本發(fā)明涉及爬壁機器人，特別是一種爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人及方法。
背景技術(shù)：
1、爬壁機器人是指在垂直壁面、天花板等表面進行多自由度移動并作業(yè)的機電系統(tǒng)，具有良好的應(yīng)用前景和發(fā)展需求?，F(xiàn)有爬壁機器人通常關(guān)節(jié)較多且控制復雜，翻滾機器人能通過簡單的關(guān)節(jié)實現(xiàn)跨界面功能。
2、粘附技術(shù)是爬壁機器人的關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)有爬壁機器人主要采用負壓吸附、磁吸附、靜電吸附和干粘附材料，其中磁吸附對粘附表面類型的限制較高，靜電吸附穩(wěn)定性差且粘附力小，干粘附材料脫附可控性差。真空吸附對表面適應(yīng)性高，且吸附可控，適用于復雜環(huán)境下的爬壁機器人。
3、在背景技術(shù)部分中公開的所述信息僅僅用于增強對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對所述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足或缺陷，提供了一種爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人，通過真空吸盤結(jié)構(gòu)實現(xiàn)吸附能力，同時利用摩擦足結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)平面上的快速運動能力。本發(fā)明小型化、運動快速和可面面轉(zhuǎn)換，可用于解決狹窄壁面的檢測難題。
2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
3、一種爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人包括，
4、一對平行排布的中心連接件，其主體為等邊三角形，在三個邊的位置分別設(shè)有三個凹槽；
5、三個足組件，其可拆卸連接所述中心連接件，足組件包括，
6、框架，其經(jīng)由凹槽與所述中心連接件連接，
7、電機，其經(jīng)由電機蓋與螺釘固定連接所述框架，
8、摩擦足部件，其通過旋轉(zhuǎn)軸與框架配合連接，通過傳動錐齒輪傳動連接至所述電機，所述摩擦足部件頂部有伸出的摩擦足尖端，其包括高摩擦區(qū)域和低摩擦區(qū)域，爬行過程中，選取相鄰的兩個摩擦足尖端作為前足與后足使其接觸地面，電機運動驅(qū)動前足和后足的摩擦足尖端進行交替擺動運動，
9、吸盤，其緊固連接所述摩擦足部件且在粘附墻壁和脫附墻壁之間切換。
10、所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人中，所述框架外側(cè)設(shè)有適配地固定電機的半圓形凹槽。
11、所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人中，傳動錐齒輪的模數(shù)是0.5，齒數(shù)為16。
12、所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人中，所述摩擦足部件的本體由abs材料3d打印而成，高摩擦區(qū)域使用橡膠材料粘合在本體一起。
13、所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人中，所述吸盤的底部接觸部分半徑為15mm，使用氣管連接外部氣泵實現(xiàn)粘附和脫附。
14、所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人中，所述電機蓋內(nèi)側(cè)設(shè)有硅膠軟墊。
15、所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人中，三個足組件過盈配合緊固連接所述中心連接件。
16、所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人中，所述低摩擦區(qū)域為光滑表面。
17、所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人中，所述爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人為中心對稱結(jié)構(gòu)。
18、爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人的使用方法包括以下步驟，
19、爬行過程中，選取相鄰的兩個摩擦足尖端作為前足與后足使其接觸地面，通過控制板發(fā)送信號至驅(qū)動板驅(qū)動電機運動，從而驅(qū)動前足和后足的摩擦足尖端進行交替擺動運動，初始運動中，前足的高摩擦面接觸地面，后足的低摩擦面接觸地面，通過同時擺動前足向后運動與后足向前運動，實現(xiàn)一步向前運動，此時變成前足的低摩擦面接觸地面，后足的高摩擦面接觸地面，現(xiàn)在同時擺動前足向前運動與后足向后運動，實現(xiàn)第二步向前運動，如此往復實現(xiàn)整體的向前爬行運動；
20、翻滾過程中，選取一摩擦足部件將吸盤部分接觸地面，其底面楔形結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定負壓錨定同時打開氣泵使吸盤實現(xiàn)吸附，將此時錨定的吸盤作為第一吸盤，同所述爬行過程控制摩擦足部件旋轉(zhuǎn)，此時第一吸盤已經(jīng)錨定于地面，機器人以吸盤為軸整體發(fā)生翻滾運動，待第二吸盤接近地面時，旋轉(zhuǎn)第二吸盤調(diào)整角度使得吸盤中心軸線與壁面法向方向平行，進一步旋轉(zhuǎn)機器人，使得第二吸盤與地面形成密封，此時打開氣泵使吸盤實現(xiàn)吸附，第二吸盤吸附力閾值經(jīng)壓力傳感器驗證達標后，將第一吸盤的氣泵關(guān)閉，實現(xiàn)脫附，重復該旋轉(zhuǎn)運動，使得吸盤以第一吸盤、第二吸盤、第三吸盤交替實現(xiàn)吸附與脫附從而實現(xiàn)機器人整體的翻滾運動。
21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明帶來的有益效果為：
22、本發(fā)明通過負壓吸附實現(xiàn)對外表面的吸附能力，可以適應(yīng)多種粗糙度不同的表面。本發(fā)明通過控制內(nèi)嵌在吸附足內(nèi)部的吸盤的轉(zhuǎn)動可以實現(xiàn)機器人在垂直及頂部天花板的翻滾運動，同時可以適應(yīng)有曲率及小型障礙物的表面。將摩擦足部分旋轉(zhuǎn)到接觸表面的角度時，可以通過摩擦足的各向異性實現(xiàn)機器人快速的單項運動。結(jié)構(gòu)上小型化，布局緊湊合理，可以更好地適用于狹窄的壁面通道。高效運動控制，摩擦足部件的交替擺動和不同摩擦區(qū)域的設(shè)計使得機器人能夠在平面上高效移動，同時通過精確的電機控制實現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)向。傳動錐齒輪和旋轉(zhuǎn)軸的高效配合，確保了摩擦足部件的平穩(wěn)運行，提高了機器人的運動精度和效率。穩(wěn)定吸附能力，吸盤通過負壓吸附實現(xiàn)對外表面的牢固附著，確保機器人在不同姿態(tài)下的穩(wěn)定性。底部接觸部分的楔形結(jié)構(gòu)進一步增強了吸盤的吸附能力，適用于復雜表面。適應(yīng)多種環(huán)境，機器人采用真空吸附技術(shù)，能夠適應(yīng)多種粗糙度不同的表面，具有較強的環(huán)境適應(yīng)，摩擦足部件的高摩擦區(qū)域和低摩擦區(qū)域設(shè)計，使得機器人能夠在不同表面條件下高效移動，適應(yīng)多種環(huán)境需求。靈活的姿態(tài)轉(zhuǎn)換，通過吸盤和摩擦足部件的協(xié)同控制，機器人能夠?qū)崿F(xiàn)從平面到垂直面的平滑轉(zhuǎn)換，適用于狹窄壁面通道的檢測任務(wù)。中心對稱結(jié)構(gòu)設(shè)計使得機器人在不同姿態(tài)下都能保持平衡，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
23、本發(fā)明的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人通過中心連接件、足組件、傳動錐齒輪、摩擦足部件和吸盤的協(xié)同工作，實現(xiàn)了在復雜環(huán)境中高效、靈活地進行爬行和翻滾運動。具體來說，摩擦足部件的交替擺動和不同摩擦區(qū)域設(shè)計使得機器人能夠在平面上快速移動并保持穩(wěn)定，而吸盤的負壓吸附和摩擦足部件的旋轉(zhuǎn)控制相結(jié)合，實現(xiàn)了機器人從平面到垂直面的平滑轉(zhuǎn)換。這些設(shè)計共同作用，確保了機器人在不同姿態(tài)下的高效運動和穩(wěn)定吸附，顯著提升了其在狹窄壁面通道中的檢測能力和適應(yīng)性。
24、所述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠使得本發(fā)明的技術(shù)手段更加清楚明白，達到本領(lǐng)域技術(shù)人員可依照說明書的內(nèi)容予以實施的程度，并且為了能夠讓本發(fā)明的所述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，下面以本發(fā)明的具體實施方式進行舉例說明。
1.一種爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人，其特征在于，其包括，
2.如權(quán)利要求1所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人，其特征在于，優(yōu)選的，所述框架外側(cè)設(shè)有適配地固定電機的半圓形凹槽。
3.如權(quán)利要求1所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人，其特征在于，傳動錐齒輪的模數(shù)是0.5，齒數(shù)為16。
4.如權(quán)利要求1所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人，其特征在于，所述摩擦足部件的本體由abs材料3d打印而成，高摩擦區(qū)域使用橡膠材料粘合在本體一起。
5.如權(quán)利要求1所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人，其特征在于，所述吸盤的底部接觸部分半徑為15mm，使用氣管連接外部氣泵實現(xiàn)粘附和脫附。
6.如權(quán)利要求1所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人，其特征在于，所述電機蓋內(nèi)側(cè)設(shè)有硅膠軟墊。
7.如權(quán)利要求1所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人，其特征在于，三個足組件過盈配合緊固連接所述中心連接件。
8.如權(quán)利要求1所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人，其特征在于，所述低摩擦區(qū)域為光滑表面。
9.如權(quán)利要求1所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人，其特征在于，所述爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人為中心對稱結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的爬行翻滾雙運動模式爬壁機器人的使用方法。