略微超过防护罩的上端,同时调节行走轮转到竖直位置。随后控制机器人上升直至行走轮接触到天花板,机器人即可爬壁行走。重新起飞时只需降低飞行模块中无刷电机的转速,使机器人脱离天花板重新起飞。在机器人脱离天花板的过程中会有一小段极速下坠的过程,此过程能够通过控制模块使机器人重新回到稳定状态。
二、飞行与钢铁壁面的爬壁切换过程:
在对钢铁墙面爬壁时机器人要安装有电磁铁和履带,在对三种不同壁面飞行与爬壁切换时,其飞行与爬壁状态的切换过程和普通壁面基本相同,不同之处在于吸附模块为电磁铁吸附,在切换过程中电磁铁的吸附与断开时间节点与真空吸盘吸附完全相同。
三、墙壁爬行与栖息原理:
机器人贴在普通墙壁后,飞行模块向墙壁外侧吹气,使机器人紧贴在墙壁上。对于垂直墙壁,机器人的重力由行走轮与墙壁之间的摩擦力(或四个减速电机的扭力)抵消;对于天花板,机器人的重力由无刷电机提供的升力抵消;对于倾斜墙壁,机器人的重力由行走轮与墙壁之间的摩擦力(或四个减速电机的扭力)和无刷电机提供的升力抵消。因此无论处于何种倾斜角的墙壁,机器人均能稳定的贴附于墙壁上。
行走模块通过调节四个减速电机的转向,能够实现机器人前后左右和原地自旋等功能。四个减速电机同时向前转实现前进功能;四个减速电机同时向后转实现后退功能;左侧两个减速电机不转,右侧两个减速电机向前转实现左转功能;右侧两个减速电机不转,左侧两个减速电机向前转实现右转功能;左侧两个减速电机向前转,右侧两个减速电机向后转实现原地右转功能;左侧两个减速电机向后转,右侧两个减速电机向前转实现原地左转功能;
在机器人贴在钢铁墙壁上后,可关闭飞行模块的无刷电机,此时机器人与墙壁靠履带上的永磁铁吸引到一起。通过受力分析,对于不同倾角的钢铁墙壁,机器人同样可以实现稳定吸附。行走模块通过调节四个减速电机的转向,同样能够实现机器人前后左右和原地自旋等功能,其原理与普通爬壁行走模块相同。
当机器人贴附在墙壁上时,放下真空吸盘(或电磁铁)使其吸附在墙壁上,随后关闭飞行模块上的无刷电机,只靠真空吸盘(或电磁铁)保证机器人吸附在墙壁上,实现栖息功能。由于关闭无刷电机,机器人栖息时的能耗远远小于飞行与爬壁时的能耗,使用该功能可实现机器人长时间的隐蔽侦测。
四、地面行走原理:
地面行走时行走轮下降至最低位置,调节四个减速电机的正反转即可实现前后左右行走,四个减速电机的控制方法与爬壁时的控制方法相同。行走在坡度较大的地面,可利用飞行模块辅助行走,方法为调节飞行模块向上吹气,让机器人获得一个向下的反作用力,增加行走轮与地面之间的相互作用力,提高爬壁行走模块的抓地力,此方法使机器人具有非常强的爬坡能力。
五、弯曲墙壁爬行原理:
在弯曲墙壁爬行时可通过电动伸缩杆调节行走轮,使行走轮与墙壁保持垂直,以保证机器人稳定的贴附于墙壁上,弯曲墙面的爬行原理与正常墙面相同。
本发明的有益效果:
1、本发明集合了飞行机器人与爬壁机器人的优点,相对于爬壁机器人的灵活性提高,解决了爬壁机器人长距离运动过程中时间长灵活性差的问题。在针对固定目标进行侦测时,相对于飞行机器人的工作时间得到延长,并且隐蔽性大大提高。
2、机器人搭载不同的功能模块可实现飞行、爬壁、地面行走和栖息于墙壁等功能,并且各个功能之间可自由切换。
3、机器人针对钢铁壁面设计有电磁铁吸附和履带及安装在上面的永磁铁,使机器人在钢铁壁面爬壁行走更加安全稳定。
4、机器人的爬壁行走模块可上下调节,达到单一模块实现爬壁与地面行走两种功能,简化整机结构。
5、机器人的爬壁行走模块中行走轮的角度能够调节,进而实现在有一定弯曲的壁面行走。
6、机器人行走在坡度较大的地面时,飞行系统可起到辅助行走的功能,具有很强的爬坡能力。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明设有履带及电磁铁的整体结构示意图。
图3为本发明所述飞行模块结构示意图。
图4为本发明所述吸附模块结构示意图。
图5为本发明所述爬壁行走模块结构示意图。
图6为本发明所述控制模块结构示意图。
1、飞行模块2、吸附模块3、爬壁行走模块4、控制模块
6、机架7、无刷电机8、螺旋桨9、锂电池10、防护罩
11、底座12、第一摇杆13、第二摇杆14、连杆
15、第一舵机16、真空吸盘17、电磁铁18、真空泵
19、底盘20、行走轮21、减速电机22、第二舵机
23、电动伸缩杆24、履带25、永磁铁26、支架27、连接件
30、单片机31、陀螺仪32、加速度计33、高度计34、GPS模块
35、超声波传感器36、无刷电调37、舵机控制器
38、电机驱动器。
具体实施方式
请参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6所示:
本发明提供的模块化飞行爬壁机器人包括有飞行模块1、吸附模块2、爬壁行走模块3和控制模块4,其中爬壁行走模块3和吸附模块2设在飞行模块1的机架6上,飞行模块1、吸附模块2和爬壁行走模块3均由控制模块4进行控制工作。
飞行模块1包括有机架6、无刷电机7、螺旋桨8和锂电池9,其中螺旋桨8设有四个,分布在机架6的四周,每个螺旋桨8的周圈均套设有防护罩10,每个螺旋桨8的下端均连接有一个无刷电机7,无刷电机7由控制模块4控制工作,锂电池9设在机架6的下部,锂电池9为机器人整体提供电力。
吸附模块2包括有底座11、第一摇杆12、第二摇杆13、连杆14和第一舵机15,其中第一摇杆12的一端铰接在底座11上,第一摇杆12的另一端与连杆14的下端相铰接,连杆14的上端与第二摇杆13的一端相铰接,第二摇杆13的另一端与底座11相铰接,第一舵机15设在底座11上,第一舵机15与第一摇杆12相连接并驱动第一摇杆12带动连杆14和第二摇杆13进行转动,第一舵机15由控制模块4控制工作,连杆14的顶端设有真空吸盘16或电磁铁17,第一摇杆12、第二摇杆13和连杆14为碳纤维材料制成。
真空吸盘16通过管路与真空泵18连接,真空泵18设在吸附模块2的底座11上,真空泵18由控制模块4控制工作。在安装电磁铁17时不需要安装真空泵18。
爬壁行走模块3总体呈对称结构,包括底盘19、行走轮20、减速电机21、第二舵机22和电动伸缩杆23,其中行走轮20对称设有两组四个,每个行走轮20均连接有减速电机21,每组两个行走轮20均设在一支架26上,电动伸缩杆23的一端铰接在该支架26上,电动伸缩杆23的另一端铰接在连接件27上,电动伸缩杆23和连接件27对称设有两个,连接件27形状为M形,连接件27两端分别与底盘19和支架26连接,每个连接件27中间位置均连接有第二舵机22,第二舵机22驱使连接件27转动与电动伸缩杆23相配合,从而调节行走轮20的高度和角度,第二舵机22由控制模块4控制工作。
每组行走轮20上均套设有履带24,履带24上设有数个永磁铁25。
控制模块4包括有单片机30、陀螺仪31、加速度计32、高度计33、GPS模块34和超声波传感器35,陀螺仪31、加速度计32、高度计33、GPS模块34和超声波传感器35连接在单片机30上,陀螺仪31、加速度计32和高度计33用以采集机器人的运动信息、姿态信息以及机器人的高度信息并传输给单片机30,单片机30还与无刷电调36相连,无刷电调36设有四个分别与无刷电机7连接,单片机30根据采集到的数据,控制无刷电调36调节四个无刷电机7的转速,实现机器人的自由航行,GPS模块34用以反馈机器人的当前位置,保证远程精准控制,通过GPS模块34能够实现机器人自主导航飞行,超声波传感器35用以实现机器人的壁障功能,当机器人与墙壁或障碍物的距离小于设定值时,控制模块4控制机器人减速,以防撞到障碍物或墙壁,单片机30上还连有舵机控制器37和电机驱动器38,舵机控制器37与第一舵机15、第二舵机22相连接以控制吸附模块2,电机驱动器38与真空泵18相连以控制爬壁行走模块3的工作。
本发明的工作原理:
一、飞行与普通壁面的爬壁切换过程:
在对普通墙壁爬壁时,机器人须安装有真空吸盘16和行走轮20,根据墙壁的倾斜角不同,机器人的飞行与爬壁过程切换方式存在一定的差异,下面分别对竖直墙壁、倾斜墙壁和天花板三种情况进行说明:
1、竖直墙壁:
由飞行状态切换至竖直墙壁的爬壁过程,首先控制机器人在靠近墙壁的位置盘旋,保持机器人的前端朝向墙壁;接下来利用第一舵机15带动第一摇杆12向外侧转动,直至连杆14处于水平位置,此时真空吸盘16刚好与墙壁垂直,同时开启真空泵18带动真空吸盘16启动吸附动作;然后通过第二舵机22控制四个行走轮20上升,直至行走轮20的上边沿略微超过防护罩10的上端,同时利用电动伸缩杆23调节行走轮20转到竖直位置;接下来控制机器人向墙壁靠近直至真空吸盘16吸附在墙壁上,随后第一舵机15配合飞行模块1使机器人向墙壁翻转至整体贴附在墙壁上;最后关闭真空泵18,控制真空吸盘16远离墙壁,调节无刷电机7至合适转速使机器人贴附在墙壁上,机器人即可爬壁行走。
由爬壁状态重新起飞过程,首先控制机器人静止在墙壁上,同时开启真空泵18放下真空吸盘16,让机器人保持栖息状态;接下来第一舵机15配合飞行模块1使机器人向墙壁外转动,直至机器人处于水平位置;最后关闭真空泵18断开真空吸盘16使机器人重新起飞。
2、倾斜墙壁:
针对倾斜墙壁由飞行至爬壁的切换过程和垂直墙壁大体相当,所不同的是在伸出真空吸盘16时要使真空吸盘16与墙壁垂直,接下来进行翻转贴附。由爬壁至飞行的切换过程和垂直墙壁完全一致。
3、天花板:
天花板的飞行与爬壁状态切换过程最为简单,此过程无需吸附模块的辅助,首先调节四个行走轮20上升,直至行走轮20的上边沿略微超过防护罩10的上端,同时调节行走轮20转到竖直位置。随后控制机器人上升直至行走轮20接触到天花板,机器人即可爬壁行走。重新起飞时只需降低飞行模块1中无刷电机7的转速,使机器人脱离天花板重新起飞。在机器人脱离天花板的过程中会有一小段极速下坠的过程,此过程能够通过控制模块4使机器人重新回到稳定状态。
二、飞行与钢铁壁面的爬壁切换过程:
在对钢铁墙面爬壁时机器人要安装有电磁铁17和履带24,在对三种不同壁面飞行与爬壁切换时,其飞行与爬壁状态的切换过程和普通壁面基本相同,不同之处在于吸附模块2为电磁铁17吸附,在切换过程中电磁铁17的吸附与断开时间节点与真空吸盘16吸附完全相同。
三、墙壁爬行与栖息原理:
机器人贴在普通墙壁后,飞行模块1向墙壁外侧吹气,使机器人紧贴在墙壁上。对于垂直墙壁,机器人的重力由行走轮与墙壁之间的摩擦力(或四个减速电机21的扭力)抵消;对于天花板,机器人的重力由无刷电机7提供的升力抵消;对于倾斜墙壁,机器人的重力由行走轮20与墙壁之间的摩擦力(或四个减速电机21的扭力)和无刷电机7提供的升力抵消。因此无论处于何种倾斜角的墙壁,机器人均能稳定的贴附于墙壁上。
爬壁行走模块3通过调节四个减速电机21的转向,能够实现机器人前后左右和原地自旋等功能。四个减速电机21同时向前转实现前进功能;四个减速电机21同时向后转实现后退功能;左侧两个减速电机21不转,右侧两个减速电机21向前转实现左转功能;右侧两个减速电机21不转,左侧两个减速电机21向前转实现右转功能;左侧两个减速电机21向前转,右侧两个减速电机21向后转实现原地右转功能;左侧两个减速电机21向后转,右侧两个减速电机21向前转实现原地左转功能;
在机器人贴在钢铁墙壁上后,可关闭飞行模块1的无刷电机7,此时机器人与墙壁靠履带24上的永磁铁25吸引到一起。通过受力分析,对于不同倾角的钢铁墙壁,机器人同样可以实现稳定吸附。爬壁行走模块3通过调节四个减速电机21的转向,同样能够实现机器人前后左右和原地自旋等功能,其原理与普通爬壁行走模块3相同。
当机器人贴附在墙壁上时,放下真空吸盘16(或电磁铁17)使其吸附在墙壁上,随后关闭飞行模块1上的无刷电机7,只靠真空吸盘16(或电磁铁17)保证机器人吸附在墙壁上,实现栖息功能。由于关闭无刷电机7,机器人栖息时的能耗远远小于飞行与爬壁时的能耗,使用该功能可实现机器人长时间的隐蔽侦测。
四、地面行走原理:
地面行走时行走轮20下降至最低位置,调节四个减速电机21的正反转即可实现前后左右行走,四个减速电机21的控制方法与爬壁时的控制方法相同。行走在坡度较大的地面,可利用飞行模块1辅助行走,方法为调节飞行模块1向上吹气,让机器人获得一个向下的反作用力,增加行走轮20与地面之间的相互作用力,提高爬壁行走模块3的抓地力,此方法使机器人具有非常强的爬坡能力。
五、弯曲墙壁爬行原理:
在弯曲墙壁爬行时可通过电动伸缩杆23调节行走轮20,使行走轮20与墙壁保持垂直,以保证机器人稳定的贴附于墙壁上,弯曲墙面的爬行原理与正常墙面相同。
Claims (7)
1.一种模块化飞行爬壁机器人,其特征在于:包括有飞行模块、吸附模块、爬壁行走模块和控制模块,其中爬壁行走模块和吸附模块设在飞行模块的机架上,飞行模块、吸附模块和爬壁行走模块均由控制模块进行控制工作。
2.根据权利要求1所述的一种模块化飞行爬壁机器人,其特征在于:所述的飞行模块包括有机架、无刷电机、螺旋桨和锂电池,其中螺旋桨设有四个,分布在机架的四周,每个螺旋桨的周圈均套设有防护罩,每个螺旋桨的下端均连接有一个无刷电机,无刷电机由控制模块控制工作,锂电池设在机架的下部,锂电池为机器人整体提供电力。
3.根据权利要求1所述的一种模块化飞行爬壁机器人,其特征在于:所述的吸附模块包括有底座、第一摇杆、第二摇杆、连杆和第一舵机,其中第一摇杆的一端铰接在底座上,第一摇杆的另一端与连杆的下端相铰接,连杆的上端与第二摇杆的一端相铰接,第二摇杆的另一端与底座相铰接,第一舵机设在底座上,第一舵机与第一摇杆相连接并驱动第一摇杆带动连杆和第二摇杆进行转动,第一舵机由控制模块控制工作,连杆的顶端设有真空吸盘或电磁铁,第一摇杆、第二摇杆和连杆为碳纤维材料制成。
4.根据权利要求3所述的一种模块化飞行爬壁机器人,其特征在于:所述的真空吸盘通过管路与真空泵连接,真空泵设在吸附模块的底座上,真空泵由控制模块控制工作。
5.根据权利要求1所述的一种模块化飞行爬壁机器人,其特征在于:所述的爬壁行走模块总体呈对称结构,包括底盘、行走轮、减速电机、第二舵机和电动伸缩杆,其中行走轮对称设有两组四个,每个行走轮均连接有减速电机,每组两个行走轮均设在一支架上,电动伸缩杆的一端铰接在该支架上,电动伸缩杆的另一端铰接在连接件上,电动伸缩杆和连接件对称设有两个,连接件形状为M形,连接件两端分别与底盘和支架连接,每个连接件中间位置均连接有第二舵机,第二舵机驱使连接件转动与电动伸缩杆相配合,从而调节行走轮的高度和角度,第二舵机由控制模块控制工作。
6.根据权利要求5所述的一种模块化飞行爬壁机器人,其特征在于:所述的每组行走轮上均套设有履带,履带上设有数个永磁铁。
7.根据权利要求1所述的一种模块化飞行爬壁机器人,其特征在于:所述的控制模块包括有单片机、陀螺仪、加速度计、高度计、GPS模块和超声波传感器,陀螺仪、加速度计、高度计、GPS模块和超声波传感器连接在单片机上,陀螺仪、加速度计和高度计用以采集机器人的运动信息、姿态信息以及机器人的高度信息并传输给单片机,单片机还与无刷电调相连,无刷电调有四个分别与无刷电机连接,单片机根据采集到的数据,控制无刷电调调节四个无刷电机的转速,实现机器人的自由航行,GPS模块用以反馈机器人的当前位置,保证远程精准控制,通过GPS模块能够实现机器人自主导航飞行,超声波传感器用以实现机器人的壁障功能,当机器人与墙壁或障碍物的距离小于设定值时,控制模块控制机器人减速,以防撞到障碍物或墙壁,单片机上还连有舵机控制器和电机驱动器,舵机控制器与第一舵机、第二舵机相连接以控制吸附模块,电机驱动器与真空泵相连以控制爬壁行走模块的工作。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610297239.9A CN105799805B (zh) | 2016-05-06 | 2016-05-06 | 一种模块化飞行爬壁机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610297239.9A CN105799805B (zh) | 2016-05-06 | 2016-05-06 | 一种模块化飞行爬壁机器人 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105799805A true CN105799805A (zh) | 2016-07-27 |
CN105799805B CN105799805B (zh) | 2019-04-09 |
Family
ID=56455513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610297239.9A Expired - Fee Related CN105799805B (zh) | 2016-05-06 | 2016-05-06 | 一种模块化飞行爬壁机器人 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105799805B (zh) |
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106628212A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-05-10 | 哈尔滨云控机器人科技有限公司 | 高空安装传感器的无人机装置及其安装方法 |
CN106696619A (zh) * | 2017-01-09 | 2017-05-24 | 南京理工大学 | 一种堡垒式履带四旋翼飞行器 |
CN107539054A (zh) * | 2017-09-02 | 2018-01-05 | 佛山市龙远科技有限公司 | 一种能飞行的爬墙机器人 |
CN108639176A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-10-12 | 浙江大学 | 一种悬浮推压式爬壁机器人 |
CN108638087A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-12 | 深圳聚纵科技有限公司 | 双吸附可回收机器人 |
CN109572844A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-04-05 | 北京史河科技有限公司 | 爬壁机器人 |
CN109911205A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-06-21 | 长安大学 | 一种桥墩检测无人机装置及检测方法 |
CN110029801A (zh) * | 2018-01-12 | 2019-07-19 | 中科院微电子研究所昆山分所 | 一种喷涂装置 |
CN110171564A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-27 | 北京航空航天大学 | 一种具有多种运动模式的微型拖拽机器人 |
CN110189597A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-08-30 | 哈尔滨工业大学 | 基于J-Scope的无刷电机控制实验装置及其实验方法 |
CN110341943A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-10-18 | 武汉理工大学 | 一种可在斜面运动的无人飞行器 |
CN110641698A (zh) * | 2019-10-06 | 2020-01-03 | 谌薏冰 | 一种多功能飞行机器人 |
CN110871857A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-03-10 | 武汉理工大学 | 一种可自主上壁的飞行爬壁机器人及其使用方法 |
CN111591095A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-28 | 北京交通大学 | 一种可栖息的多旋翼飞行爬壁机器人 |
CN111761519A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-10-13 | 武汉理工大学 | 一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人 |
CN112550710A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-03-26 | 建研建材有限公司 | 一种用于建筑外墙巡检的重载爬墙机器人及系统 |
CN112937713A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-06-11 | 中南大学 | 复合型爬壁机器人及其控制方法 |
CN113844221A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-28 | 西北工业大学 | 一种两栖三模态飞行吸附爬壁机器人及控制方法 |
CN114030536A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-11 | 兰州理工大学 | 一种可实现多种壁面过渡的混合双吸附式爬壁机器人 |
CN114379775A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-04-22 | 哈尔滨工业大学重庆研究院 | 一种防撞缓冲贴壁飞行机器人 |
CN114537548A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-05-27 | 哈尔滨工业大学重庆研究院 | 一种吸附式飞行机器人 |
CN115648871A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-01-31 | 江苏集萃智能制造技术研究所有限公司 | 一种旋翼式陆空爬墙机器人 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130024067A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-24 | The Boeing Company | Holonomic Motion Vehicle for Travel on Non-Level Surfaces |
CN103192987A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-07-10 | 南京理工大学 | 一种飞行和爬壁两栖机器人及其控制方法 |
CN204527388U (zh) * | 2015-02-09 | 2015-08-05 | 重庆大学 | 自适应飞行吸附式爬壁机构 |
CN105034729A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-11 | 中国科学院自动化研究所 | 可变形多模态陆空飞行机器人 |
CN204915162U (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-30 | 吉林大学 | 一种海陆空四轴双体交通工具 |
CN105216889A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-01-06 | 新疆新能钢结构有限责任公司 | 爬壁机器人 |
CN205554361U (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-07 | 吉林大学 | 一种模块化飞行爬壁机器人 |
-
2016
- 2016-05-06 CN CN201610297239.9A patent/CN105799805B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130024067A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-24 | The Boeing Company | Holonomic Motion Vehicle for Travel on Non-Level Surfaces |
CN103192987A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-07-10 | 南京理工大学 | 一种飞行和爬壁两栖机器人及其控制方法 |
CN204527388U (zh) * | 2015-02-09 | 2015-08-05 | 重庆大学 | 自适应飞行吸附式爬壁机构 |
CN105034729A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-11-11 | 中国科学院自动化研究所 | 可变形多模态陆空飞行机器人 |
CN204915162U (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-30 | 吉林大学 | 一种海陆空四轴双体交通工具 |
CN105216889A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-01-06 | 新疆新能钢结构有限责任公司 | 爬壁机器人 |
CN205554361U (zh) * | 2016-05-06 | 2016-09-07 | 吉林大学 | 一种模块化飞行爬壁机器人 |
Cited By (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106628212A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-05-10 | 哈尔滨云控机器人科技有限公司 | 高空安装传感器的无人机装置及其安装方法 |
CN106696619A (zh) * | 2017-01-09 | 2017-05-24 | 南京理工大学 | 一种堡垒式履带四旋翼飞行器 |
CN107539054A (zh) * | 2017-09-02 | 2018-01-05 | 佛山市龙远科技有限公司 | 一种能飞行的爬墙机器人 |
CN110029801B (zh) * | 2018-01-12 | 2021-03-19 | 昆山微电子技术研究院 | 一种喷涂装置 |
CN110029801A (zh) * | 2018-01-12 | 2019-07-19 | 中科院微电子研究所昆山分所 | 一种喷涂装置 |
CN108639176A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-10-12 | 浙江大学 | 一种悬浮推压式爬壁机器人 |
CN108638087A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-10-12 | 深圳聚纵科技有限公司 | 双吸附可回收机器人 |
CN109572844A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-04-05 | 北京史河科技有限公司 | 爬壁机器人 |
CN109911205A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-06-21 | 长安大学 | 一种桥墩检测无人机装置及检测方法 |
CN110171564A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-27 | 北京航空航天大学 | 一种具有多种运动模式的微型拖拽机器人 |
CN110189597A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-08-30 | 哈尔滨工业大学 | 基于J-Scope的无刷电机控制实验装置及其实验方法 |
CN110341943A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-10-18 | 武汉理工大学 | 一种可在斜面运动的无人飞行器 |
CN110341943B (zh) * | 2019-06-11 | 2020-10-13 | 武汉理工大学 | 一种可在斜面运动的无人飞行器 |
CN110641698A (zh) * | 2019-10-06 | 2020-01-03 | 谌薏冰 | 一种多功能飞行机器人 |
CN110871857A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-03-10 | 武汉理工大学 | 一种可自主上壁的飞行爬壁机器人及其使用方法 |
CN111591095A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-28 | 北京交通大学 | 一种可栖息的多旋翼飞行爬壁机器人 |
CN111761519A (zh) * | 2020-06-03 | 2020-10-13 | 武汉理工大学 | 一种用于埋地油罐内壁除锈的爬壁机器人 |
CN112550710A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-03-26 | 建研建材有限公司 | 一种用于建筑外墙巡检的重载爬墙机器人及系统 |
CN112937713A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-06-11 | 中南大学 | 复合型爬壁机器人及其控制方法 |
CN113844221A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-28 | 西北工业大学 | 一种两栖三模态飞行吸附爬壁机器人及控制方法 |
CN113844221B (zh) * | 2021-09-26 | 2024-02-02 | 西北工业大学 | 一种两栖三模态飞行吸附爬壁机器人及控制方法 |
CN114030536A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-11 | 兰州理工大学 | 一种可实现多种壁面过渡的混合双吸附式爬壁机器人 |
CN114379775A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-04-22 | 哈尔滨工业大学重庆研究院 | 一种防撞缓冲贴壁飞行机器人 |
CN114537548A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-05-27 | 哈尔滨工业大学重庆研究院 | 一种吸附式飞行机器人 |
CN115648871A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-01-31 | 江苏集萃智能制造技术研究所有限公司 | 一种旋翼式陆空爬墙机器人 |
CN115648871B (zh) * | 2022-11-15 | 2023-10-13 | 江苏集萃智能制造技术研究所有限公司 | 一种旋翼式陆空爬墙机器人 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105799805B (zh) | 2019-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105799805A (zh) | 一种模块化飞行爬壁机器人 | |
CN205554361U (zh) | 一种模块化飞行爬壁机器人 | |
CN105730173B (zh) | 一种水陆空墙壁四栖机器人 | |
US11447227B2 (en) | Self-righting aeronautical vehicle and method of use | |
US7708094B2 (en) | User input for vehicle control | |
KR101784372B1 (ko) | 추진 로터가 구비된 멀티콥터 | |
JP2008126349A (ja) | 移動ロボット | |
JP6709292B2 (ja) | ローラースケート装置及び電動バランス車 | |
CN106882283B (zh) | 一种机器人系统 | |
CN104155976A (zh) | 自主式球轮移动机器人及其控制方法 | |
JP2006256401A (ja) | 3輪型乗用移動台車 | |
JP6966643B2 (ja) | 飛行体及びその制御方法 | |
CN105599818A (zh) | 越障机器人 | |
KR20150055202A (ko) | 무인비행기 | |
CN115145297B (zh) | 两轮腿式陆空两栖机器人运行控制方法 | |
JPWO2019244892A1 (ja) | 飛行体及びその制御方法 | |
CN106627818A (zh) | 新型多功能车 | |
CN112027065A (zh) | 一种具备地形自适应起降和行走功能的四旋翼无人机 | |
KR102401678B1 (ko) | 차량용 섀시 | |
KR20180086001A (ko) | 자율적으로 수평을 유지하는 이동 플랫폼 | |
CN103612695B (zh) | 一种双控型两轮自平衡智能车 | |
US20150246292A1 (en) | Systems and Methods for Causing a Rotational Force to be Applied to a Vehicle | |
CN205553833U (zh) | 一种水陆空墙壁四栖机器人 | |
CN105126360A (zh) | 可行走的多维飞行动感模拟乘骑装置 | |
CN209757376U (zh) | 一种载人移动机器人的底盘悬挂结构及载人移动机器人 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190409 Termination date: 20200506 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |