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原文传递高灵活性的吸附式爬壁机器人、爬行方法及其应用

专利名称：	高灵活性的吸附式爬壁机器人、爬行方法及其应用
摘要：	本发明涉及一种高灵活性的吸附式爬壁机器人、爬行方法及其应用，包括：车架；第一前连接件与车架通过前摆动副连接，第二前连接件与第一前连接件通过主铰链连接；前行走模块，前行走模块包括第一前行走单元和第二前行走单元，第一前行走单元通过第一前副铰链与第二前连接件连接，第二前行走单元通过第二前副铰链与第二前连接件连接；第二连接组件，第一后连接件与车架通过后摆动副连接，第二后连接件与第一后连接件通过主铰链连接；后行走模块包括第一后行走单元和第二后行走单元，第一后行走单元通过第一后副铰链与第二后连接件连接，第二后行走单元通过第二后副铰链与第二后连接件连接。其灵活度高，适应性强，可适用多种形貌壁面爬行。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏镌极特种设备有限公司
发明人：	王宝玉;李建伟
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-29T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-20T00:00:00+0800
申请号：	CN202211200839.0
公开号：	CN115489633A
代理机构：	苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	吴竹慧
分类号：	B62D57/024;B60B19/00;B;B62;B60;B62D;B60B;B62D57;B60B19;B62D57/024;B60B19/00
申请人地址：	215600 江苏省苏州市张家港市塘桥镇南京西路259号
主权项：	1.一种高灵活性的吸附式爬壁机器人，其特征在于，包括：车架；第一连接组件，所述第一连接组件包括第一前连接件、第二前连接件、前摆动副、前主铰链和第一前副铰链和第二前副铰链，所述第一前连接件与所述车架通过前摆动副连接，所述第二前连接件与所述第一前连接件通过主铰链连接；前行走模块，所述前行走模块包括第一前行走单元和第二前行走单元，所述第一前行走单元和第二前行走单元能够吸附在壁面上并行走，所述第一前行走单元和第二前行走单元分别位于第二前连接件的两侧，所述第一前行走单元通过第一前副铰链与第二前连接件连接，所述第二前行走单元通过第二前副铰链与第二前连接件连接；第二连接组件，所述第二连接组件包括第一后连接件、第二后连接件、后摆动副、后主铰链和第一后副铰链和第二后副铰链，所述第一后连接件与所述车架通过后摆动副连接，所述第二后连接件与所述第一后连接件通过主铰链连接；后行走模块，所述后行走模块包括第一后行走单元和第二后行走单元，所述第一后行走单元和第二后行走单元能够吸附在壁面上并行走，所述第一后行走单元和第二后行走单元分别位于第二后连接件的两侧，所述第一后行走单元通过第一后副铰链与第二后连接件连接，所述第二后行走单元通过第二后副铰链与第二后连接件连接；其中，所述前摆动副和后摆动副的转轴方向皆与前进方向垂直，所述前主铰链、后主铰链、第一前副铰链、第二前副铰链、第一后副铰链和第二后副铰链的转动轴方向为爬壁机器人的前进方向；所述前摆动副和后摆动副的动作分别通过驱动源驱动。 2.根据权利要求1所述的高灵活性的吸附式爬壁机器人，其特征在于，所述前主铰链、后主铰链、第一前副铰链、第二前副铰链、第一后副铰链和第二后副铰链皆为随动式以依据壁面形貌做自适应调整；所述前主铰链、后主铰链、第一前副铰链、第二前副铰链、第一后副铰链和第二后副铰链分别具备阻尼以保证铰链副对壁面特征的的被动适应性。 3.根据权利要求1所述的高灵活性的吸附式爬壁机器人，其特征在于，所述前主铰链和后主铰链为随动式以依据壁面形貌做自适应调整，所述前主铰链和后主铰链分别具备阻尼以保证铰链副对壁面特征的的被动适应性；所述第一前副铰链、第二前副铰链、第一后副铰链和第二后副铰链分别通过不同的驱动源驱动以依据壁面地貌做主动调整。 4.根据权利要求1所述的高灵活性的吸附式爬壁机器人，其特征在于，所述前主铰链和后主铰链为分别通过不同的驱动源驱动以依据壁面地貌做主动调整；所述第一前副铰链、第二前副铰链、第一后副铰链和第二后副铰链为随动式以依据壁面形貌做自适应调整，所述第一前副铰链、第二前副铰链、第一后副铰链和第二后副铰链分别具备阻尼以保证铰链副对壁面特征的的被动适应性。 5.根据权利要求1所述的高灵活性的吸附式爬壁机器人，其特征在于，所述第一前连接件和所述第一后连接件相对于所述车架对称设置；所述前摆动副和所述后摆动副相对于所述车架对称设置；所述前行走模块和所述后行走模块相对于所述车架对称设置；所述第一前副铰链和所述第二前副铰链相对于所述前主铰链对称设置；所述第一后副铰链和所述第二后副铰链相对于所述后主铰链对称设置。 6.根据权利要求1所述的高灵活性的吸附式爬壁机器人，其特征在于，所述车架上设置有中间行走模块；当爬壁机器人为大负载工况时，所述中间行走模块为驱动式结构；当爬壁机器人为小负载工况时，所述中间行走模块为被动式结构；其中，所述大负载工况为爬壁机器人的负载大于预设负载，所述小负载工况为爬壁机器人的负载小于等于预设负载。 7.根据权利要求1所述的高灵活性的吸附式爬壁机器人，其特征在于，所述前行走模块和所述后行走模块皆为吸附式行走模块，所述吸附式行走模块为永磁吸附、真空吸附或生物吸附。 8.根据权利要求1所述的高灵活性的吸附式爬壁机器人，其特征在于，所述前行走模块和所述后行走模块皆包括永磁吸附轮；所述永磁吸附轮包括驱动件、轮体、转动件和永磁吸盘，所述轮体上设置有朝向其轴芯凹陷的安装部，所述转动件套设在所述安装部上，所述永磁吸盘固定设置在所述转动件上，所述驱动件驱动所述转动件转动以带动所述永磁吸盘转动；其中，所述永磁吸盘的吸附面与轮体在壁面上的接触面为间隔设置以形成预设气隙；通过转动件转动以实时调整永磁吸盘的位姿，使得永磁吸盘与当前壁面平行。 9.一种高灵活性的吸附式爬壁机器人的爬行方法，基于权利要求1-8中任一项所述的高灵活性的吸附式爬壁机器人，其特征在于，包括：当爬行机器人遇到障碍物时，所述前摆动副和所述后摆动副配合以实现爬行机器人越障；所述前主铰链用于调整前行走模块相对于车架的角度以适应壁面大地貌的变化，所述第一前副铰链和第二前副铰链分别用于调整第一前行走单元和第二前行走单元的摆动角度以适应壁面小地貌的变化；所述后主铰链用于调整后行走模块相对于车架的角度以适应壁面大地貌的变化，所述第一后副铰链和第二后副铰链分别用于调整第一后行走单元和第二后行走单元的摆动角度以适应壁面小地貌的变化。 10.一种高灵活性的吸附式爬壁机器人的应用，其特征在于，将权利要求1-8任一项所述的高灵活性的吸附式爬壁机器人应用在以下一种或多种路况：平面路况、曲面路况、有障碍路况、平面壁面与倾斜壁面之间内凸过渡面路况、平面壁面与倾斜壁面之间内凹过渡面路况、球面路况和不规则路况。