CN117341855A - 爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置及其控制方法,包括机器人本体,所述机器人本体上设有若干车轮、旋翼推进器、气体缓释缓冲器和可弹出的降落伞;所述机器人本体内设有电源和主控板,所述电源为所述旋翼推进器供电并提供动力,所述车轮、所述旋翼推进器和所述降落伞的执行模块还分别与所述主控板电连接。本爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置可有效的解决负压爬壁机器人因负压失效导致的坠毁事故,可有效保障设备和人员,大大降低了爬壁机器人掉落损坏的风险,同时也可以避免砸到人或者动物,有效保护人员和财物的安全。

Description

爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及到爬壁机器人技术领域,具体涉及到一种爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置及其控制方法。
背景技术
负压爬壁机器人一般应用在竖直或倾斜的墙面、斜坡,甚至房顶、桥底等表面,其对所爬行的物体表面无材质要求,无论是金属还是非金属表面,只要是硬质表面,它都可以在完全无保护的情况下,靠负压的作用紧贴墙体表面,克服重力而不掉下来,而且可在爬行表面自由移动,应用面非常广泛,可替代人做危险的高空作业。
负压爬壁机器人之所以能在竖直或者倾斜的物体表面自由移动而不掉下来,最重要的就是要求负压动力要不间断的为爬壁机器人车体提供持续的压力,然后靠车轮的摩擦力克服重力,保持爬壁机器人的姿态;一旦负压动力失效,哪怕是短暂的失效,爬壁机器人将不能获得足够的压力,所产生的摩擦力会失效或不足以克服重力,便会掉下来;爬壁机器人从高处掉落非常危险,不仅会直接摔坏导致设备损失惨重,一旦砸到其他物体甚至是人员,则会导致物体损坏,人员伤亡;因此为负压爬壁机器人提供跌落保护是一个很必要的措施。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题,提供一种爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置及其控制方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,包括机器人本体,所述机器人本体的一面设有若干车轮,若干所述车轮用于所述机器人本体的爬行;
所述机器人本体的侧面分别设有若干旋翼推进器,若干所述旋翼推进器用于调整和保持所述机器人本体掉落下来时的姿态;
所述机器人本体在背向所述车轮的一面分别设有若干气体缓释缓冲器,若干所述气体缓释缓冲器用于保护所述机器人本体;所述机器人本体在所述车轮所在面上还设有若干可弹出的降落伞;
所述机器人本体内设有电源和主控板,所述电源为所述旋翼推进器供电并提供动力,所述车轮、所述旋翼推进器和所述降落伞的执行模块还分别与所述主控板电连接。
本爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置可有效的解决负压爬壁机器人因负压失效导致的坠毁事故,可有效保障设备和人员,以及财物的安全。通过所述旋翼推进器和所述气体缓释缓冲器的配合设置,能够有效保护爬壁机器人在失去负压动力的情况下不会直接跌落而造成损坏,大大降低了爬壁机器人掉落损坏的风险,同时也可以避免砸到人或者动物,有效保护人员和财物的安全。
本爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置是其自动进行的,无需人工干预,提高了产品智能化水平和工作效率,能够让爬壁机器人放心的工作,有效降低了产品应用风险,提高了产品的可应用性和可靠性。
所述旋翼推进器的设置能够在爬壁机器人失去负压动力时自动启动,以调整所述机器人本体的姿态,让整体水平且所述气体缓释缓冲器朝向正下方降落,这样有助于所述气体缓释缓冲器发挥最佳的防护作用,同时所述旋翼推进器也能够在所述机器人本体降落的过程中适当调整其位置,比如稍微偏移一下位置,以避开下方的人或者物。
在所述机器人本体上设置所述降落伞,能够在跌落时自动弹出,所述降落伞可以降低降落速度,有利于确保安全。
若干所述气体缓释缓冲器的设置,能够有效缓冲机器人本体的撞击作用,进一步对机器人本体形成有效保护,而且该气体缓释缓冲器不仅可以应用在爬壁机器人上,而且可以应用在几乎大部分的需要进行缓冲作用的物体或设备上。
进一步的,所述机器人本体在背向所述车轮的一面还错开若干所述气体缓释缓冲器设置有测距传感器和高度计,所述测距传感器和所述高度计与所述主控板电连接。爬壁机器人可以结合高度数据和距离数据判定下方是地面或是半空的物体,便于爬壁机器人自动判定并寻找安全的降落点。
进一步的,所述机器人本体在背向所述车轮的一面还错开若干所述气体缓释缓冲器设置有红外探测传感器,所述红外探测传感器与所述主控板电连接,所述红外探测传感器对跌落的所述机器人本体下方的环境进行探测,以发现下方是否有人或动物或者障碍物,以便进一步判断是否要进行避让。
进一步的,所述机器人本体上还设有负压动力装置,所述负压动力装置为所述车轮提供附着在被爬壁上的负压力,所述负压动力装置电连接所述电源和所述主控板。
进一步的,所述车轮两个为一组,每组沿行进方向间隔设置,所述车轮均为高摩擦系数克拉姆拉轮;所述车轮分别连接有驱动电机,若干所述驱动电机通过控制电路电连接,以使所述驱动电机独立工作或者两两串联工作、驱动或者制动,所述驱动电机还连接所述电源和所述主控板。在一些实施例中,所述驱动电机通过MC33886驱动器驱动,采用的控制电路为H桥电路。
进一步的,所述气体缓释缓冲器至少为设置在背面四角的四个,所述降落伞为设置在正面四角的四个。所述旋翼推进器也为四个,分别位于所述机器人本体的左侧面上方、右侧面上方,左侧面下方,右侧面下方,处于对称安装位置。
进一步的,所述气体缓释缓冲器包括缓冲器座体,以及与所述缓冲器座体套设连接的缓冲器支撑杆,所述缓冲器支撑杆的一端设有限位密封圈并套设在所述缓冲器座体内、另一端设有缓冲脚垫,所述缓冲器座体内还设有与所述缓冲器支撑杆连接的复位弹簧,所述缓冲器座体的外周靠上设有若干空气缓释孔。
机器人本体降至地面或者障碍物上时所述气体缓释缓冲器先接触地面或障碍物,然后所述缓冲器支撑杆受到冲击力,缓冲器内的空气通过缓冲器座体壁上的所述空气缓释孔释放出去,由于气体释放速度有限,而且气体开始受到的压力最大,气体压缩也最快因此所述缓冲器支撑杆收缩的速度就会呈现一种从开始的快速收缩至缓慢收缩的连续过程,这个连续过程将为机器人本体提供很大的缓冲作用。
进一步的,所述缓冲器座体包括端部安装板,以及与所述端部安装板连接的筒体,所述端部安装板连接安装在所述机器人本体上,所述筒体靠近所述端部安装板的一端设有所述空气缓释孔,所述空气缓释孔以双面阵列的方式布置。
进一步的,所述缓冲器支撑杆靠近所述限位密封圈的一端还设有限位端盖,所述限位端盖套设于所述缓冲器座体内,所述限位端盖上设有环形安装槽,用于连接所述复位弹簧;所述缓冲脚垫与所述缓冲器支撑杆可拆卸连接,所述缓冲脚垫具有喇叭口状的支撑部,能够较好的与地面接触。
一种爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置的控制方法,所述控制方法包括如下过程:
当爬壁机器人负压动力瞬间或间断性失效时,若干所述旋翼推进器启动,根据所述机器人本体内的陀螺仪传感器的数据,调整所述机器人本体下落的姿态,使多个所述气体缓释缓冲器朝向下方,然后弹出所述降落伞;
所述机器人本体上的红外探测传感器持续对下方的环境进行探测,当发现下方有人或者动物或者障碍物时,所述机器人本体根据高度计和测距传感器测得的数据进行决策;
当距离较远时,所述机器人本体利用所述旋翼推进器改变位置,以缓慢避开人或者动物或者障碍物,然后寻找合适的降落点;
当距离较近,或者出现突发情况时,爬壁机器人将进行紧急避让,以保护人或动物;若是下方为障碍物且避让不及,则控制所述机器人本体降落在障碍物上;
所述机器人本体接近障碍物或者地面时,所述气体缓释缓冲器先接触障碍物或者地面,所述气体缓释缓冲器开始工作,使所述机器人本体平稳着陆。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:1、本爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置可有效的解决负压爬壁机器人因负压失效导致的坠毁事故,可有效保障设备和人员,以及财物的安全;2、本爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置是其自动进行的,无需人工干预,提高了产品智能化水平和工作效率,能够让爬壁机器人放心的工作,有效降低了产品应用风险,提高了产品的可应用性和可靠性;3、所述旋翼推进器的设置能够在爬壁机器人失去负压动力时自动启动,以调整所述机器人本体的姿态,让整体水平且所述气体缓释缓冲器朝向正下方降落,这样有助于所述气体缓释缓冲器发挥最佳的防护作用,同时所述旋翼推进器也能够在所述机器人本体降落的过程中适当调整其位置;4、在所述机器人本体上设置所述降落伞,能够在跌落时自动弹出,所述降落伞可以降低降落速度,有利于确保安全;5、若干所述气体缓释缓冲器的设置,能够有效缓冲机器人本体的撞击作用,进一步对机器人本体形成有效保护,而且该气体缓释缓冲器不仅可以应用在爬壁机器人上,而且可以应用在几乎大部分的需要进行缓冲作用的物体或设备上;6、本跌落保护装置和控制方法只在爬壁机器人负压动力失效的时候起作用,以保护人员和动物安全为第一准则,其次是保护设备不被损坏,不会砸到其他建筑物或障碍物。
附图说明
图1为本发明爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置的侧面示意图;
图2为本发明爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置的立体结构示意图一;
图3为本发明爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置的立体结构示意图二;
图4为本发明爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置的降落状态示意图;
图5为本发明气体缓释缓冲器的爆炸结构示意图;
图6为本发明气体缓释缓冲器的爆炸剖视结构示意图;
图中:1、机器人本体;2、车轮;3、旋翼推进器;4、气体缓释缓冲器;401、缓冲器座体;402、缓冲器支撑杆;5、测距传感器;6、限位密封圈;7、限位端盖;8、缓冲脚垫;9、空气缓释孔;10、复位弹簧;11、红外探测传感器;12、降落伞;13、负压动力装置。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1~图4所示,一种爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,包括机器人本体1,所述机器人本体1的一面设有若干车轮2,若干所述车轮2用于所述机器人本体1的爬行;
所述机器人本体1的侧面分别设有若干旋翼推进器3,若干所述旋翼推进器3用于调整和保持所述机器人本体1掉落下来时的姿态;
所述机器人本体1在背向所述车轮2的一面分别设有若干气体缓释缓冲器4,若干所述气体缓释缓冲器4用于保护跌落的所述机器人本体1;所述机器人本体1在所述车轮2所在面上还设有若干可弹出的降落伞12;
所述机器人本体1内设有电源和主控板,所述电源为所述旋翼推进器3供电并提供动力,所述车轮2、所述旋翼推进器3和所述降落伞12的执行模块还分别与所述主控板电连接。
本爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置可有效的解决负压爬壁机器人因负压失效导致的坠毁事故,可有效保障设备和人员,以及财物的安全。通过所述旋翼推进器3和所述气体缓释缓冲器4的配合设置,能够有效保护爬壁机器人在失去负压动力的情况下不会直接跌落而造成损坏,大大降低了爬壁机器人掉落损坏的风险,同时也可以避免砸到人或者动物,有效保护人员和财物的安全。
本爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置是其自动进行的,无需人工干预,提高了产品智能化水平和工作效率,能够让爬壁机器人放心的工作,有效降低了产品应用风险,提高了产品的可应用性和可靠性。
所述旋翼推进器3的设置能够在爬壁机器人失去负压动力时自动启动,以调整所述机器人本体1的姿态,让整体水平且所述气体缓释缓冲器4朝向正下方降落,这样有助于所述气体缓释缓冲器4发挥最佳的防护作用,同时所述旋翼推进器3也能够在所述机器人本体1降落的过程中适当调整其位置,比如稍微偏移一下位置,以避开下方的人或者物。
在所述机器人本体1上设置所述降落伞12,能够在跌落时自动弹出,所述降落伞12可以降低降落速度,有利于确保安全。
若干所述气体缓释缓冲器4的设置,能够有效缓冲机器人本体1的撞击作用,进一步对机器人本体1形成有效保护,而且该气体缓释缓冲器4不仅可以应用在爬壁机器人上,而且可以应用在几乎大部分的需要进行缓冲作用的物体或设备上。
进一步的,所述机器人本体1在背向所述车轮2的一面还错开若干所述气体缓释缓冲器4设置有测距传感器5和高度计,所述测距传感器5和所述高度计与所述主控板电连接。
所述高度计可以检测出所述机器人本体所处的高度,以便于爬壁机器人时刻知道自己所处的高度数据;所述测距传感器5能够测量出所述机器人本体离其下方物体(人、动物、障碍物等)的距离,以便结合高度数据判定下方是地面或是半空的物体,便于爬壁机器人自动判定并寻找安全的降落点。
进一步的,所述机器人本体1在背向所述车轮2的一面还错开若干所述气体缓释缓冲器4设置有红外探测传感器11,所述红外探测传感器11与所述主控板电连接,所述红外探测传感器11对跌落的所述机器人本体1下方的环境进行探测,以发现下方是否有人或动物或者障碍物。
一旦探测到有人或动物,爬壁机器人上的所述旋翼推进器3会调整推力,自动控制自己的姿态,让机器人本体1飞向另外一边,避开下方的人或动物,然后再调整回下落姿态;这样设置的目的是为了避免爬壁机器人掉落时砸伤人或者动物,对生命安全造成威胁。
进一步的,所述机器人本体1上还设有负压动力装置13,所述负压动力装置13为所述车轮2提供附着在被爬壁上的负压力,所述负压动力装置13电连接所述电源和所述主控板。
所述负压动力装置13可以是设置在所述机器人本体背向所述车轮的一面上的负压动力风扇,通过施加反方向的作用力,让车轮2与被爬壁紧密叠合,这样能够让所述车轮2在驱动电机的作用下沿壁进行移动。
进一步的,所述车轮2两个为一组,每组沿行进方向间隔设置,所述车轮2均为高摩擦系数克拉姆拉轮;所述车轮2分别连接有驱动电机,若干所述驱动电机通过控制电路电连接,以使所述驱动电机独立工作或者两两串联工作、驱动或者制动,所述驱动电机还连接所述电源和所述主控板。
高摩擦系数克拉姆拉轮可使爬壁机器人在保持一个固定的姿态下进行全向运动,高摩擦系数的设置使其具有较好的抓壁力。
进一步的,所述气体缓释缓冲器4为设置在背面的六个,所述降落伞12为设置在正面(车轮所在面)四角的四个,四角处分别设有降落伞舱,所述降落伞设置在所述降落伞舱内,所述降落伞可以从所述降落伞舱内弹出,比如利用电磁阀或者弹簧元件等打开降落伞舱的盖子,或者利用小型弹射器等弹出降落伞。所述旋翼推进器3也为四个,分别位于所述机器人本体1的左侧面上方、右侧面上方,左侧面下方,右侧面下方,处于对称安装位置。
进一步的,如图5和图6所示,所述气体缓释缓冲器4包括缓冲器座体401,以及与所述缓冲器座体401套设连接的缓冲器支撑杆402,所述缓冲器支撑杆402的一端设有限位密封圈6并套设在所述缓冲器座体401内、另一端设有缓冲脚垫8,所述缓冲器座体401内还设有与所述缓冲器支撑杆402连接的复位弹簧10,所述缓冲器座体401的外周靠上设有若干空气缓释孔9。
机器人本体降至地面或障碍物上时所述气体缓释缓冲器先接触地面或障碍物,所述缓冲器支撑杆402受到冲击力,缓冲器内的空气被剧烈压缩,缓冲器内的空气通过缓冲器座体壁上的所述空气缓释孔9释放出去,由于空气缓释孔9比较小,空气不会立马排除,而是根据作用力的大小先快后慢,这个过程气体缓释缓冲器的缓冲器支撑杆会在复位弹簧和空气压力的作用下,先快后慢的收缩,对机器人本体1会产生一个很大的反向作用力,机器人本体1下降的趋势会迅速被止住,由于气体缓释缓冲器4对机器人本体1施加的反作用力不是瞬间产生的,作用时间被拉长了,因此对机器人本体1产生了一个很大的缓冲效果,可以使机器人本体1很平稳的着地,不会反复弹跳,也不会因为瞬间碰撞造成机器人本体1损坏。
进一步的,所述缓冲器座体401包括端部安装板,以及与所述端部安装板连接的筒体,所述端部安装板连接安装在所述机器人本体1上,所述筒体靠近所述端部安装板的一端设有所述空气缓释孔9,所述空气缓释孔9以双面阵列的方式布置。
进一步的,所述缓冲器支撑杆402靠近所述限位密封圈6的一端还设有限位端盖7,所述限位端盖7套设于所述缓冲器座体401内,所述限位端盖7上设有环形安装槽,用于连接所述复位弹簧10;所述缓冲脚垫8与所述缓冲器支撑杆402可拆卸连接,所述缓冲脚垫8具有喇叭口状的支撑部,能够较好的与地面接触。
一种爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置的控制方法,所述控制方法包括如下过程:
当爬壁机器人负压动力瞬间或间断性失效时,若干所述旋翼推进器3启动,根据所述机器人本体1内的陀螺仪传感器的数据,调整所述机器人本体1下落的姿态,使多个所述气体缓释缓冲器4朝向下方,然后弹出所述降落伞12;
所述机器人本体1上的红外探测传感器11持续对下方的环境进行探测,当发现下方有人或者动物或者障碍物时,所述机器人本体1根据高度计和测距传感器5测得的数据进行决策;
当距离较远时,所述机器人本体1利用所述旋翼推进器3改变位置,以缓慢避开人或者动物或者障碍物,然后寻找合适的降落点;
当距离较近,或者出现突发情况时,爬壁机器人将进行紧急避让,以保护人或动物;若是下方为障碍物且避让不及,则控制所述机器人本体1降落在障碍物上;
所述机器人本体1接近障碍物或者地面时,所述气体缓释缓冲器4先接触障碍物或者地面,所述气体缓释缓冲器开始工作,使所述机器人本体平稳着陆。
具体的,爬壁机器人安装有四个所述车轮,由四个独立的电机驱动,当爬壁机器人正常作业时,通过负压附着在墙面/壁上,爬壁机器人控制四个车轮的动作,可实现爬壁机器人在壁面上进行上下左右转弯调头等各个方向的移动。当负压动力瞬间失效时,所述机器人本体四周的四个空气旋翼推进器会迅速启动,然后根据陀螺仪传感器的数据,调整爬壁机器人下落的姿态,使六个气体缓释缓冲器朝向下方,然后四个小降落伞弹开,同时红外探测传感器持续对爬壁机器人下方的环境进行探测,当发现下方有人或动物或者障碍物时,爬壁机器人根据高度计和测距传感器测得的数据,进行决策,当距离较远时,爬壁机器人可缓慢避开人或动物以及障碍物,然后寻找合适的降落点,以保护下方的人或动物以及设备自身安全降落,此过程中,爬壁机器人可以根据自身记录的高度和测距传感器测出的下方障碍物的距离,计算并判定下面是否为地面,当发现下方并非地面时,爬壁机器人会继续寻找合适降落的地面降落点,然后保持六个所述气体缓释缓冲器朝向正下方缓冲降落;当距离较近,或者出现突发情况时,爬壁机器人将启动紧急避让功能,以保护人或动物安全为第一要务,进行紧急避让;若是下方为障碍物且避让不及,也可控制爬壁机器人降落在障碍物上,最后在所述气体缓释缓冲器的缓冲保护作用下让所述机器人本体平稳安全降落。
本爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置和控制方法只在爬壁机器人负压动力失效的时候起作用,以保护人员和动物安全为第一准则,其次是保护设备不被损坏,不会砸到其他建筑物或障碍物。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,包括机器人本体,其特征在于,所述机器人本体的一面设有若干车轮,若干所述车轮用于所述机器人本体的爬行;
所述机器人本体的侧面分别设有若干旋翼推进器,若干所述旋翼推进器用于调整和保持所述机器人本体掉落下来时的姿态;
所述机器人本体在背向所述车轮的一面分别设有若干气体缓释缓冲器,若干所述气体缓释缓冲器用于保护所述机器人本体;所述机器人本体在所述车轮所在面上还设有若干可弹出的降落伞;
所述机器人本体内设有电源和主控板,所述电源为所述旋翼推进器供电并提供动力,所述车轮、所述旋翼推进器和所述降落伞的执行模块还分别与所述主控板电连接。
2.根据权利要求1所述的爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,其特征在于,所述机器人本体在背向所述车轮的一面还错开若干所述气体缓释缓冲器设置有测距传感器和高度计,所述测距传感器和所述高度计与所述主控板电连接。
3.根据权利要求1所述的爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,其特征在于,所述机器人本体在背向所述车轮的一面还错开若干所述气体缓释缓冲器设置有红外探测传感器,所述红外探测传感器与所述主控板电连接,所述红外探测传感器对跌落的所述机器人本体下方的环境进行探测,以发现下方是否有人或动物或者障碍物。
4.根据权利要求1所述的爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,其特征在于,所述机器人本体上还设有负压动力装置,所述负压动力装置为所述车轮提供附着在被爬壁上的负压力,所述负压动力装置电连接所述电源和所述主控板。
5.根据权利要求1所述的爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,其特征在于,所述车轮两个为一组,每组沿行进方向间隔设置,所述车轮均为高摩擦系数克拉姆拉轮;所述车轮分别连接有驱动电机,若干所述驱动电机通过控制电路电连接,以使所述驱动电机独立工作或者两两串联工作、驱动或者制动,所述驱动电机还连接所述电源和所述主控板。
6.根据权利要求1所述的爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,其特征在于,所述气体缓释缓冲器至少为设置在背面四角的四个,所述降落伞为设置在正面四角的四个。
7.根据权利要求1所述的爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,其特征在于,所述气体缓释缓冲器包括缓冲器座体,以及与所述缓冲器座体套设连接的缓冲器支撑杆,所述缓冲器支撑杆的一端设有限位密封圈并套设在所述缓冲器座体内、另一端设有缓冲脚垫,所述缓冲器座体内还设有与所述缓冲器支撑杆连接的复位弹簧,所述缓冲器座体的外周靠上设有若干空气缓释孔。
8.根据权利要求7所述的爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,其特征在于,所述缓冲器座体包括端部安装板,以及与所述端部安装板连接的筒体,所述端部安装板连接安装在所述机器人本体上,所述筒体靠近所述端部安装板的一端设有所述空气缓释孔,所述空气缓释孔以双面阵列的方式布置。
9.根据权利要求7所述的爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置,其特征在于,所述缓冲器支撑杆靠近所述限位密封圈的一端还设有限位端盖,所述限位端盖套设于所述缓冲器座体内,所述限位端盖上设有环形安装槽,用于连接所述复位弹簧;所述缓冲脚垫与所述缓冲器支撑杆可拆卸连接,所述缓冲脚垫具有喇叭口状的支撑部。
10.一种根据权利要求1~9任一项所述的爬壁机器人直角及负角度坡面跌落保护装置的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括如下过程:
当爬壁机器人负压动力瞬间或间断性失效时,若干所述旋翼推进器启动,根据所述机器人本体内的陀螺仪传感器的数据,调整所述机器人本体下落的姿态,使多个所述气体缓释缓冲器朝向下方,然后弹出所述降落伞;
所述机器人本体上的红外探测仪持续对下方的环境进行探测,当发现下方有人或者动物或者障碍物时,所述机器人本体根据高度计和测距传感器测得的数据进行决策;
当距离较远时,所述机器人本体利用所述旋翼推进器改变位置,以缓慢避开人或者动物或者障碍物,然后寻找合适的降落点;
当距离较近,或者出现突发情况时,爬壁机器人将进行紧急避让,以保护人或动物;若是下方为障碍物且避让不及,则控制所述机器人本体降落在障碍物上;
所述机器人本体接近障碍物或者地面时,所述气体缓释缓冲器先接触障碍物或者地面,所述气体缓释缓冲器开始工作,使所述机器人本体平稳着陆。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61253271A (ja) * 1985-05-02 1986-11-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 壁面移動装置
CN2900256Y (zh) * 2006-04-20 2007-05-16 成都市武侯区金字塔设计室 车辆空气弹簧保险杠
CN204111113U (zh) * 2014-10-15 2015-01-21 苏州福特美福电梯有限公司 一种电梯缓冲结构
CN108316665A (zh) * 2018-03-30 2018-07-24 四川大学 建筑物立面清洁机器人装置及其吸附方法
CN108369243A (zh) * 2015-12-07 2018-08-03 乐天株式会社 风估计系统、风估计方法以及程序
CN111762136A (zh) * 2015-05-12 2020-10-13 深圳市大疆创新科技有限公司 识别或检测障碍物的设备和方法
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
CN113427521A (zh) * 2021-08-12 2021-09-24 同济大学 一种爬壁机器人跌落保护装置及其控制方法
CN114740877A (zh) * 2022-04-27 2022-07-12 江苏熙枫智能科技有限公司 一种基于计算机视觉的无人机安全稳定降落系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61253271A (ja) * 1985-05-02 1986-11-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 壁面移動装置
CN2900256Y (zh) * 2006-04-20 2007-05-16 成都市武侯区金字塔设计室 车辆空气弹簧保险杠
CN204111113U (zh) * 2014-10-15 2015-01-21 苏州福特美福电梯有限公司 一种电梯缓冲结构
CN111762136A (zh) * 2015-05-12 2020-10-13 深圳市大疆创新科技有限公司 识别或检测障碍物的设备和方法
CN108369243A (zh) * 2015-12-07 2018-08-03 乐天株式会社 风估计系统、风估计方法以及程序
US20190187168A1 (en) * 2015-12-07 2019-06-20 Rakuten, Inc. Wind estimation system, wind estimation method, and program
CN108316665A (zh) * 2018-03-30 2018-07-24 四川大学 建筑物立面清洁机器人装置及其吸附方法
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
CN113427521A (zh) * 2021-08-12 2021-09-24 同济大学 一种爬壁机器人跌落保护装置及其控制方法
CN114740877A (zh) * 2022-04-27 2022-07-12 江苏熙枫智能科技有限公司 一种基于计算机视觉的无人机安全稳定降落系统

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