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原文传递基于钩爪和黏附材料的滚轮式爬壁机器人及其运动方法

专利名称：	基于钩爪和黏附材料的滚轮式爬壁机器人及其运动方法
摘要：	本发明涉及一种基于钩爪和黏附材料的滚轮式爬壁机器人及其运动方法，属于机器人技术领域。它包括底板（1），安装在底板上的锂电池（7），舵机（8），“Y”型尾部（9）；底板两侧有两个圆形镂空滚轮（6），在相切于滚轮的位置处分别安装三排带有钩子（4）和黏附垫（5）的柔性橡胶条（3），并让二者在横向以及圆周方向均错开分布在滚轮上，这样使得他们互不干涉。轮式结构相较于足式结构，具有更快的速度。机器人采用钩爪和黏附垫协同附着的方式，在粗糙壁面时钩爪起作用，在光滑壁面时黏附垫起作用，使得爬壁机器人具有很好的环境适应性。本发明可实现机器人在粗糙和光滑竖直面的直行与转弯等行为，结构易于设计，控制方便。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	吉爱红;胡捷;王伟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910247979.5
公开号：	CN109955926A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	贺翔
分类号：	B62D57/024(2006.01);B;B62;B62D;B62D57
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.一种基于钩爪和黏附材料协同附着的滚轮式爬壁机器人，其特征在于：包括底板（1）；底板（1）中间安装有“Y型”尾部（9）；底板（1）两端均安装电池（7）及舵机（8），舵机（8）输出轴安装圆柱形镂空滚轮（6）；每个圆柱形镂空滚轮（6）外表面安装N组钩型轮足和N组黏附轮足；每一组钩型轮足包括M根柔性橡胶条（3），M根柔性橡胶条（3）沿圆柱形镂空滚轮（6）周向均匀布置，柔性橡胶条（3）末端安装钩子（4）；每一组黏附轮足包括M根柔性橡胶条（3），M根柔性橡胶条（3）沿圆柱形镂空滚轮（6）周向均匀布置，柔性橡胶条（3）末端安装黏附垫（5）； N组钩型轮足和N组黏附轮足沿轴向均匀间隔布置； N组钩型轮足的相位相同，N组黏附轮足的相位相同；钩型轮足和黏附轮足相差一个固定相位; 上述N为2～5之间的自然数，M为2～5之间的自然数。 2.根据权利要求1所述的基于钩爪和黏附垫附着的滚轮式爬壁机器人，其特征在于：上述N=3，M=3。 3.根据权利要求1所述的基于钩爪和黏附材料协同附着的滚轮式爬壁机器人的运动方法，其特征在于：钩型轮足适用于粗糙竖直面，此时钩型轮足的柔性橡胶条（3）支撑机器人自重，当一排钩子抓附在粗糙面上承载着机器人的自重，即钩子与粗糙颗粒之间实现了机械锁和时，钩型轮足的柔性橡胶条贴合圆柱形镂空滚轮（6）的外壁开始弯曲变形，直到下一排钩子也实现了粗糙面的抓附，上一排钩子才开始脱附；滚轮转动时实现机器人粗糙竖直面的攀爬；黏附轮足适用于光滑竖直面，此时黏附轮足的柔性橡胶条（3）支撑机器人自重°，当一排黏附垫吸附在光滑面上承载着机器人的自重，即黏附垫于光滑面之间通过分子间范德华力实现了仿生吸附时，黏附轮足的柔性橡胶条贴合圆柱形镂空滚轮（6）的外壁开始弯曲变形，直到下一排黏附垫也实现了光滑面的吸附，上一排黏附垫才开始撕脱；滚轮转动时实现机器人光滑竖直面的攀爬； “Y型”尾部（9）为机器人在爬壁时提供反倾覆力矩的支撑。 4.根据权利要求3所述的基于钩爪和黏附垫附着的滚轮式爬壁机器人的运动方法，其特征在于：每个圆柱形镂空滚轮（6）均由一个独立的舵机（8）驱动，通过对舵机的控制，使得两个舵机转速相同，实现同速，以实现机器人稳定的直行攀爬; 通过对舵机的控制，使得两个舵机转速不一致，以实现爬壁机器人的差速转向。
所属类别：	发明专利