一种爬行器、附着力控制方法及爬行机器人与流程

本申请涉及爬行器，尤其涉及的是一种爬行器、附着力控制方法及爬行机器人。

背景技术：

1、爬行器作为一种独特的机器人底盘，其显著优势在于能够在立面、顶面及管道等多种非传统平面上进行爬行。除了常规的运动机构外，为了确保与各种爬行面的紧密贴合，它还需配备一套能产生吸附力或压紧力的特殊机构。

2、然而，市面上的爬行器的吸附装置通常为磁力轮或者磁力履带，被动吸附在爬行面上，磁力轮或者磁力履带固定设置在爬行器的侧部，导致磁吸力并不能调节，当增加负载重量时，吸附装置容易因为磁吸力不足而跌落。

3、因此，现有技术存在缺陷与不足，有待进一步改进与发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种爬行器、附着力控制方法及爬行机器人，旨在解决现有技术中的爬行器的磁吸力不能调节的问题。

2、本申请解决技术问题所采用的一技术方案如下：一种爬行器，其包括：

3、爬行器本体，所述爬行器本体具有贯穿部；

4、若干主动附着模块，若干所述主动附着模块均固定设置在所述爬行器本体的两侧部，若干所述主动附着模块均用于提供可调节的吸附力；

5、第一运动模块和第二运动模块，所述第一运动模块和第二运动模块均具有若干滚动件和若干压力传感器，若干所述压力传感器用于检测所述滚动件上的附着力。

6、可选地，若干主动附着模块均包括：

7、附着本体，所述附着本体均固定设置在所述爬行器本体的两侧部；

8、升降电机，所述升降电机固定设置在所述附着本体中；

9、连接件，所述连接件的一端与所述电机的转轴转动连接；

10、升降件，所述升降件的一端与所述连接件的另一端转动连接；

11、固定支座，所述固定支座套设在所述升降件中，所述固定支座用于固定所述升降件；

12、磁铁固定件，所述磁铁固定件固定设置在所述升降件的另一端中，所述磁铁固定件中设置有弹性滤网，所述弹性滤网用于防止铁屑进入所述磁铁固定件中，所述磁铁固定件中设置距离传感器，所述距离传感器用于检测所述主动附着模块与爬行面之间的距离；

13、磁铁，所述磁铁与所述磁铁固定件贴合设置；

14、其中，当所述升降电机转动时，可以带动所述升降件上下移动，从而带动所述磁铁上下升降，实现磁吸力的调节。

15、可选地，所述第一运动模块和第二运动模块还包括：

16、悬挂件，所述悬挂件与所述爬行器本体转动连接，所述悬挂件的两端均设置有安装槽；若干所述压力传感器均固定设置在所述安装槽上；

17、若干减速机，若干所述减速机均与若干所述滚动件转动连接；

18、若干安装件，所述安装件固定设置在所述悬挂件上；

19、若干电机，若干所述电机均与若干减速机固定设置；所述电机和减速机均固定设置在所述安装件上；

20、若干减震件，若干所述减震件的一端均固定设置在所述爬行器本体上，若干所述减震件均用于吸收所述滚动件传递到爬行器本体的振动。

21、可选地，所述减震件包括：

22、减震件本体，所述减震件本体固定设置在所述爬行器本体的侧部，所述减震件本体中设置有限位凸台；

23、转动轴承，所述转动轴承固定设置在所述减震件本体中；

24、减震转轴，所述减震转轴具有相对设置的固定端和转动端，所述转动端转动套设在若干所述减震转轴中，所述固定端固定设置在所述悬挂件上；

25、弹性件，所述弹性件套设在所述减震转轴中，所述弹性件的两端分别与所述限位凸台抵接，所述弹性件用于提供减震阻尼力。

26、可选地，所述爬行器还包括：

27、感知模块，所述感知模块固定设置在所述第二运动模块的上方，所述感知模块还包括姿态感知传感器，所述姿态感知传感器用于测量爬行面与铅垂线的夹角；

28、控制模块，所述控制模块固定设置在所述第一运动模块的上方；

29、扩展接口模块，所述扩展接口模块设置在所述贯穿部的内侧壁中，其中，所述主动附着模块、第一运动模块、第二运动模块、感知模块和扩展接口模块均与所述控制模块电连接。

30、本申请解决技术问题所采用的又一技术方案如下：一种基于如上所述的爬行器实现的附着力控制方法，其包括：

31、计算所述爬行器在当前作业面上安全爬行的临界附着力，以及计算所述爬行器的所有固定件的实时爬行附着力；

32、当所述实时爬行附着力小于所述临界附着力时，控制若干所述主动附着模块增大所述实时爬行附着力，直至所述实时爬行附着力等于所述临界附着力。

33、可选地，所述计算所述爬行器在当前作业面上安全爬行的临界附着力，具体包括：

34、预先获取爬行器的重力、负载的重力、安全系数，以及经过所述爬行器质点的重心的铅垂线与所述当前作业面的夹角，并计算所述临界附着力；其中，所述临界附着力f临的计算公式为：

35、f临＝k·g·cosθ，其中，所述k为所述安全系数，所述g为所述爬行器的重力和负载的重力之和，所述cosθ为所述爬行器重心的铅垂线与所述当前作业面的夹角的余弦。

36、可选地，所述计算所述爬行器的所有固定件的实时爬行附着力，具体包括：

37、获取所述当前作业面对所述爬行器上的所有的滚动件的支持力，以及所述当前作业面的等效摩擦系数，并计算所述等效摩擦系数，其中，所述实时爬行附着力f实的计算公式为f实＝μ·∑fni；其中，所述μ为所述当前作业面的等效摩擦系数，∑fni为所述所有的滚动件的支持力之和。

38、可选地，所述获取所述当前作业面对所述爬行器上的所有的滚动件的支持力，之后还包括：

39、当检测所有支持力中存在不大于零的所述支持力时，控制若干所述主动附着模块增大所述实时爬行附着力，直至所述支持力均大于零。

40、可选地，所述计算所述爬行器的所有固定件的实时爬行附着力，之后还包括：

41、当所述实时爬行附着力大于所述临界附着力时，控制若干所述主动附着模块减小所述实时爬行附着力，直至所述实时爬行附着力等于所述临界附着力；

42、当所述实时爬行附着力小于所述临界附着力时，控制若干所述主动附着模块增大所述实时爬行附着力，直至所述实时爬行附着力等于所述临界附着力。

43、本申请解决技术问题所采用的又一技术方案如下：一种爬行机器人，其包括如上所述的爬行器。

44、与现有技术相比，本申请提供了一种爬行器、附着力控制方法及爬行机器人，所述爬行器通过用于装载不同负载的贯穿部，进而保证所述爬行器的重心位置，在不同的负载工况下不会发生较大变化，进一步地提高了所述爬行器运动性能；若干所述主动附着模块使得所述爬行器的磁吸力可调节，使得爬行器能够适应不同负载和不同爬行面的需求，提高了爬行器的适应性和稳定性。

技术特征：

1.一种爬行器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的爬行器，其特征在于，若干主动附着模块均包括：

3.根据权利要求1所述的爬行器，其特征在于，所述第一运动模块和第二运动模块还包括：

4.根据权利要求3所述的爬行器，其特征在于，所述减震件包括：

5.根据权利要求3所述的爬行器，其特征在于，所述爬行器还包括：

6.一种基于如权利要求1-5任一项所述的爬行器实现的附着力控制方法，其特征在于，所述附着力控制方法包括：

7.根据权利要求6所述的附着力控制方法，其特征在于，所述计算所述爬行器在当前作业面上安全爬行的临界附着力，具体包括：

8.根据权利要求7所述的附着力控制方法，其特征在于，所述计算所述爬行器的所有固定件的实时爬行附着力，具体包括：

9.根据权利要求8所述的附着力控制方法，其特征在于，所述获取所述当前作业面对所述爬行器上的所有的滚动件的支持力，之后还包括：

10.根据权利要求6所述的附着力控制方法，其特征在于，所述计算所述爬行器的所有固定件的实时爬行附着力，之后还包括：

11.一种爬行机器人，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的爬行器。

技术总结
本申请涉及爬行器技术领域，具体提供了一种爬行器、附着力控制方法及爬行机器人，爬行器本体，所述爬行器本体具有贯穿部；若干主动附着模块，若干所述主动附着模块均固定设置在所述爬行器本体的两侧部，若干所述主动附着模块均用于提供可调节的吸附力；第一运动模块，所述第一运动模块转动设置在所述爬行器本体的前侧部；第二运动模块，所述第二运动模块转动设置在所述爬行器本体的后侧部；其中，所述第一运动模块和第二运动模块均具有若干滚动件和若干压力传感器，若干所述压力传感器用于检测所述滚动件上的附着力。进而使得爬行器的磁吸力可调节，保证爬行器能够适应不同负载和不同爬行面的需求，进一步地提高了爬行器的适应性和稳定性。

技术研发人员：赵兵,孟国涛,黄常建,刘锴伦
受保护的技术使用者：深圳市行疆智科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23