一种绳索爬行机器人及其激励方法与流程

本申请涉及特种机器人领域，具体而言，涉及一种绳索爬行机器人及其激励方法。

背景技术：

1、绳索机器人是一种能够携带相关设备在绳索上爬行，进行高空长距离作业的特种机器人,其主要功能是在空中作业环境中沿着绳索移动，代替人完成巡检、拍照、送物、清洗、喷涂等任务。现有的绳索机器人的驱动方式一般为气动驱动、液压驱动或电磁电机驱动，但气动方式驱动的绳索机器人结构复杂、精度低且响应慢，液压方式驱动的绳索机器人体积大、质量大且响应慢，而电磁电机驱动方式依赖于传动部件，该方式驱动的绳索机器人机构多且体积大，因此现有的绳索机器人无法兼具结构精简、体积小、质量小、响应快及动作精度高的优势。

2、因此，现有技术有待改进和发展。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种绳索爬行机器人及其激励方法，旨在解决现有的绳索机器人无法兼具结构精简、体积小、质量小、响应快及动作精度高的优势的问题。

2、第一方面，本申请提供一种绳索爬行机器人，包括：

3、机架；

4、弹性体，形状为长条状，水平设置在机架上，其中部存在第一凹槽且抵接绳索顶部或底部；

5、两组压电片组，分别设置在弹性体两端；

6、两个导向机构，均安装在机架上且均与绳索连接，分别设置在弹性体前后侧，用于对机架进行绳索牵引导向；

7、每组压电片组均包括第一压电片和第二压电片，第一压电片和第二压电片用于在接入交流电信号时分别产生y向振动和x向振动，使得弹性体中部产生复合振动以进行椭圆运动。

8、本申请提出的绳索爬行机器人，结构精简、体积小、质量小、适用于多种不同材质绳索；并且本申请的绳索爬行机器人，控制方法简单、响应快、精度高且适用于多种爬行角度；此外本申请在弹性体前后侧设置导向机构，能提升绳索爬行机器人爬行的稳定性；并且本申请的绳索爬行机器人在断电后能基于弹性体与绳索摩擦力实现自锁，安全可靠。

9、可选地，导向机构包括：

10、连杆，一端安装在机架上；

11、从动轮，与连杆另一端转动连接，在第一凹槽抵接绳索顶部时设置在绳索底部，或在第一凹槽抵接绳索底部时设置在绳索顶部。

12、可选地，机架与连杆一端转动连接。

13、可选地，第一凹槽抵接绳索底部，从动轮设置在绳索顶部；

14、绳索爬行机器人还包括：

15、限位机构，固定安装在机架上并位于弹性体下方，用于对从动轮的高度进行限定。

16、在该实施方式中，本申请的绳索爬行机器人设置限位机构，能对从动轮的高度进行限定以防止从动轮的高度过高，能使第一凹槽和两从动轮形成的顶点朝上的等腰三角形具有一定高度，从而能在绳索爬行机器人位于绳索上时使从动轮压紧绳索顶部并使第一凹槽顶紧绳索底部，使得绳索爬行机器人能稳固安装在绳索上。

17、可选地，限位机构包括：

18、弹性件，一端安装在机架底部，另一端安装在连杆上。

19、可选地，限位机构包括：

20、限位杆，水平安装在机架上。

21、在该实施方式中，本申请的绳索爬行机器人设置限位杆能在绳索较紧或绳索爬行机器人负载较重时对连杆进行机械限位，从而能使绳索爬行机器人更稳固地安装在绳索上；并且在限位机构包括弹性件的实施方式中，本申请还能防止弹性件过度拉伸导致弹性件失效损坏。

22、可选地，第一压电片和第二压电片结构一致，均具有位于同一面上的正极端和负极端以及分隔正极端和负极端的分界线；

23、第一压电片中的分界线与绳索平行，且与第二压电片的分界线垂直。

24、可选地，绳索爬行机器人还包括：

25、两个轮毂架，均安装在机架上且分别设置在弹性体两端，两个轮毂架与弹性体中部形成有第二凹槽，第二凹槽深度大于第一凹槽深度。

26、第二方面，本申请提供一种绳索爬行机器人的激励方法，用于控制如上任一绳索爬行机器人爬行绳索；

27、绳索爬行机器人的激励方法包括以下步骤：

28、s1.获取爬行方向指令信息；

29、s2.根据爬行方向指令信息对压电片组施加交流电信号，使得第一压电片和第二压电片分别产生y向振动和x向振动，以使弹性体产生复合振动以进行椭圆运动，以使绳索爬行机器人按照爬行方向指令信息对应的爬行方向爬行绳索。

30、本申请提出的一种绳索爬行机器人的激励方法，激励的绳索爬行机器人结构精简、体积小、质量小、适用于多种不同材质绳索；并且本申请的绳索爬行机器人，控制方法简单、响应快、精度高且适用于多种爬行角度；此外本申请在弹性体前后侧设置导向机构，能提升绳索爬行机器人爬行的稳定性；并且本申请的绳索爬行机器人在断电后能基于弹性体与绳索摩擦力实现自锁，安全可靠。

31、可选地，用于产生y向振动的交流电信号与用于产生x向振动的交流电信号频率相同，且相位差为±π/2。

32、由上可知，本申请提供了一种绳索爬行机器人及其激励方法，其中绳索爬行机器人结构精简、体积小、质量小、适用于多种不同材质绳索；并且本申请的绳索爬行机器人，控制方法简单、响应快、精度高且适用于多种爬行角度；此外本申请在弹性体前后侧设置导向机构，能提升绳索爬行机器人爬行的稳定性；并且本申请的绳索爬行机器人在断电后能基于弹性体与绳索摩擦力实现自锁，安全可靠。

33、本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种绳索爬行机器人，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种绳索爬行机器人，其特征在于，所述导向机构（4）包括：

3.根据权利要求2所述的一种绳索爬行机器人，其特征在于，所述机架（1）与所述连杆（41）一端转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种绳索爬行机器人，其特征在于，所述第一凹槽（21）抵接所述绳索底部，所述从动轮（42）设置在所述绳索顶部；

5.根据权利要求4所述的一种绳索爬行机器人，其特征在于，所述限位机构（5）包括：

6.根据权利要求4所述的一种绳索爬行机器人，其特征在于，所述限位机构（5）包括：

7.根据权利要求1所述的一种绳索爬行机器人，其特征在于，所述第一压电片（31）和所述第二压电片（32）结构一致，均具有位于同一面上的正极端（301）和负极端（302）以及分隔所述正极端（301）和所述负极端（302）的分界线（303）；

8.根据权利要求1所述的一种绳索爬行机器人，其特征在于，所述绳索爬行机器人还包括：

9.一种绳索爬行机器人的激励方法，其特征在于，用于控制如权利要求1-8任一项所述的绳索爬行机器人爬行绳索；

10.根据权利要求9所述的一种绳索爬行机器人的激励方法，其特征在于，用于产生y向振动的所述交流电信号与用于产生x向振动的所述交流电信号频率相同，且相位差为±π/2。

技术总结本申请涉及特种机器人领域，具体而言，涉及一种绳索爬行机器人及其激励方法，其中绳索爬行机器人包括：机架；弹性体，形状为长条状，水平设置在机架上；两组压电片组；两个导向机构，均安装在机架上，分别设置在弹性体前后侧；第一压电片和第二压电片用于在接入交流电信号时分别产生Y向振动和X向振动，使得弹性体中部产生复合振动以进行椭圆运动。本申请的绳索爬行机器人能解决现有的绳索机器人无法兼具结构精简、体积小、质量小、响应快及动作精度高的优势的问题，具有结构精简、体积小、质量小、响应快及动作精度高的优点。技术研发人员：刘振,赵迎宾,宾剑雄,王豪,杨鹏,邓锦祥,黄秀韦,安丽受保护的技术使用者：季华实验室技术研发日：技术公布日：2024/9/29