一種壁面爬行機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，尤其涉及一種壁面爬行機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前處于研宄階段的爬墻機(jī)器人，其原理大多為負(fù)壓原理，即利用氣壓壓差將機(jī)器人壓在墻面上，這種附著方式對(duì)于墻面的光潔度和平整度要求較高，使得其應(yīng)用場(chǎng)合大大受限，當(dāng)這兩點(diǎn)不能得到足夠滿足時(shí)，傳統(tǒng)的爬墻機(jī)器人便失去用武之地。
[0003]同時(shí)，即便在光潔平整的垂直或懸空面，由于其吸附機(jī)構(gòu)的的存在，必然導(dǎo)致機(jī)器人行動(dòng)的靈活性大大受限，整體運(yùn)行效率大大降低。需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)有效附著同時(shí)能夠高效運(yùn)行的爬墻機(jī)器人來滿足當(dāng)今越來越多的此種需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種壁面爬行機(jī)器人，通過升力自平衡系統(tǒng)、壁面行走裝置和壁面作業(yè)裝置的配合來實(shí)現(xiàn)高效壁面爬行運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人體。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種壁面爬行機(jī)器人，包括升力自平衡系統(tǒng)、壁面行走裝置、機(jī)體框架結(jié)構(gòu)、壁面作業(yè)裝置，所述升力自平衡系統(tǒng)、壁面行走裝置以及壁面作業(yè)裝置安裝在機(jī)體框架結(jié)構(gòu)上。所述升力自平衡系統(tǒng)用于為機(jī)器人提供升力及對(duì)壁面的壓力，所述壁面行走裝置用于使得機(jī)器人能夠在壁面上行走，所述壁面作業(yè)裝置用于監(jiān)測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及壁面情況。
[0007]優(yōu)選的，所述升力自平衡系統(tǒng)包括升力產(chǎn)生裝置、內(nèi)圈機(jī)構(gòu)、外圈機(jī)構(gòu)、內(nèi)外圈連接裝置。
[0008]通過設(shè)置內(nèi)外圈機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了升力產(chǎn)生裝置的多角度調(diào)節(jié)，以為機(jī)器人提供能夠爬升的升力和合適的對(duì)壁面的壓力
[0009]優(yōu)選的，所述機(jī)體框架結(jié)構(gòu)包括內(nèi)圈上部殼、內(nèi)圈下部殼、外圈上部殼、外圈下部殼、第一腿部殼、第二腿部殼。
[0010]優(yōu)選的，所述壁面行走裝置為輪式行走裝置。
[0011]優(yōu)選的，所述壁面作業(yè)裝置包括機(jī)器人運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)器和壁面監(jiān)測(cè)裝置。
[0012]優(yōu)選的，在所述升力產(chǎn)生裝置中安裝陀螺儀芯片，通過陀螺儀芯片控制所述旋翼動(dòng)力系統(tǒng)的朝向，控制壁面爬行機(jī)器人的姿態(tài)。
[0013]優(yōu)選的，所述壁面行走裝置為多關(guān)節(jié)類足式機(jī)械結(jié)構(gòu)。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:摒棄了傳統(tǒng)的攀爬思路直接采用螺旋槳切割空氣提供升力以平衡重力。設(shè)計(jì)一套雙旋翼自平衡系統(tǒng)，可通過陀螺儀及相應(yīng)算法實(shí)時(shí)保證旋翼始終朝向最有效角度提供升力及對(duì)墻壓力。
[0015]同時(shí)，在行走機(jī)構(gòu)上，采用主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的萬向輪結(jié)構(gòu)，萬向輪可在云臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)整體轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人動(dòng)作的靈活調(diào)整。輪轂采用盡量節(jié)省材料體積的輕量化設(shè)計(jì)，保證了輪轂的輕便性，便于在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下快速啟動(dòng)。輪胎的花紋設(shè)計(jì)可增大與墻面的接觸面積，增加摩擦力，同時(shí)聯(lián)通的溝槽結(jié)構(gòu)有利于排水的實(shí)現(xiàn)，使得機(jī)器人可以適應(yīng)潮濕環(huán)境。以上設(shè)計(jì)使得機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)靈活性方面相比于傳統(tǒng)吸附裝置更甚一籌。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的壁面爬行機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為升力產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為內(nèi)圈機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為內(nèi)圈機(jī)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為連接件及內(nèi)外圈連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為外圈機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖7為升力產(chǎn)生裝置、內(nèi)圈機(jī)構(gòu)、外圈機(jī)構(gòu)及內(nèi)外圈連接裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖8為行走驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖9為壁面作業(yè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖10為升力產(chǎn)生裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]一種壁面爬行機(jī)器人，包括升力自平衡系統(tǒng)、壁面行走裝置和機(jī)體框架結(jié)構(gòu)、壁面作業(yè)裝置，所述升力自平衡系統(tǒng)、壁面行走裝置以及壁面作業(yè)裝置安裝在機(jī)體框架結(jié)構(gòu)上。所述升力自平衡系統(tǒng)用于為機(jī)器人提供升力及對(duì)壁面的壓力，所述壁面行走裝置用于使得機(jī)器人能夠在壁面上行走，所述壁面作業(yè)裝置用于監(jiān)測(cè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及壁面情況。
[0027]所述升力自平衡系統(tǒng)包括升力產(chǎn)生裝置、內(nèi)圈機(jī)構(gòu)和外圈機(jī)構(gòu)；所述升力產(chǎn)生裝置包括旋翼動(dòng)力系統(tǒng)8和動(dòng)力系統(tǒng)固定架9，所述旋翼動(dòng)力系統(tǒng)8固定安裝在所述動(dòng)力系統(tǒng)固定架9上；所述內(nèi)圈機(jī)構(gòu)包括內(nèi)圈固定架10和安裝在所述內(nèi)圈固定架10上的第一連接件15、第一內(nèi)圈驅(qū)動(dòng)器11、第二內(nèi)圈驅(qū)動(dòng)器17、驅(qū)動(dòng)齒輪18和飛行控制器14 ;所述升力產(chǎn)生裝置的動(dòng)力系統(tǒng)固定架9的兩端分別與所述第一連接件15和所述第一內(nèi)圈驅(qū)動(dòng)器11固定連接；所述外圈機(jī)構(gòu)包括外圈內(nèi)齒輪23、外圈固定架24、固定柱25，所述外圈固定架24與所述外圈內(nèi)齒輪23通過所述固定柱25相連接；所述驅(qū)動(dòng)齒輪18與所述外圈內(nèi)齒輪23嚙合；所述第一內(nèi)圈驅(qū)動(dòng)器11用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)固定架9旋轉(zhuǎn)，所述第二內(nèi)圈驅(qū)動(dòng)器17用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪18旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得內(nèi)圈機(jī)構(gòu)相對(duì)外圈機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)；所述飛行控制器14用于控制所述旋翼動(dòng)力系統(tǒng)(8)所提供的升力及對(duì)壁面的壓力。
[0028]所述升力自平衡系統(tǒng)還包括，第二連接件12和第三連接件16，所述第二連接件12及第三連接件16固定安裝在所述內(nèi)圈固定架10上，所述第一內(nèi)圈驅(qū)動(dòng)器11與所述第二連接件12可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第一連接件15與所述第三連接件16可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0029]所述第一連接件15上設(shè)置有空心軸31，所述第三連接件16上設(shè)置有孔32，所述第一連接件15通過空心軸31和孔32與第三連接件16可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
[0030]所述升力自平衡系統(tǒng)還包括，內(nèi)外圈連接裝置13，所述內(nèi)外圈連接裝置13固定安裝在所述內(nèi)圈固定架10上，所述內(nèi)外圈連接裝置13包括連接裝置固定架21和滾動(dòng)體22 ;所述滾動(dòng)體22在所述外圈內(nèi)齒輪23側(cè)面上滾動(dòng)。
[0031]所述升力自平衡系統(tǒng)還包括從動(dòng)齒輪19，所述從動(dòng)齒輪19安裝在所述內(nèi)圈固定架10上，并與所述外圈內(nèi)齒輪23嚙合。
[0032]所述升力自平衡系統(tǒng)的工作原理是:動(dòng)力系統(tǒng)固定架9在第一內(nèi)圈驅(qū)動(dòng)器11的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，從而旋翼動(dòng)力系統(tǒng)8旋轉(zhuǎn)；第二內(nèi)圈驅(qū)動(dòng)器17驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪18旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)外圈內(nèi)齒輪23旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得內(nèi)圈機(jī)構(gòu)相對(duì)外圈機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)固定架9相對(duì)于外圈機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。在兩種旋轉(zhuǎn)的作用下，實(shí)現(xiàn)了升力產(chǎn)生裝置的多角度調(diào)節(jié)，以為機(jī)器人提供能夠爬升的升力和合適的對(duì)壁面的壓力
[0033]所述機(jī)體框架結(jié)構(gòu)包括內(nèi)圈上部殼1、內(nèi)圈下部殼2、外圈上部殼3、外圈下部殼4、第一腿部殼5和第二腿部殼6，所述內(nèi)圈上部殼I與內(nèi)