清洁爬壁机器人的腰部结构的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种清洁爬壁机器人的腰部结构。

背景技术：

现有的在高空作业的爬壁机器人结构都较为复杂，用于驱动机器人腿部摆动的机构尤为复杂，通常是一个驱动装置带动摆腿机构，摆腿机构再将动力传输至机器人的腿部，然而活动的部件越多，机器人发生故障的几率就越大。对在高空作业的爬壁机器人来说，一个很轻微的故障都可能会造成机器人从其攀爬的建筑壁面上坠落，造成人员伤亡以及财产损失。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种清洁爬壁机器人的腰部结构，通过一个驱动装置实现两条步行腿的相互摆动的功能，而且由于其活动部件较少，大大降低了清洁爬壁机器人发生故障的几率，确保其稳定地工作。

为了解决上述问题，本发明提供了一种清洁爬壁机器人的腰部结构，包括摆腿装置以及平行设置的第一步行腿和第二步行腿；所述摆腿装置包括摆腿驱动装置和腰部转轴，所述腰部转轴的中部和固定端的侧壁均设有限转平台，所述摆腿驱动装置的连接架设在所述腰部转轴的中部且卡接在所述限转平台上；所述第一步行腿的端部嵌套并转动连接于所述腰部转轴的活动端，所述第二步行腿的端部上设有固定孔，所述固定孔形状和所述腰部转轴的固定端横截面形状相同，所述腰部转轴的固定端穿过并卡接于所述固定孔；所述第一步行腿上固设有与所述腰部转轴同轴设置的摆腿齿轮，所述摆腿驱动装置的输出轴设有输出齿轮，所述输出齿轮和所述摆腿齿轮啮合。

作为优选的，所述连接架包括转轴连接部，所述转轴连接部上设有连接孔，所述连接孔的形状和所述腰部转轴的中部横截面形状相同，所述转轴连接部的连接孔套设在所述腰部转轴的中部；所述转轴连接部上设有扩展平台，所述扩展平台上设有扩展槽孔。

作为优选的，所述连接架还包括驱动装置连接部，所述驱动装置连接部为l形板状结构，所述驱动装置连接部的一个侧板连接于所述扩展平台，另一个侧板和所述摆腿驱动装置固定连接。

作为优选的，还包括清洁装置，所述清洁装置包括连接臂、设在所述连接臂一端的清洁转盘以及铰接于所述连接臂另一端的固定板，所述固定板和扩展平台固定连接。

作为优选的，所述摆腿驱动装置设在所述腰部转轴位于所述第二步行腿延伸方向的一侧。

作为优选的，所述腰部转轴的中部和固定端的横截面为d形，所述腰部转轴的活动端的横截面为圆形。

作为优选的，所述输出齿轮和摆腿齿轮均为直齿轮。

作为优选的，所述输出齿轮和摆腿齿轮均为斜齿轮。

本发明的清洁爬壁机器人的腰部结构，其腰部转轴的中部和固定端的侧壁上设有限转平台，第二步行腿的固定孔嵌套在腰部转轴的固定端并通过限转平台限制腰部转轴和第二步行腿的相对转动，第一步行腿转动连接于腰部转轴的活动端，该结构通过设在腰部转轴中部的摆腿驱动装置驱动第一步行腿相对腰部转轴转动，进而实现两条步行腿相互摆动，该腰部结构结构简单，通过一个驱动装置实现两条步行腿相互摆动，减少了活动部件的同时降低了清洁爬壁机器人发生故障的几率，使其能够长期稳定地工作。

附图说明

图1是本发明实施例的清洁爬壁机器人的腰部结构的正视示意图；

图2是本发明实施例的清洁爬壁机器人的腰部结构的侧视示意图；

图3是本发明实施例的清洁爬壁机器人的腰部结构的清洁装置示意图；

图4是本发明实施例的清洁爬壁机器人的腰部结构的俯视示意图。

其中，1、摆腿装置；11、摆腿驱动装置；111、输出齿轮；12、腰部转轴；121、固定端；122、限转平台；123、活动端；2、第一步行腿；21、摆腿齿轮；3、第二步行腿；31、固定孔；4、连接架；41、转轴连接部；42、扩展平台；421、扩展槽孔；43、驱动装置连接部；5、清洁装置；51、连接臂；52、清洁转盘；53、固定板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

结合图1至图4所示，示意性地显示了本发明的清洁爬壁机器人的腰部结构，包括摆腿装置1以及平行设置的第一步行腿2和第二步行腿3；摆腿装置1包括摆腿驱动装置11和腰部转轴12，腰部转轴12的中部和固定端121的侧壁均设有限转平台122，摆腿驱动装置11的连接架4设在腰部转轴12的中部且卡接在限转平台122上；第一步行腿2的端部嵌套并转动连接于腰部转轴的活动端123，第二步行腿3的端部上设有固定孔31，固定孔31形状和腰部转轴的固定端121横截面形状相同，腰部转轴的固定端121穿过并卡接于固定孔31；第一步行腿2上固设有与腰部转轴12同轴设置的摆腿齿轮21，摆腿驱动装置11的输出轴设有输出齿轮111，输出齿轮111和摆腿齿轮21啮合，优选的，输出齿轮111和摆腿齿轮21均为直齿轮。由于腰部转轴12的中部和固定端121的侧壁均设有限转平台122，因此腰部转轴12的中部和固定端121的横截面均不是一个完整的圆形，而是一个残缺的圆，所以连接架4和固定孔31才能分别卡接于腰部转轴12的中部和固定端121，限转平台122进而限制连接架4和固定孔31相对腰部转轴12转动。当摆腿驱动装置11驱动输出齿轮111转动，输出齿轮111将动力传输至与其啮合的摆腿齿轮21上，以此驱动第一步行腿2相对腰部转轴12转动，即第一步行腿2相对第二步行腿3摆动，实现了一个摆腿驱动装置11驱动两条步行腿相对摆动，其活动部件仅为第二步行腿3和腰部转轴12的转动以及输出齿轮111和摆腿齿轮21，相较于传统的齿轮、摆臂等复杂的传动机构来说，该结构更加精简，特别是长时间工作后其发生故障的几率大大降低，确保了清洁爬壁机器人在高空作业的稳定性和安全性。

连接架4包括转轴连接部41，转轴连接部41上设有连接孔(未图示)，和固定孔31类似，连接孔的形状和腰部转轴12的中部横截面形状相同，转轴连接部41通过连接孔套设在腰部转轴12的中部。转轴连接部41上设有扩展平台42，扩展平台42上设有扩展槽孔421。扩展平台42上可增设机器人所需的扩展模块，例如清洁装置5、传感器架设基座等，增设的扩展模块可通过螺栓等紧固件固定连接在扩展槽孔421。连接架4还包括驱动装置连接部43，驱动装置连接部43为l形板状结构，驱动装置连接部43的一个侧板通过螺栓等紧固件穿插于扩展槽孔421来连接于扩展平台42，另一个侧板和摆腿驱动装置11固定连接。

在本实施例中，扩展平台42上设有清洁装置5，具体的，清洁装置5包括连接臂51、设在连接臂51一端的清洁转盘52以及铰接于连接臂51另一端的固定板53，固定板53和扩展平台42固定连接，以此实现机器人的清洁功能。

为了优化该结构，摆腿驱动装置11设在腰部转轴12位于第二步行腿3延伸方向的一侧，也就是说，当两条步行腿站立在水平的地面上时，摆腿驱动装置11是吊挂在腰部转轴12的下方，这样设置的好处是降低清洁爬壁机器人的“身高”，因为当该机器人攀爬于建筑的壁面时，其两条步行腿的长度方向大致是垂直于建筑的壁面，如果机器人的“身高”越高，那么机器人的足部就需要更大的吸附力去吸附在建筑的壁面上，相反的，如果摆腿驱动装置11按照本实施例的方式设置，降低了清洁爬壁机器人的“身高”，进而减轻了该机器人的足部负担。腰部转轴12的中部和固定端121的横截面为d形，即限转平台122仅有一个，腰部转轴12的活动端123的横截面为圆形。当然，为了输出齿轮111和摆动齿轮21啮合的平顺性，输出齿轮111和摆腿齿轮21还可以是斜齿轮。

综上所述，本发明的清洁爬壁机器人的腰部结构，其腰部转轴的中部和固定端的侧壁上设有限转平台，第二步行腿的固定孔嵌套在腰部转轴的固定端并通过限转平台限制腰部转轴和第二步行腿的相对转动，第一步行腿转动连接于腰部转轴的活动端，该结构通过设在腰部转轴中部的摆腿驱动装置驱动第一步行腿相对腰部转轴转动，进而实现两条步行腿相互摆动，该腰部结构结构简单，通过一个驱动装置实现两条步行腿相互摆动，减少了活动部件的同时降低了清洁爬壁机器人发生故障的几率，使其能够长期稳定地工作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。