一種足式吸附爬壁機器人運動機構及運動方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人技術領域，特別涉及一種足式吸附爬壁機器人運動機構及運動方法。
【背景技術】
[0002]隨著機器人技術的不斷發(fā)展，高層建筑檢測、壁面清洗，容器、船體壁面上的焊接、打磨、涂裝、檢測等高空作業(yè)，因安全性差、勞動強度大、效率低、作業(yè)環(huán)境惡劣等實際問題，以機器人作業(yè)替代人工作業(yè)越來越受到重視，爬壁機器人在核工業(yè)、石化工業(yè)、建筑行業(yè)、消防部門等領域?qū)玫礁鼜V泛的應用。綜合高空作業(yè)對爬壁機器人的運動需求，有必要開發(fā)一種爬壁機器人。
[0003]目前的爬壁機器人結構復雜，且不能勻速前進、轉(zhuǎn)向，不能相對壁面高度平穩(wěn)可控，不能跨越障礙，不能針對不同的作業(yè)工藝要求，安裝相應的工具來實現(xiàn)高空作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有爬壁機器人結構復雜，且不能勻速前進、轉(zhuǎn)向，不能相對壁面高度平穩(wěn)可控，不能跨越障礙的技術問題。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種足式吸附爬壁機器人運動機構，包括:機體、內(nèi)足組件、外足組件；內(nèi)足組件和外足組件分別安裝在機體上，在機體左右兩側呈對稱結構。
[0006]更優(yōu)地，所述內(nèi)足組件包括:兩根內(nèi)絲杠導桿、兩個內(nèi)滑塊、一個內(nèi)足板；所述兩根內(nèi)絲杠導桿平行分布，所述兩個內(nèi)滑塊，沿內(nèi)絲杠導桿方向前后分布，每個內(nèi)滑塊與兩個內(nèi)絲杠導桿之間的連接，一個為螺紋副連接，一個為移動副連接，并且兩個內(nèi)滑塊與同一根內(nèi)絲杠導桿的連接，一個為螺紋副連接，一個為移動副連接。
[0007]更優(yōu)地，所述外足組件包括:兩根外絲杠導桿、兩個外滑塊、兩個外足板；所述兩根外絲杠導桿平行分布，所述兩個外滑塊，沿外絲杠導桿方向前后分布，每個外滑塊與兩個外絲杠導桿之間的連接，一個為螺紋副連接，一個為移動副連接，并且兩個外滑塊與同一根外絲杠導桿的連接，一個為螺紋副連接，一個為移動副連接。
[0008]更優(yōu)地，所述內(nèi)足板通過兩根以上等長的拉桿和兩個內(nèi)滑塊用轉(zhuǎn)動副連接，在內(nèi)足板的兩端與前后內(nèi)滑塊連接的拉桿呈八字形分布；或者，所述外足板通過兩根以上等長的拉桿和兩個外滑塊用轉(zhuǎn)動副連接，在外足板的兩端與前后外滑塊連接的拉桿呈八字形分布。
[0009]更優(yōu)地，所述內(nèi)足板和其中一個內(nèi)滑塊，或者，外足板和其中一個外滑塊連接的拉桿有兩根以上的，兩根以上的拉桿呈相互平行分布。
[0010]更優(yōu)地，所述內(nèi)絲杠導桿或外絲杠導桿，兩端分別有軸承與機體連接，驅(qū)動電機固定安裝在機體上，所述每根絲杠導桿的一端各與一驅(qū)動電機同軸連接。
[0011]更優(yōu)地，所述內(nèi)足組件還包括:內(nèi)足平臺、轉(zhuǎn)向電機，內(nèi)足平臺位于內(nèi)足板下面，且與內(nèi)足板間用轉(zhuǎn)動副連接；所述轉(zhuǎn)向電機固定安裝在內(nèi)足板上，其輸出軸與內(nèi)足平臺的轉(zhuǎn)動副同軸連接。
[0012]更優(yōu)地，所述內(nèi)足平臺下面連接有內(nèi)足吸附組件；所述兩個外足板分布在兩側，在每側的外足板下面連接有兩外足吸附組件。
[0013]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種足式吸附爬壁機器人運動方法，包括:機體、內(nèi)足組件、外足組件；內(nèi)足組件包括兩根內(nèi)絲杠導桿、兩個內(nèi)滑塊、一個內(nèi)足板、內(nèi)足吸附組件、內(nèi)足絲桿導桿驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)向電機；外足組件包括兩根外絲杠導桿、兩個外滑塊、兩個外足板、外足吸附組件、外足絲桿導桿驅(qū)動電機；
[0014]當驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動時，可驅(qū)動與之相連接的內(nèi)絲杠導桿轉(zhuǎn)動，就會帶動與該內(nèi)絲杠導桿螺紋副連接的內(nèi)滑塊相對機體前后移動；或者，驅(qū)動電機可驅(qū)動與之相連接的外絲杠導桿轉(zhuǎn)動，就會帶動與外絲杠導桿螺紋副連接的外滑塊相對機體前后移動。
[0015]更優(yōu)地，當兩個內(nèi)絲杠導桿驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速及方向不同時，兩個內(nèi)絲杠導桿驅(qū)動電機就會驅(qū)動兩內(nèi)滑塊改變之間的相對距離，兩內(nèi)滑塊距離的改變會通過內(nèi)拉桿來帶動內(nèi)足板及內(nèi)足吸附組件上下移動，改變內(nèi)足吸附組件與壁面之間的距離，實現(xiàn)內(nèi)足的抬腳或落腳；或者，當兩個外絲杠導桿驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速及方向不同時，兩個外絲杠導桿驅(qū)動電機就會驅(qū)動兩外滑塊改變之間的相對距離，兩外滑塊距離的改變會通過外拉桿來帶動外足板及外足吸附組件上下移動，改變外足吸附組件與壁面之間的距離，實現(xiàn)外足的抬腳或落腳。
[0016]更優(yōu)地，當兩個內(nèi)絲杠導桿驅(qū)動電機以相同方向及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，就會帶動兩個內(nèi)滑塊沿內(nèi)導桿勻速移動，并且兩個內(nèi)滑塊之間的距離保持不變；或者，當兩個外絲杠導桿驅(qū)動電機以相同方向及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，就會驅(qū)動兩個外滑塊沿外導桿勻速移動，并且兩個內(nèi)滑塊之間的距離保持不變。
[0017]更優(yōu)地，當內(nèi)足組件吸附壁面，并且外足組件抬腳時，若兩個內(nèi)絲杠導桿驅(qū)動電機若以相同方向及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，可以驅(qū)動機體帶動外足吸附組件相對于內(nèi)足組件做勻速移動；或者，當外足組件吸附壁面，并且內(nèi)足組件抬腳時，若兩個外絲杠導桿驅(qū)動電機若以相同方向及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，可以驅(qū)動機體帶動內(nèi)足吸附組件相對于外足組件做勻速移動；或者，再當內(nèi)足組件及外足組件同時吸附壁面時，兩個內(nèi)絲杠導桿驅(qū)動電機和兩個外絲杠導桿驅(qū)動電機若以相同方向及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，可以驅(qū)動機體相對于內(nèi)足組件及外足組件做勻速移動。
[0018]更優(yōu)地，當內(nèi)足組件吸附壁面，外足組件抬腳時，轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)動會帶動機體轉(zhuǎn)向。
[0019]通過以上技術方案可知，本發(fā)明提供一種足式吸附爬壁機器人運動機構，本發(fā)明的優(yōu)點在于提供一種結構簡單、易控制、移動平穩(wěn)、勻速行走、靈活、轉(zhuǎn)彎、越障、機體相對壁面保持相對距離、能搭載作業(yè)工具，并且能適應多種作業(yè)環(huán)境的一種足式吸附爬壁機器人運動機構。
【附圖說明】
[0020]圖1 一種足式吸附爬壁機器人運動機構結構示意圖；
[0021]圖2 —種足式吸附爬壁機器人運動機構的內(nèi)足組件結構示意圖；
[0022]圖3 —種足式吸附爬壁機器人運動機構的外足組件結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明的技術方案進行更詳細的說明。
[0024]需要說明的是，如果不沖突，本發(fā)明實施例以及實施例中的各個特征可以相互結合，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0025]圖1、圖2、圖3所示，其中:1_機體；2-內(nèi)足組件；3_外足組件；21_內(nèi)絲杠導桿；22-內(nèi)絲杠導桿驅(qū)動電機；23_內(nèi)滑塊；24_內(nèi)拉桿；25_內(nèi)足板；26_轉(zhuǎn)向電機；27_內(nèi)足平臺；28_內(nèi)足吸附組件；31_外絲杠導桿；32_外絲杠導桿驅(qū)動電機；33_外滑塊；34_外拉桿；35_外足板；36_外足吸附組件。
[0026]實施例一，一種足式吸附爬壁機器人運動機構結構示意圖，如圖1所示，
[0027]一種足式吸附爬壁機器人運動機構，包括:機體、內(nèi)足組件、外足組件；內(nèi)足組件和外足組件分別安裝在機體上，在機體左右兩側呈對稱結構。
[0028]具體的，包括:機體1、內(nèi)足組件2以及外足組件3，內(nèi)足組件2和外足組件3分別安裝在機體I上，內(nèi)足組件2及外足組件3在絲杠導桿的兩側方向呈對稱結構。由于對稱結構，機器人移動平穩(wěn)。
[0029]實施例二，一種足式吸附爬壁機器人運動機構結構示意圖，如圖2所示，
[0030]在實施例一的基礎上，進一步包括:
[0031]內(nèi)足組件2包括內(nèi)絲杠導桿21、內(nèi)絲杠導桿驅(qū)動電機22、內(nèi)滑塊23分別各有兩個，其中兩個內(nèi)絲杠導桿21呈平行分布，兩端分別有軸承與機體I連接，兩個內(nèi)絲杠導桿驅(qū)動電機22固定安裝在機體I上，每根內(nèi)絲杠導桿21的一端各與一內(nèi)絲杠導桿驅(qū)動電機22同軸連接。
[0032]兩個內(nèi)滑塊23沿內(nèi)絲杠導桿21方向前后分布；每個內(nèi)滑塊23與兩個內(nèi)絲杠導桿21之間的連接，一個為螺紋副連接，一個為移動副連接，并且兩個內(nèi)滑塊分別與同一根內(nèi)絲杠導桿21的連接，一個為螺紋副連接，一個為移動副連接。
[0033]兩個內(nèi)滑塊23下面有一個內(nèi)足板25，內(nèi)足板25通過三個等長的內(nèi)拉桿24和兩個內(nèi)滑塊23連接，和其中一個內(nèi)滑塊23連接的有兩根內(nèi)拉桿24，并且是相互平行關系，在內(nèi)足板25的兩端與前后內(nèi)滑塊23連接的內(nèi)拉桿24呈八字形分布；每個內(nèi)拉桿24兩端分別用轉(zhuǎn)動副與內(nèi)足板25和內(nèi)滑塊23連接；內(nèi)足板25做成一體的，有助于增加內(nèi)足板的剛性，同樣內(nèi)足板兩側的各3個拉桿中，每左右對稱的兩個拉桿做成一體的，也有助于增加內(nèi)足組件的剛性。
[0034]內(nèi)足平臺27位于內(nèi)足板25下面，且與內(nèi)足板25間用轉(zhuǎn)動副連接；轉(zhuǎn)向電機26固定安裝在內(nèi)足板25上，其輸出軸與內(nèi)足平臺27的轉(zhuǎn)動副同軸連接，轉(zhuǎn)向電機26轉(zhuǎn)動可驅(qū)動內(nèi)足平臺27轉(zhuǎn)動；當內(nèi)足組件吸附壁面，外足組件抬腳時，轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)動會帶動機體轉(zhuǎn)向。
[0035]在內(nèi)足平臺27的下面有內(nèi)足吸附組件28安裝在內(nèi)足平臺27上。