一种模块化可重构蠕虫式爬壁机器人

摘要

本发明公开了一种模块化可重构蠕虫式爬壁机器人，该爬壁机器人的相邻两个吸附关节为正交连接；即A吸附关节(1)上的舵机(10)的驱动轴(10a)沿x轴方向放置，B吸附关节(2)上的舵机的驱动轴沿y轴方向放置，C吸附关节(3)上的舵机的驱动轴沿x轴方向放置，D吸附关节(4)上的舵机的驱动轴沿y轴方向放置，E吸附关节(5)上的舵机的驱动轴沿x轴方向放置，F吸附关节(6)上的舵机的驱动轴沿y轴方向放置，G吸附关节(7)上的舵机的驱动轴沿x轴方向放置。该机器人采用多个结构相同的吸附关节相接成可重构蠕虫式爬壁机器人，在前行方向上，通过多个吸附关节协调动作使各自的吸盘与工作面接触或分离，从而达到前进和转向的目的。本发明应用模块化设计理念，对于每一个吸附关节采用相同的结构，提高了机器人关节模块的互换性，降低了制造成本，减少了机械加工周期。

主权项

1、一种模块化可重构蠕虫式爬壁机器人，其特征在于：该爬壁机器人的相邻两个吸附关节为正交连接；即A吸附关节(1)上的舵机(10)的驱动轴(10a)沿x轴方向放置，B吸附关节(2)上的舵机的驱动轴沿y轴方向放置，C吸附关节(3)上的舵机的驱动轴沿x轴方向放置，D吸附关节(4)上的舵机的驱动轴沿y轴方向放置，E吸附关节(5)上的舵机的驱动轴沿x轴方向放置，F吸附关节(6)上的舵机的驱动轴沿y轴方向放置，G吸附关节(7)上的舵机的驱动轴沿x轴方向放置；A吸附关节(1)、B吸附关节(2)、C吸附关节(3)、D吸附关节(4)、E吸附关节(5)、F吸附关节(6)和G吸附关节(7)结构相同；A吸附关节(1)包括有骨架(8)、定位块(8a)、A舵盘(8b)、B舵盘(8c)、吸排组件(9)和舵机(10)；A舵盘(8b)与B舵盘(8c)结构相同；骨架(8)为一体成型件，骨架(8)上设有支撑体(801)和A半环凸耳(81)、B半环凸耳(82)、C半环凸耳(83)和D半环凸耳(84)四个半环凸耳，四个半环凸耳分别置于支撑体(801)的前端；在支撑体(801)的前端设有A半环凸耳(81)、B半环凸耳(82)、C半环凸耳(83)、D半环凸耳(84)，且A半环凸耳(81)与C半环凸耳(83)对称，B半环凸耳(82)与D半环凸耳(84)对称；A半环凸耳(81)上设有A光孔(81a)，A半环凸耳(81)的端部设有A半环口(81b)，该A半环口(81b)用于与相邻吸附关节上的一个舵盘配合；B半环凸耳(82)上设有B光孔(82a)，该B光孔(82a)用于与B舵盘(8c)上的H通孔(8c-4)配合实现B舵盘(8c)与B半环凸耳(82)的连接；B半环凸耳(82)的端部设有B半环口(82b)，该B半环口(82b)用于与B舵盘(8c)的B圆凸台(8c-1)的定位；B舵盘(8c)的B轴孔(8c-3)内连接有舵机的随动轴；C半环凸耳(83)上设有C光孔(83a)，C半环凸耳(83)的端部为C半环口(83b)，该C半环口(83b)用于与相邻吸附关节上的另一个舵盘配合；D半环凸耳(84)上设有D光孔(84a)，该D光孔(84a)用于与A舵盘(8b)上的G通孔(8b-4)配合实现A舵盘(8b)与D半环凸耳(84)的连接；D半环凸耳(84)的端部设有D半环口(84b)，该D半环口(84b)用于与A舵盘(8b)的A圆凸台(8b-1)的定位；A舵盘(8b)的A轴孔(8b-3)内连接有舵机的驱动轴；在支撑体(801)的上面板(851)上设有A通孔(802)，该A通孔(802)用于A导柱(95)穿过，且A导柱(95)的A挡块(951)与上面板(851)粘接；在支撑体(801)的下面板(852)上设有B通孔(803)，该B通孔(803)用于B导柱(96)穿过，且B导柱(96)的B挡块(961)与下面板(852)粘接；在支撑体(801)的左面板(853)上设有椭圆孔(804)，该椭圆孔(804)的圆周设有四个螺纹孔(805)，该螺纹孔(805)与定位块(8a)上的E通孔(8a-3)配合实现定位块(8a)安装在支撑体(801)的左面板(853)上；在支撑体(801)的左面板(853)的背面平行设有D限位块(88)、C限位块(87)；在支撑体(801)的右面板(854)的背面平行设有A限位块(85)、B限位块(86)；该A限位块(85)与B限位块(86)，D限位块(88)与C限位块(87)形成一个空腔，该空腔用于放置舵机(10)，且起到对舵机(10)的定位，舵机(10)安装在定位块(8a)上；在支撑体(801)的后端设有A凹形面(806)和B凹形面(807)，A凹形面(806)位于A限位块(85)与B限位块(86)之间，B凹形面(807)位于D限位块(88)与C限位块(87)之间；该A凹形面(806)和B凹形面(807)能够消除舵机(10)与骨架(8)在转动时的机械干涉；吸排组件(9)由A吸盘(91)、B吸盘(92)、气泵(93)、两位单通阀(94)、A导柱(95)和B导柱(96)组成；A吸盘(91)上设有C通孔(911)、连接端(912)，C通孔(911)用于A导柱(95)穿过；B吸盘(92)上设有D通孔(921)、连接端(922)，D通孔(921)用于B导柱(96)穿过；气泵(93)的进气口(931)通过一软管与气泵(93)的A接口(941)连通；两位单通阀(94)的控制正端(944)和控制负端(945)分别与5V电压的正、负端连接，两位单通阀(94)的A接口(941)通过A软管与气泵(93)的进气口(931)联通，两位单通阀(94)的B接口(942)上连接B软管的一端，B软管的另一端穿过B导柱(96)的B导气孔(961)后连接在B吸盘(92)上，两位单通阀(94)的C接口(943)与大气导通；A导柱(95)的中心设有A导气孔(951)，A导柱(95)的上端设有A凸缘(952)，该A凸缘(952)与A吸盘(91)的C通孔(911)配合，A导柱(95)的下端设有A挡块(953)，该A挡块(953)安装在支撑体(801)的上面板(851)上的A通孔(802)处，A凸缘(952)与A挡块(953)之间是A圆柱段(954)，该A圆柱段(954)装配在A吸盘(91)的连接端(912)上；B导柱(96)的中心设有B导气孔(961)，B导柱(96)的上端设有B凸缘(962)，该B凸缘(962)与B吸盘(92)的D通孔(921)配合，B导柱(96)的下端设有B挡块(963)，该B挡块(963)安装在支撑体(801)的下面板(852)上的B通孔(803)处，B凸缘(962)与B挡块(963)之间是B圆柱段(964)，该B圆柱段(964)装配在B吸盘(92)的连接端(922)上；定位块(8a)为一体成型件，该定位块(8a)为“丁”字形；定位块(8a)的安装板(8a-1)的四个角上设有四个E通孔(8a-3)，通过螺钉穿过该E通孔(8a-3)后与A螺纹孔(805)连接，从而实现将定位块(8a)安装在支撑体(801)的左面板(853)上；定位块(8a)的安装板(8a-1)的中心位置处设有两个F通孔(8a-4)，且该F通孔(8a-4)贯穿椭圆柱(8a-2)，通过长螺钉顺次穿过该F通孔(8a-4)、舵机(10)上的安装孔(10c)后连接一螺母实现舵机(10)固定安装在定位块(8a)的椭圆柱(8a-2)的端面上；A舵盘(8b)的中心设有A轴孔(8b-3)，该A轴孔(8b-3)内用于放置相邻吸附关节的驱动轴；A舵盘(8b)上设有A圆凸台(8b-1)、A外缘(8b-2)，A圆凸台(8b-1)与A外缘(8b-2)为同心，A外缘(8b-2)的圆周上设有四个G通孔(8b-4)，该四个G通孔(8b-4)中有三个G通孔(8b-4)与D半环凸耳(84)上的三个D光孔(84a)配合，通过螺钉实现将A舵盘(8b)安装在D半环凸耳(84)上；B舵盘(8c)的中心设有B轴孔(8c-3)，该B轴孔(8c-3)内用于放置相邻吸附关节的随动轴；B舵盘(8c)上设有B圆凸台(8c-1)、B外缘(8c-2)，B圆凸台(8c-1)与B外缘(8c-2)为同心，B外缘(8c-2)的圆周上设有四个H通孔(8c-4)，该四个通孔(8c-4)中有三个H通孔(8c-4)与B半环凸耳(82)上的三个B光孔(82a)配合，通过螺钉实现将B舵盘(8c)安装在B半环凸耳(82)上。