CN207345968U - 一种攀爬内墙角机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种攀爬内墙角机器人，所述机器人包括转动轴、对称设置的左支架和右支架，所述左支架和右支架的一端与转动轴铰接，另一端均设有行动轮，行动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线垂直，所述左支架和右支架的中部均设有驱动轮，驱动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线平行，所述左支架与右支架之间设有一推力装置，左支架与右支架之间的夹角大于内墙角，所述驱动轮和行动轮均为全向轮。本装置无需复杂的大动力的吸附技术，便达到行驶过程中动态平衡的目的，吸附稳定，能源利用率低，负载能力强。

Description

一种攀爬内墙角机器人

技术领域

本实用新型属于攀爬机器人领域，涉及一种攀爬内墙角机器人。

背景技术

爬墙机器人是指可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器。一般地，爬墙机器人必须具备吸附和移动两个基本功能，要实现机器人的爬墙功能，首先应要实现机器人能够吸附在墙面上，所以吸附技术是核心。纵观全世界，绝大部分的爬墙机器人一般使用以下三种方式吸附：真空吸附，磁吸附和攀援式吸附，真空吸附方式具有不受壁面材料限制的优点，但当壁面凸凹不平时，容易使吸盘漏气，从而使吸附力和承载能力明显下降，导致机器人吸附不稳定，坠落。磁吸附法可分为电磁体和永磁体两种，电磁体式维持吸附力需要电力，但控制较方便。永磁体式不受断电的影响，使用中安全可靠，但控制较为麻烦。磁吸附方式对壁面的凸凹适应性强，且吸附力远大于真空吸附方式，不存在真空漏气的问题，但要求壁面必须是导磁材料，因此严重地限制了爬壁机器人的应用环境。攀援式吸附是通过抓住或勾住壁面的突起实现爬壁，这种方式要求壁面粗糙，对于光滑平面则不合适。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种攀爬内墙角机器人，无需复杂的大动力的吸附技术，便达到行驶过程中动态平衡的目的，吸附稳定，能源利用率低，负载能力强。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种攀爬内墙角机器人，所述机器人包括转动轴、对称设置的左支架和右支架，所述左支架和右支架的一端与转动轴铰接，另一端均设有行动轮，行动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线垂直，所述左支架和右支架的中部均设有驱动轮，驱动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线平行，所述左支架与右支架之间设有一推力装置，左支架与右支架之间的夹角大于内墙角，所述驱动轮和行动轮均为全向轮。

进一步，左支架Ⅰ和右支架Ⅰ分别与转动轴铰接形成V型结构的两边，所述转动轴平行于内墙角棱线设置在V型结构的支点处。

进一步，所述全向轮包括活动脚轮和固定脚轮，所述固定脚轮连接电机，所述活动脚轮设置在固定脚轮上，活动脚轮的旋转轴与固定脚轮的出轴线垂直。

进一步，所述推力装置为弹性弓片或弹簧。

进一步，所述转动轴为活动销。

进一步，所述机器人为并列设置的多个，平行于内墙角棱线设置，并通过连接装置连接。

本实用新型的有益效果在于：

本发明结构简单，控制方便，无需复杂的大动力的吸附技术，便达到行驶过程中动态平衡的目的。无需对墙面有特殊要求，只需改变驱动轮和行动轮的材料来使摩擦力达到爬墙的要求便可，也不需要像负压式吸附一样要求大功率；该发明效率高、能耗低、应用范围广，广泛适用于工作在特殊环境中的设备，如高空作业机器人，救灾机器人，侦测机器人等。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1和图2为本实用新型的第一种实施例的结构示意图；

图3a～3c为本实用新型的运动状态图；

图4为本实用新型第二种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图1和图2所示本实用新型第一种实施例攀爬内墙角机器人，包括转动轴，本实施例转动轴为活动销6。对称设置的左支架71和右支架72，左支架71和右支架72的一端与活动销6铰接，另一端设有行动轮11和12，行动轮11和12的轮面与墙面相切并分别通过电机43和44驱动，出轴线与内墙角棱线垂直，出轴线即为轮子转动的轴线。左支架71和右支架72的中部分别设有驱动轮21和22，驱动轮21和22的轮面与墙面相切并分别通过电机41和42驱动，出轴线与内墙角棱线平行，左支架71与右支架72之间设有一推力装置，本实施例推力装置为弹性弓片5，也可以采用弹簧。左支架1与右支架72之间的夹角大于内墙角，驱动轮和行动轮均为全向轮。

全向轮包括活动脚轮和固定脚轮，所述固定脚轮连接电机，所述活动脚轮设置在固定脚轮上，活动脚轮的旋转轴与固定脚轮的出轴线垂直。(全向轮常见的有两种：麦克纳姆轮和连续切换轮；麦克纳姆轮由轮辐和固定在外周的许多小滚子构成，轮子和滚子之间的夹角通常为45°；连续切换轮由一个轮盘和固定在轮盘外周的滚子构成。轮盘轴心同滚子轴心垂直，轮盘绕轴心由电机驱动转动，滚子依次与地面接触，并可绕自身轴心自由转动)。

本实施例中，左支架Ⅰ和右支架Ⅰ分别与转动轴铰接形成V型结构的两边，形成三角结构，所述转动轴平行于内墙角棱线设置在V型结构的支点处。

左支架71和右支架72的一端与活动销6铰接，电机43和44分别通过传动轴33、34与行动轮11、12安装在一起，使得行动轮1112在竖直方向与墙面垂直接触；电机41、42分别通过传动轴31、32与吸附轮21、22安装在一起，使得吸附轮21、22在水平方向和墙面垂直接触；弹性弓片5的两端分别与机架71、72安装在一起。

本实用新型是使爬墙机器人沿着内墙角平稳自由上下运动。其中包括两个主要的状态，吸附状态和攀爬状态。

吸附状态，如图3a所示，当机器人的行动轮和驱动轮与内墙角墙面接触时，在弹性弓片5的推力作用下，使行动轮和驱动轮紧紧压在墙面上，电机41、42驱动驱动轮21、22向墙角线的方向运动，此时驱动轮21、22受到平行墙面指向墙角线的摩擦力f1,该摩擦力f1使得机器人在运动过程中不会脱离内墙角。同样的，机器人在弹性弓片5的推力和重力的作用下，此时行动轮和驱动轮还受到平行墙面，且竖直向上的摩擦力f2的作用，这个摩擦力f2使得机器人不会因为收到重力的作用而下坠。只要弹性弓片5的给的推力满足要求，直到摩擦力f2与重力相等时，机器人可以吸附在内墙角墙面上。在该状态下，始终保持驱动轮21、22的转动方向不发生变化。

攀爬状态，如图3b所示，在保持吸附状态的情况下，电机44、43驱动行动轮11、12正反转和停止，可以使得机器人上下运动和停止。如图3c所示，为向下运动的状态，原理类似。

如图4所示，第二种实施例，在实施例一的基础上，机器人也可以为并列设置的多个，平行于内墙角棱线设置，并通过连接装置连接，可以提高移动时的稳定性和负载能力。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种攀爬内墙角机器人，其特征在于：所述机器人包括转动轴、对称设置的左支架和右支架，所述左支架和右支架的一端与转动轴铰接，另一端均设有行动轮，行动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线垂直，所述左支架和右支架的中部均设有驱动轮，驱动轮的轮面与墙面相切并通过电机驱动，出轴线与内墙角棱线平行，所述左支架与右支架之间设有一推力装置，左支架与右支架之间的夹角大于内墙角，所述驱动轮和行动轮均为全向轮。

2.根据权利要求1所述的攀爬内墙角机器人，其特征在于：左支架Ⅰ和右支架Ⅰ分别与转动轴铰接形成V型结构的两边，所述转动轴平行于内墙角棱线设置在V型结构的支点处。

3.根据权利要求1所述的攀爬内墙角机器人，其特征在于：所述全向轮包括活动脚轮和固定脚轮，所述固定脚轮连接电机，所述活动脚轮设置在固定脚轮上，活动脚轮的旋转轴与固定脚轮的出轴线垂直。

4.根据权利要求1所述的攀爬内墙角机器人，其特征在于：所述推力装置为弹性弓片或弹簧。

5.根据权利要求1所述的攀爬内墙角机器人，其特征在于：所述转动轴为活动销。

6.根据权利要求1-5任一项所述的攀爬内墙角机器人，其特征在于：所述机器人为并列设置的多个，平行于内墙角棱线设置，并通过连接装置连接。