CN210822519U - 一种爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种爬壁机器人，包括：第一躯体，其上设有足部吸附组件，第二躯体，其上也设有足部吸附组件；连接组件，其包括连接体，连接体一侧与第一躯体在A方向上滑动连接，连接体的另一侧与第二躯体在B方向上滑动连接；驱动组件，其包括A方向舵机和B方向舵机，A方向舵机安装在第一躯体上，A方向舵机与连接体驱动连接带动连接体在A方向上沿第一躯体滑动；B方向舵机安装在连接体上，B方向舵机与第二躯体驱动连接带动第二躯体在B方向上与连接体滑动。第一躯体和第二躯体通过连接体实现在A方向和B方向两个不同的方向上实现滑动连接，其结构较为简单，实现两个方向上移动；利用磁力进行吸附，应用在导磁性的壁面上进行爬行其吸附力强。

Description

一种爬壁机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别是一种爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人在设备检测、壁面清洁等各领域具有较大的应用价值及学术研究意义。但目前的爬壁机器人多适用于平面，对于曲率较大的弧面则无法适用。

此前爬壁机器人主要分为足式、轮式、履带式三类。轮式爬壁机器人移动速度快，转方向灵活，但其吸附能力相对较弱，对壁面要求高。履带式爬壁机器人吸附力强，壁面接触面较大，对壁面要求低，适应性高，但转方向不灵活，且体积重量大。足式爬壁机器人介乎两者之间，转方向较为灵活，吸附力适中，对壁面要求较低，可适用于曲率较大的弧面，但控制较为复杂，移动速度较慢。现有技术中的爬壁机器人存在结构较为复杂的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种爬壁机器人，该爬壁机器人结构较为简单，同时应用在导磁性的壁面上吸附力强。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

一种爬壁机器人，包括：

第一躯体，其上设有足部吸附组件，所述足部吸附组件配置为通过磁力与壁面吸附在一起或与壁面分离；

第二躯体，其上也设有足部吸附组件；

连接组件，其包括连接体，所述连接体一侧与第一躯体在A方向上滑动连接，所述连接体的另一侧与第二躯体在B方向上滑动连接；

驱动组件，其包括A方向舵机和B方向舵机，所述A方向舵机安装在第一躯体上，所述A方向舵机与所述连接体驱动连接带动所述连接体在A方向上沿第一躯体滑动；所述B方向舵机安装在所述连接体上，所述B方向舵机与所述第二躯体驱动连接带动所述第二躯体在B方向上与连接体滑动。

A方向、B方向指代的是两个不同的方向。

本实用新型的有益效果是：第一躯体和第二躯体通过连接体实现在A方向和B方向两个不同的方向上实现滑动连接，其结构较为简单，实现两个方向上移动；利用磁力进行吸附，应用在导磁性的壁面上进行爬行其吸附力强。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二躯体上开设有贯通设置B方向滑槽，所述连接体的下侧设有滑动臂，所述滑动臂沿所述B方向滑槽滑动，所述滑动臂的下部伸方向所述B方向滑槽的下方并连接有第一限位板；所述连接体的上侧设有A方向滑槽，所述第一躯体的下侧设有滑块，所述滑块沿所述A方向滑槽滑动，所述滑块的下部伸方向A方向滑槽的下方并连接有第二限位板。由此，第一躯体和第二躯体通过连接体、滑槽、第一限位板、滑块和第二限位板实现了第一躯体和第二躯体在A方向和B方向两个不同的方向上实现滑动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二躯体的上侧设有B方向齿条，所述B方向舵机的输出端通过齿轮与所述B方向齿条传动连接；所述连接体的上侧设有A方向齿条，所述A方向舵机通过齿轮与所述A方向齿条传动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述足部吸附组件包括安装在第一躯体/第二躯体上的电机、与电机驱动连接的摆件和与摆件连接的电磁吸盘。由此，电机通过摆件带动电磁吸盘转动离开或贴近壁面，实现爬壁。其具体实现方式为，第一躯体上的足部吸附组件吸附在壁面上，移动时，第二躯体上的足部吸附组件离开壁面，并第二躯体相对于第一躯体沿A方向和/或B方向移动，然后第二躯体的足部吸附组件吸附壁面，以此往复。

作为上述技术方案的进一步改进，所述足部吸附组件还包括第一拉簧和第二拉簧，所述吸盘的上侧连接有连接架，所述连接架与所述摆件铰接，所述第一拉簧的两端分别与连接架的前侧和摆件的前侧连接，所述第二拉簧的两端分别与连接架的后侧和摆件的后侧连接。第一拉簧和第二拉簧的设置实现连接架和摆件铰接，从而该爬壁机遇到壁面上不平整的位置时，电磁吸盘适应壁面转动并与其贴合，吸附能力强。

作为上述技术方案的进一步改进，所述B方向齿条为弧形齿条。设置弧形齿条，能够适应弧形壁面，在弧形壁面上移动，足部吸附组件与弧形壁面之间的吸附力更好。

作为上述技术方案的进一步改进，所述爬壁机器人还包括传感器，所述传感器安装在第一躯体/第二躯体上，所述传感器配置为检测爬壁机器人与障碍物的距离。由此，爬壁机器人能够通过传感器判断障碍物是否会阻挡行走路线。爬壁机器人能够根据传感器所反馈的信号调整行走路线。

作为上述技术方案的进一步改进，所述传感器包括红外传感器和超声波传感器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一躯体上呈对角布置地设置有两个足部吸附组件，所述第二躯体上呈对角布置地设置有两个足部吸附组件。由此，该爬壁机器人在移动时，第一躯体或第二躯体上的足部吸附组件离开壁面的状态下，第二躯体或第一躯体上的足部吸附组件对角地支撑爬壁机器人，能够减少单边支撑时重力所形成的扭矩，减轻对电机的负担。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是实施例的立体图一；

图2是实施例的立体图二；

图3是连接体的立体图。

附图中：

100-第一躯体；110-安装架；120-A方向舵机；130-B方向舵机；

200-第二躯体；210-B方向齿条；220-B方向滑槽；

310-电磁吸盘；311-连接架；320-摆件；330-第一拉簧；340-第二拉簧；

400-连接体；410-滑动臂；420-A方向滑槽；430-A方向齿条；440-第一限位板；450-第二限位板。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有连接或连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本实用新型中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

下面结合图1-图3，对实施例作出详述。

实施例如下，一种爬壁机器人，包括：

第一躯体100，其上设有足部吸附组件，足部吸附组件配置为通过磁力与壁面吸附在一起或与壁面分离；

第二躯体200，其上也设有足部吸附组件；

连接组件，其包括连接体400，连接体400一侧与第一躯体100在A方向上滑动连接，连接体400的另一侧与第二躯体200在B方向上滑动连接；

驱动组件，其包括A方向舵机120和B方向舵机130，A方向舵机120安装在第一躯体100上，A方向舵机120与连接体400驱动连接带动连接体400在A方向上沿第一躯体100滑动；B方向舵机130安装在连接体400上，B方向舵机130与第二躯体200驱动连接带动第二躯体200在B方向上与连接体400滑动。

A方向和B方向指代的是两个不同的方向。具体地，在本实施例中A方向指的是左右方向，B方向指的是前后方向。

第一躯体100和第二躯体200通过连接体400实现在A方向和B方向两个不同的方向上实现滑动连接，其结构较为简单，实现两个方向上移动；利用磁力进行吸附，应用在导磁性的壁面上进行爬行其吸附力强。

具体地，第一躯体100上呈对角布置地设置有两个足部吸附组件，第二躯体200上呈对角布置地设置有两个足部吸附组件。

连接组件包括连接体400，第二躯体200上开设有贯通设置B方向滑槽220，连接体400的下侧设有滑动臂410，滑动臂410沿B方向滑槽220滑动，滑动臂410的下部伸方向B方向滑槽220的下方并连接有第一限位板440；连接体400的上侧设有A方向滑槽420，第一躯体100的下侧设有滑块，滑块沿A方向滑槽420滑动，滑块的下部伸方向A方向滑槽420的下方并连接有第二限位板450。由此，第一躯体100和第二躯体200通过连接体400、滑槽、第一限位板440、滑块和第二限位板450实现了第一躯体100和第二躯体200在A方向和B方向两个不同的方向上实现滑动连接。

第二躯体200的上侧设有B方向齿条210，B方向舵机130的输出端通过齿轮与B方向齿条210传动连接；连接体400的上侧设有A方向齿条430，A方向舵机120通过齿轮与A方向齿条430传动连接。

足部吸附组件包括安装在第一躯体100/第二躯体200上的电机、与电机驱动连接的摆件320和与摆件320连接的电磁吸盘310。由此，电机通过摆件320带动电磁吸盘310转动离开或贴近壁面，实现爬壁。

足部吸附组件还包括第一拉簧330和第二拉簧340，吸盘的上侧连接有连接架311，连接架311与摆件320铰接，第一拉簧330的两端分别与连接架311的前侧和摆件320的前侧连接，第二拉簧340的两端分别与连接架311的后侧和摆件320的后侧连接。第一拉簧330和第二拉簧340的设置实现连接架311和摆件320铰接，从而该爬壁机遇到壁面上不平整的位置时，电磁吸盘310适应壁面转动并与其贴合，吸附能力强。

B方向齿条210为弧形齿条。设置弧形齿条，能够适应弧形壁面，在弧形壁面上移动，足部吸附组件与弧形壁面之间的吸附力更好。

安装架110安装在第一躯体100的上侧。

两个A方向舵机120之间安装有电池，电池为A方向舵机120、B方向舵机130、以及各个电磁吸盘310供电。

爬行机器人还包括控制器，控制器与A方向舵机120、B方向舵机130、以及各个电磁吸盘310电连接。

本实用新型的爬行机器人工作原理如下：根据移动的需要包括A方向移动模式、B方向移动模式和绕行模式。

A方向移动模式下执行A方向移动指令，初始状态，第一躯体100和第二躯体200上的电磁吸盘310均吸附在导磁性壁面上，控制器使第一躯体100电磁吸盘310断电，并通过电机转动使断电的吸盘离开壁面，然后A方向舵机120驱动第一躯体100相对于第二躯体200沿A方向滑动，电机反向转动时断电的吸盘重新贴合壁面，并给电磁吸盘310上电吸盘，然后第二躯体200是的电磁吸盘310，执行以上电磁吸盘310断电、电机转动使断电的吸盘离开壁面、A方向舵机120驱动第一躯体100相对于第二躯体200沿A方向滑动，电机反向转动时断电的吸盘重新贴合壁面，并给电磁吸盘310上电吸盘的动作，完成一个A方向步态周期。

B方向移动模式下执行B方向移动指令，B方向移动指令与A方向移动指令的区别仅在于：A方向舵机120驱动第一躯体100相对于第二躯体200沿A方向滑动，改变为，B方向舵机130驱动第一躯体100相对于第二躯体200沿B方向滑动。以此完成一个B方向步态周期。

绕行模式下，传感器获取障碍物的距离、位置，控制器根据获取到的障碍物的距离、位置，预定路线执行A方向移动指令和B方向移动指令，以绕开障碍物。

爬壁机器人还包括传感器，传感器包括红外传感器和超声波传感器。超声波传感器和红外传感器均安装在安装架110并面向爬壁机器人的左侧，传感器配置为检测爬壁机器人与障碍物的距离。超声波传感器与红外传感器相比，超声波传感器检测距离较长，红外距离传感器检测距离较近，并且超声波传感器和红外传感器工作介质不同，两者配合使用时互相之间没有干扰。

在本实施例中，由于超声波传感器和红外传感器均面向爬壁机器人的左侧，为此，以爬壁机器人左方为前进方向。爬壁机器人通过执行A方向移动指令前进。

当超声波传感器和红外传感器均没有检测到障碍物，此时爬壁机器人可以自由行走。

当超声波传感器检测到障碍物，而红外传感器没有检测到障碍物，此时说明爬壁机器人前进方向上有障碍物，但障碍物距离爬壁机器人有一定的距离，此时爬壁机器人能够通过斜向行走避让障碍物，具体地爬壁机器人执行绕行模式，同时执行A方向移动指令和B方向移动指令，爬壁机器人相对于障碍物斜向行走，避开障碍物。

当超声波传感器和红外传感器均检测到障碍物，此时说明障碍物距离爬壁机器人的距离较近，爬壁机器人不能继续前进，此时爬壁机器人需要横移避开障碍物后再前进，具体地，此时爬壁机器人执行B方向移动指令，横移避开障碍物，直至红外传感器检测不到障碍物，爬壁机器人执行A方向移动指令继续前进。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出多种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本实用新型创造权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种爬壁机器人，其特征在于：包括：

第一躯体，其上设有足部吸附组件，所述足部吸附组件配置为通过磁力与壁面吸附在一起或与壁面分离；

第二躯体，其上也设有足部吸附组件；

连接组件，其包括连接体，所述连接体一侧与第一躯体在A方向上滑动连接，所述连接体的另一侧与第二躯体在B方向上滑动连接；

驱动组件，其包括A方向舵机和B方向舵机，所述A方向舵机安装在第一躯体上，所述A方向舵机与所述连接体驱动连接带动所述连接体在A方向上沿第一躯体滑动；所述B方向舵机安装在所述连接体上，所述B方向舵机与所述第二躯体驱动连接带动所述第二躯体在B方向上与连接体滑动。

2.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述第二躯体上开设有贯通设置B方向滑槽，所述连接体的下侧设有滑动臂，所述滑动臂沿所述B方向滑槽滑动，所述滑动臂的下部伸方向所述B方向滑槽的下方并连接有第一限位板；所述连接体的上侧设有A方向滑槽，所述第一躯体的下侧设有滑块，所述滑块沿所述A方向滑槽滑动，所述滑块的下部伸方向A方向滑槽的下方并连接有第二限位板。

3.根据权利要求2所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述第二躯体的上侧设有B方向齿条，所述B方向舵机的输出端通过齿轮与所述B方向齿条传动连接；所述连接体的上侧设有A方向齿条，所述A方向舵机通过齿轮与所述A方向齿条传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述足部吸附组件包括安装在第一躯体/第二躯体上的电机、与电机驱动连接的摆件和与摆件连接的电磁吸盘。

5.根据权利要求4所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述足部吸附组件还包括第一拉簧和第二拉簧，所述吸盘的上侧连接有连接架，所述连接架与所述摆件铰接，所述第一拉簧的两端分别与连接架的前侧和摆件的前侧连接，所述第二拉簧的两端分别与连接架的后侧和摆件的后侧连接。

6.根据权利要求3所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述B方向齿条为弧形齿条。

7.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人，其特征在于：还包括传感器，所述传感器安装在第一躯体/第二躯体上，所述传感器配置为检测爬壁机器人与障碍物的距离。

8.根据权利要求7所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述传感器包括红外传感器和超声波传感器。

9.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人，其特征在于：所述第一躯体上呈对角布置地设置有两个足部吸附组件，所述第二躯体上呈对角布置地设置有两个足部吸附组件。

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