本發(fā)明涉及機器人，具體而言，尤其涉及一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人。

背景技術(shù)：

1、目前非金屬爬壁機器人多采用一體式剛性機械結(jié)構(gòu)，如圖1所示，該機器人無法用于帶有一定曲率的弧形壁面的清洗。另外，雷達(dá)罩表面為非金屬球面，長期使用時表面會積累有鹽類，灰塵，昆蟲，霉菌，燃油，冰水和其他可能的污染物。這些污染物可能導(dǎo)致雷達(dá)探頭在探測過程中產(chǎn)生異常，阻擋或散射雷達(dá)信號，導(dǎo)致雷達(dá)的探測距離降低。長期存在的污染物會降低雷達(dá)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，縮短其使用壽命。因此，保持雷達(dá)罩的清潔對于確保雷達(dá)系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要。

2、當(dāng)前的清洗方式為使用地面升降臺結(jié)合人工和機械相結(jié)合的半自動方式，進(jìn)行人力擦洗，這會造成水資源、人力、時間資源的大量浪費，因此，設(shè)計一款專用于雷達(dá)罩表面清洗的機器人系統(tǒng)顯得尤為重要。因此，雷達(dá)罩表面清洗機器人需求油然而生。

3、在球形壁面爬行時，爬壁機器人的吸附穩(wěn)定性要遠(yuǎn)低于在平面上的時候。而為實現(xiàn)球形壁面的清洗功能，機器人還必須具有更大的負(fù)載能力來承載清洗模塊。這就對機器人的自適應(yīng)性提出了很高的要求。曲面適應(yīng)性強可以保證吸附結(jié)構(gòu)平穩(wěn)的貼合在壁面上，增加機器人的承載能力和運動穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，提供一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人。本發(fā)明主要通過曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)根據(jù)球面曲率調(diào)整爬行半徑，在機器人運行時具備一定的夾持和緩沖功能，在保證吸附力的情況下兼顧機動性，可以應(yīng)用于高空非金屬球面清潔如球形雷達(dá)罩。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

3、一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，包括：機器人本體和設(shè)置在機器人本體上的履帶傳動機構(gòu)、曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)、吸附機構(gòu)和清潔機構(gòu)，其中：

4、所述履帶傳動機構(gòu)，采用鏈傳動作為爬壁機器人的傳動機構(gòu)；

5、所述曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于根據(jù)球面曲率調(diào)整爬行半徑；

6、所述吸附機構(gòu)，將吸盤的真空吸附方式和履帶式移動方式相結(jié)合，保證壁面的適應(yīng)性；

7、所述清潔機構(gòu)，用于根據(jù)曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)整爬行半徑后對球形壁面進(jìn)行清洗。

8、進(jìn)一步地，所述履帶機構(gòu)包括：鏈輪、鏈條、第一電機、履帶安裝架、履帶板和履帶板安裝螺釘，其中：

9、鏈條與鏈輪進(jìn)行嚙合銜接；第一電機通過軸承與鏈輪連接；鏈條上開設(shè)有安裝孔，履帶板通過履帶板安裝螺釘與鏈條上的安裝孔連接。

10、進(jìn)一步地，所述鏈條設(shè)置有三排，均與鏈輪相嚙合。

11、進(jìn)一步地，所述曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)包括：主機底板、連桿、彈簧桿、曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝板、調(diào)節(jié)螺釘、球副、圓柱副、彈力調(diào)節(jié)螺母，其中：

12、連桿的一端通過圓柱副連接在主機底板上；連桿的另一端固定連接在曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝板上，且連接彈簧桿的一端；彈簧桿的另一端連接彈力調(diào)節(jié)螺母，彈力調(diào)節(jié)螺母連接調(diào)節(jié)螺釘；當(dāng)曲率變化較大時，通過調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)爬行半徑，當(dāng)曲面變化較小時，依靠彈簧桿的自動伸縮進(jìn)行半徑自適應(yīng)，彈簧桿中彈簧的彈力由彈力調(diào)節(jié)螺母調(diào)節(jié)，用于在爬行過程中提供部分夾持力。

13、進(jìn)一步地，所述連桿的長度根據(jù)實際情況的相關(guān)曲率范圍進(jìn)行調(diào)整。

14、進(jìn)一步地，所述吸附機構(gòu)包括：風(fēng)琴吸盤、配氣管路、干粘性材料、彈簧支撐、真空發(fā)生器、安全閥，其中：

15、多組風(fēng)琴吸盤通過履帶板連接在鏈條上；配氣管路設(shè)置在鏈條之間的空隙處；多組風(fēng)琴吸盤中間的空隙處即鏈條上方布置有干粘性材料；彈簧支撐連接在鏈條和干粘性材料之間；配氣管路連接真空發(fā)生器；起吸附作用的每個子風(fēng)琴吸盤通過真空安全閥最終與公共真空腔相連，子真空室失效或子風(fēng)琴吸盤離開壁面后對應(yīng)的真空安全閥自動關(guān)閉，從而維持系統(tǒng)的真空度不變，確保其他子真空室或子風(fēng)琴吸盤的工作不受影響；風(fēng)琴吸盤工作時，由于受到真空壓力而變形，吸盤裙邊折疊，折疊到一定高度時，使干粘性材料附著在壁面上，并給干粘性材料提供一定的負(fù)壓力，增強干粘性材料的黏附穩(wěn)定性。

16、進(jìn)一步地，所述清潔機構(gòu)包括：連接桿、調(diào)節(jié)桿、清潔機構(gòu)支撐桿、電機架、第二電機、清潔刷，其中：

17、兩個連接桿的一端分別固定連接在主機底板上；兩個連接桿的另一端分別連接兩個調(diào)節(jié)桿的一端；兩個調(diào)節(jié)桿的另一端固定連接在清潔機構(gòu)支撐桿上；清潔機構(gòu)支撐桿的兩端分別連接兩個電機架，兩個電機架內(nèi)固定安裝有兩個第二電機；兩個第二電機之間通過軸承連接清潔刷。

18、較現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

19、1、本發(fā)明提供的一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，通過曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)根據(jù)球面曲率調(diào)整爬行半徑，在機器人運行時具備一定的夾持和緩沖功能，在保證吸附力的情況下兼顧機動性，可以應(yīng)用于高空非金屬球面清潔如球形雷達(dá)罩。

20、2、本發(fā)明提供的一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，吸附機構(gòu)通過曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝在機器人底板上，通過連桿和彈簧套桿實現(xiàn)曲率調(diào)節(jié)，增加設(shè)備的旋轉(zhuǎn)自由度,曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)的彈簧套桿彈力可調(diào)節(jié)，可提供一定抓持力。風(fēng)琴型吸盤在整體機構(gòu)曲率可調(diào)的情況下繼續(xù)增加了壁面適應(yīng)性，干黏附材料與負(fù)壓吸附的結(jié)合保證了吸附系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

21、基于上述理由本發(fā)明可在機器人等領(lǐng)域廣泛推廣。

技術(shù)特征：

1.一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，其特征在于，包括：機器人本體和設(shè)置在機器人本體上的履帶傳動機構(gòu)、曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)、吸附機構(gòu)和清潔機構(gòu)，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，其特征在于，所述履帶傳動機構(gòu)包括：鏈輪(2)、鏈條(3)、第一電機(6)、履帶安裝架(7)、履帶板(18)和履帶板安裝螺釘(19)，其中：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，其特征在于，所述鏈條(3)設(shè)置有三排，均與鏈輪(2)相嚙合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，其特征在于，所述曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)包括：主機底板(1)、連桿(8)、彈簧桿(9)、曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝板(22)、調(diào)節(jié)螺釘(23)、球副(24)、圓柱副(25)、彈力調(diào)節(jié)螺母(26)，其中：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，其特征在于，所述連桿(8)的長度根據(jù)實際情況的相關(guān)曲率范圍進(jìn)行調(diào)整。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，其特征在于，所述吸附機構(gòu)包括：風(fēng)琴吸盤(4)、配氣管路(5)、干粘性材料(16)、彈簧支撐(17)、真空發(fā)生器(20)、安全閥(21)，其中：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，其特征在于，所述清潔機構(gòu)包括：連接桿(10)、調(diào)節(jié)桿(11)、清潔機構(gòu)支撐桿(12)、電機架(13)、第二電機(14)、清潔刷(15)，其中：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種非金屬球面半徑可調(diào)節(jié)式多吸盤履帶爬壁機器人，包括：機器人本體和設(shè)置在機器人本體上的履帶傳動機構(gòu)、曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)、吸附機構(gòu)和清潔機構(gòu)，其中：履帶傳動機構(gòu)采用鏈傳動作為爬壁機器人的傳動機構(gòu)；曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)用于根據(jù)球面曲率調(diào)整爬行半徑；吸附機構(gòu)將吸盤的真空吸附方式和履帶式移動方式相結(jié)合，保證壁面的適應(yīng)性；清潔機構(gòu)用于根據(jù)曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)整爬行半徑后對球形壁面進(jìn)行清洗。本發(fā)明主要通過曲率調(diào)節(jié)機構(gòu)根據(jù)球面曲率調(diào)整爬行半徑，在機器人運行時具備一定的夾持和緩沖功能，在保證吸附力的情況下兼顧機動性，可以應(yīng)用于高空非金屬球面清潔如球形雷達(dá)罩。

技術(shù)研發(fā)人員：度紅望,呂靜,梅宇航,熊偉,王海濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連海事大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30