西南科技大学臧红彬获国家专利权
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龙图腾网获悉西南科技大学申请的专利一种多模态翻转式可协作连续型爬壁机器人获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119370219B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411837482.6,技术领域涉及:B62D57/024;该发明授权一种多模态翻转式可协作连续型爬壁机器人是由臧红彬;谌业辉;王志茂;闫士宁;廖湘成设计研发完成,并于2024-12-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多模态翻转式可协作连续型爬壁机器人在说明书摘要公布了:本发明公开了一种多模态翻转式可协作连续型爬壁机器人,目的在于解决爬壁机器人同时适应钢结构表面上曲面、平面吸附要求以及机器人大角度过渡平面间运动能力、翻转行走步距固定问题,进一步扩展爬壁机器人本体的多功能性。该爬壁机器人包括吸附单元、连接组件、弯曲单元、控制系统;所述吸附单元包括第一底板、第一吸附组件、第一吸附驱动电机、第一柔索轮盘、第一驱动柔索,所述第一吸附驱动电机、第一柔索轮盘、第一驱动柔索分别为两个;所述第一底板上设置有第一吸附过线通孔、关节凸台、第二连接通孔,所述第一吸附过线通孔为四个。本申请的翻转式连续型爬壁机器人具有较强的爬壁能力、越障能力、面‑面转换能力,尤其是复杂非结构化狭小空间运动能力。
本发明授权一种多模态翻转式可协作连续型爬壁机器人在权利要求书中公布了:1.一种爬壁机器人,其特征在于,包括吸附单元、连接组件、弯曲单元、控制系统; 所述吸附单元包括第一底板、第一吸附组件、第一吸附驱动电机、第一柔索轮盘、第一驱动柔索,所述第一吸附驱动电机、第一柔索轮盘、第一驱动柔索分别为两个; 所述第一底板上设置有第一吸附过线通孔、关节凸台、第二连接通孔,所述第一吸附过线通孔为四个,四个第一吸附过线通孔均分为两组且两组第一吸附过线通孔呈十字布置;所述第一底板上的关节凸台为两个且相互平行设置;所述第一底板上的第二连接通孔为四个; 所述第一吸附组件包括第一磁铁底座、第一磁铁安装架、第一连接轴销、第一连接弹簧、第一得电型电磁铁; 所述第一磁铁底座设置在第一底板的一侧端面上,所述第一底板的关节凸台、第一吸附驱动电机分别设置在第一底板的另一侧端面上; 所述第一磁铁安装架通过第一连接轴销与第一磁铁底座铰接且第一磁铁安装架能相对第一磁铁底座转动;所述第一连接弹簧的两端分别与第一磁铁安装架、第一底板相连且第一连接弹簧能为第一磁铁安装架提供回复力;所述第一得电型电磁铁设置在第一磁铁安装架上; 所述第一吸附组件为四个,四个第一吸附组件均分为两组且两组第一吸附组件呈十字布置; 所述第一柔索轮盘设置在第一吸附驱动电机的转轴上且第一吸附驱动电机能带动第一柔索轮盘转动; 对于单组第一吸附过线通孔而言,所述第一驱动柔索的一端与第一磁铁安装架相连后,穿过第一底板上的第一吸附过线通孔,并缠绕在第一柔索轮盘上,而后再穿过第一底板上的另一个第一吸附过线通孔,并与另一个第一磁铁安装架相连,所述第一驱动柔索呈U字型布置且第一吸附驱动电机通过第一柔索轮盘能带动第一驱动柔索的两端同步收缩或伸展; 单个吸附单元中,两个第一驱动柔索呈十字布置; 所述连接组件包括第二底板、第二连接件、关节凸台,所述第二底板为两个且两个第二底板相互平行设置,两个第二底板之间通过第二连接件相连为一体,两个第二底板之间构成第二空间;所述第二底板上设置有四个第二连接通孔;所述连接组件上的关节凸台为四个,将单个连接组件上的四个关节凸台均分为两组,将连接组件上的两个关节凸台记为一组第二凸台组件,每组第二凸台组件中的两个关节凸台相互平行设置;单个连接组件中,将一个第二底板上远离该连接组件中另一个第二底板的侧面记为第二连接面;单个连接组件上的两组第二凸台组件分别对应设置在该连接组件中第二底板的第二连接面上; 所述弯曲单元包括第三关节体、第三连接弹簧、第三弯曲电机、第三柔索轮盘、第三驱动柔索、第四弯曲电机、第四柔索轮盘、第四驱动柔索; 单个弯曲单元中,所述第三关节体为M个,所述第三连接弹簧为(4M+4)个,M为自然数且M≥1; 所述第三关节体包括第三关节躯体、关节凸台,所述第三关节体上的关节凸台为四个;所述第三关节躯体的周向设置有四个第三连接通孔,四个第三连接通孔均分为两组且两组第三连接通孔呈十字布置; 将单个第三关节体上的四个关节凸台均分为两组,将第三关节体上位于同一平面的两个关节凸台记为一组第三凸台组件,每组第三凸台组件中的两个关节凸台相互平行设置;单个第三关节体上的两组第三凸台组件分别设置在第三关节躯体的两个侧面上,单个第三关节体上的两组第三凸台组件呈十字布置; 所述吸附单元为两个,所述连接组件为(N-1)个,所述弯曲单元为N个,N为自然数且N≥2; 所述弯曲单元、连接组件依次交替相连并构成第一弯曲中间体,两个吸附单元分别与第一弯曲中间体的两端相连,两个吸附单元相对第一弯曲中间体镜像布置且第一底板上设置有第一吸附驱动电机的侧面与弯曲单元相连; 将一侧吸附单元记为起始侧吸附单元,将另一侧吸附单元记为终止侧吸附单元; 沿起始侧吸附单元至终止侧吸附单元的方向,将起始侧吸附单元的第一底板记为第1爬壁板,与将终止侧吸附单元的第一底板记为第2N爬壁板,将第(K-1)个连接组件上靠近起始侧吸附单元的第二底板记为第(2K-2)爬壁板,将第(K-1)个连接组件上靠近终止侧吸附单元的第二底板记为第(2K-1)爬壁板,K为自然数,K≥2且N≥K;L为自然数,L≥1且N≥L; 当M为1时,沿第(2L-1)爬壁板至第2L爬壁板的方向,所述第(2L-1)爬壁板上的关节凸台与其相邻的第三关节体上的关节凸台之间通过十字轴式万向节相连,所述第(2L)爬壁板上的关节凸台与其相邻的第三关节体上的关节凸台之间通过十字轴式万向节相连;所述第(2L-1)爬壁板与其相邻的第三关节体之间均布有四个第三连接弹簧且四个第三连接弹簧呈十字布置,所述第(2L)爬壁板与其相邻的第三关节体之间均布有四个第三连接弹簧且四个第三连接弹簧呈十字布置; 当M≥2时,沿第(2L-1)爬壁板至第2L爬壁板的方向,所述第(2L-1)爬壁板上的关节凸台与其相邻的第三关节体上的关节凸台之间通过十字轴式万向节相连,相邻两个第三关节体上的关节凸台之间通过十字轴式万向节相连,所述第(2L)爬壁板上的关节凸台与其相邻的第三关节体上的关节凸台之间通过十字轴式万向节相连;所述第(2L-1)爬壁板与其相邻的第三关节体之间均布有四个第三连接弹簧且四个第三连接弹簧呈十字布置,相邻两个第三关节体之间均布有四个第三连接弹簧且四个第三连接弹簧呈十字布置;所述第(2L)爬壁板与其相邻的第三关节体之间均布有四个第三连接弹簧且四个第三连接弹簧呈十字布置; 沿起始侧吸附单元至终止侧吸附单元的方向,将弯曲单元依次记为第1个弯曲单元、第2个弯曲单元、……、第N个弯曲单元; 对于第L个弯曲单元而言,所述第三驱动柔索的一端与第2L爬壁板上的第二连接通孔相连后,穿过连接弹簧、第三连接通孔、第(2L-1)爬壁板上的第二连接通孔后,缠绕在第三柔索轮盘上,而后再穿过第(2L-1)爬壁板上的第二连接通孔、连接弹簧、第三连接通孔,并与第2L爬壁板上的第二连接通孔相连,所述第三驱动柔索呈U字型布置;所述第三弯曲电机设置在第(2L-1)爬壁板上且第三弯曲电机位于第(2L-1)爬壁板远离第2L爬壁板的侧面上,所述第三柔索轮盘设置在第三弯曲电机的转轴上且第三弯曲电机通过第三柔索轮盘能带动第三驱动柔索运动以使弯曲单元向一侧弯曲;所述第四驱动柔索的一端与第(2L-1)爬壁板上的第二连接通孔相连后,穿过连接弹簧、第三连接通孔、第2L爬壁板上的第二连接通孔后,缠绕在第四柔索轮盘上,而后再穿过第2L爬壁板上的第二连接通孔、连接弹簧、第三连接通孔,并与第(2L-1)爬壁板上的第二连接通孔相连,所述第四驱动柔索呈U字型布置;所述第四弯曲电机设置在第2L爬壁板上且第四弯曲电机位于第2L爬壁板远离第(2L-1)爬壁板的侧面上,所述第四柔索轮盘设置在第四弯曲电机的转轴上且第四弯曲电机通过第四柔索轮盘能带动第四驱动柔索运动以使弯曲单元向一侧弯曲;所述第三驱动柔索与第四驱动柔索呈十字布置; 所述第一得电型电磁铁、第一吸附驱动电机、第三弯曲电机、第四弯曲电机分别与控制系统相连。
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