1.一种自由伸缩弯曲机械臂,包括一个或依次串联的多个关节单元;其特征在于:所述的关节单元包括下基座部分(1)、上移动平台(2)和三个弯折支臂(3);下基座部分(1)与上移动平台(2)三个弯折支臂(3)连接;三个弯折支臂(3)沿关节单元中心的周向依次排列;
所述的弯折支臂(3)包括两个气袋执行器(3‑1)、两个主支撑板(3‑2)、四个辅助连接板(3‑3)和两个弹簧机构(3‑4);两个主支撑板(3‑2)的内端与上移动平台(2)、下基座部分(1)分别转动连接;两个主支撑板(3‑2)的外端相互正对,并通过四个辅助连接板(3‑3)连接在一起;主支撑板(3‑2)的外端呈三角形,外端边缘为两条连接边;两个主支撑板(3‑2)外端相互正对的连接边形成一个连接缺口;使得弯折支臂(3)的中部形成对称的两个连接缺口;
四个辅助连接板(3‑3)以两个为一组,分为两组;两组辅助连接板(3‑3)分别设置在两个连接缺口处;同组的两个辅助连接板(3‑3)的相邻侧边缘转动连接;同组的两个辅助连接板(3‑3)的相背侧边缘与两个主支撑板(3‑2)上的连接边分别转动连接;辅助连接板(3‑3)的两侧边缘不平行;
两个气袋执行器(3‑1)的一端与两块主支撑板(3‑2)分别固定;两个气袋执行器(3‑1)的另一端与下基座部分(1)和上移动平台(2)分别固定;两个弹簧机构(3‑4)的一端与两个主支撑板(3‑2)分别固定,另一端与下基座部分(1)和上移动平台(2)分别固定;气袋执行器(3‑1)充压时对主支撑板(3‑2)施加的转矩与弹簧机构(3‑4)对主支撑板(3‑2)施加的转矩相反;
所述主支撑板(3‑2)的内端与上移动平台(2)或下基座部分(1)之间,主支撑板(3‑2)与辅助连接板(3‑3)之间,同组的两个辅助连接板(3‑3)之间均通过柔性铰链连接;
两个主支撑板(3‑2)和四个辅助连接板(3‑3)朝向弯折支臂(3)中心位置的夹角处均开设有让位缺口;各让位缺口拼接在一起形成穿管孔道;为气袋执行器(3‑1)充压的气动软管通过穿管孔道伸入到关节单元的内侧,并连接至气源。
2.根据权利要求1所述的一种自由伸缩弯曲机械臂,其特征在于:同一弯折支臂(3)内两个气袋执行器(3‑1)连接在一起,进行同步控制压力变化;不同弯折支臂(3)内的气袋执行器(3‑1)独立控制压力变化。
3.根据权利要求1所述的一种自由伸缩弯曲机械臂,其特征在于:该自由伸缩弯曲机械臂中有多个关节单元;前一个关节单元中的下基座部分(1)与后一个关节单元中的上移动平台(2)固定。
4.根据权利要求1所述的一种自由伸缩弯曲机械臂,其特征在于:相邻的两个关节单元上的下基座部分(1)与上移动平台(2)通过电动弹簧开关(9)连接。
5.根据权利要求1所述的一种自由伸缩弯曲机械臂,其特征在于:弯折支臂(3)能够展开至平面状。
6.一种墙体爬行机器人,其特征在于:包括两个吸附模块(10)和如权利要求1‑5中任意一项所述的自由伸缩弯曲机械臂(11);两个吸附模块(10)分别安装在自由伸缩弯曲机械臂(11)的两端;所述的吸附模块(10)包括吸附罩体(12)和密封圈(13);吸附罩体(12)的开口朝向远离自由伸缩弯曲机械臂的一侧;密封圈(13)设置在吸附罩体(12)的开口处;吸附罩体(12)内腔与真空源连接;吸附模块(10)抽负压后能够吸附在墙体上。
7.根据权利要求6所述的一种墙体爬行机器人,其特征在于:所述的伸缩弯曲机械臂(11)能够进行360°弯曲。
8.如权利要求7所述的一种墙体爬行机器人的工作方法,其特征在于:步骤一、自由伸缩弯曲机械臂呈现弯曲状态,两个吸附模块(10)抵在墙体上并抽压,吸附在墙体上;
步骤二、两个吸附模块(10)中远离目标方向的那个吸附模块(10)停止抽压;自由伸缩弯曲机械臂(11)上各关节单元靠近墙体一侧的一个或两个弯折支臂(3)泄压,远离靠近墙体一侧的一个或两个弯折支臂(3)充压缩短,使得自由伸缩弯曲机械臂(11)带动停止抽压的吸附模块(10)向目标方向翻转;
步骤三、当向目标方向翻转的吸附模块(10)重新与墙体接触后,该吸附模块(10)重新抽压,吸附在墙上;
步骤四、重复步骤二和三,实现爬行机器人在墙体上的不断向上爬行。