可增大摩擦力的吸盤及吸附式自移動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可增大摩擦力的吸盤及吸附式自移動裝置，其中，該吸盤包括吸盤本體（3），還包括摩擦墊（301,302），所述摩擦墊可隨著吸盤放氣而與作業(yè)面緊壓，從而增大吸盤與作業(yè)面之間的摩擦力。本實用新型的有益效果是：當機器人需要較大的摩擦力時，摩擦墊（301,302）緊壓作業(yè)面，從而增大吸盤與作業(yè)面之間的摩擦力；當機器人不需要太大的摩擦力時，摩擦墊（301,302）離開作業(yè)面，從而降低吸盤與作業(yè)面之間的摩擦力。此外，本實用新型還具有結(jié)構(gòu)簡單、便于實施的優(yōu)點。
【專利說明】可增大摩擦力的吸盤及吸附式自移動裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機器人【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可增大摩擦力的吸盤及吸附式自移動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在直立的或者傾斜的作業(yè)面(亦稱為工作面)上工作的機器人主要是依靠吸盤所產(chǎn)生的吸附力和摩擦力來維持其工作。在吸盤所產(chǎn)生的摩擦力不足的情況下，機器人無法正常工作，而在摩擦力過大的情況下，也不利于機器人的行走，并且會大幅度提高機器人的能耗。因此，機器人對吸盤所產(chǎn)生的摩擦力的大小有相當高的要求，而分體式壁面清潔機器人更是如此。
[0003]通常，分體式壁面清潔機器人是通過設(shè)置在前機和后機上的吸盤交替吸氣和放氣來實現(xiàn)整個機器人在作業(yè)面上的行走，當其前機的吸盤吸氣時，需要其后機的吸盤提供足夠的吸附力和摩擦力來保障整個機器人的需要，同樣，當其后機的吸盤吸氣時，也需要其前機的吸盤提供足夠的摩擦力來滿足整個機器人的需要。而在作業(yè)面較為光滑的情況下，僅依靠半個機身上的吸盤所產(chǎn)生的摩擦力難以滿足整個機器人的需要，容易造成機器打滑而無法前進。特別的，為了吸盤更好的貼合密封壁面，吸盤底部通常設(shè)有部分柔性材料。而柔性材料本身容易發(fā)生形變而晃動，很難將摩擦力傳遞給整個機體。
[0004]為了解決因吸盤所產(chǎn)生的摩擦力不足而導致機器人無法正常工作的問題，現(xiàn)有技術(shù)采用了減輕機器人的重量或者增加吸盤數(shù)量的技術(shù)方案。減輕機器人的重量或者增加吸盤數(shù)量雖能在一定程度上解決上述問題，但機器人重量的減輕往往也伴隨著某些功能的喪失(如省略某些部件)或生產(chǎn)成本的大幅度提高(如采用重量輕、強度大、價格高的替代材料)，而吸盤數(shù)量的增加，則會導致機器人的結(jié)構(gòu)趨于復雜，甚至有可能因摩擦力過大而影響機器人的行走、提高機器人的能耗。
實用新型內(nèi)容
[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，本實用新型的目的旨在提供可增大摩擦力的吸盤及吸附式自移動裝置，在機器人，特別是分體式壁面清潔機器人，需要較大的摩擦力的情況下，所述可增大摩擦力的吸盤能為其提供足夠的摩擦力，從而克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷。
[0006]本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]一種可增大摩擦力的吸盤，包括吸盤本體，其還包括摩擦墊，所述摩擦墊可隨著吸盤放氣而與作業(yè)面緊壓，從而增大吸盤與作業(yè)面之間的摩擦力。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型可進一步附加下述技術(shù)特征，以便更好地或者更有針對性地解決本實用新型所要解決的技術(shù)問題:
[0009]所述摩擦墊固定設(shè)置在所述吸盤本體的內(nèi)腔頂部，或吸盤本體的外側(cè)。
[0010]進一步地，所述摩擦墊的材質(zhì)為橡膠，優(yōu)選為氯丁膠。[0011 ] 進一步地，所述摩擦墊的形狀優(yōu)選為圓環(huán)狀。
[0012]進一步地，當機器人不需要摩擦墊提供摩擦力時，摩擦墊與作業(yè)面分離，此時，最好將摩擦墊的高度設(shè)置為高出吸盤底面5_左右。
[0013]進一步地，在所述摩擦墊的接觸表面上設(shè)置壓紋，其作用是進一步提高摩擦墊與作業(yè)面之間的摩擦力。所謂摩擦墊的接觸表面，是指在摩擦墊的兩面中向作業(yè)面且可與作業(yè)面相接觸的那一面。
[0014]本實用新型中的摩擦墊采用橡膠類材料制作，優(yōu)選氯丁膠。
[0015]需要進一步說明的是，本實用新型引入“吸盤本體”這一概念，是為了表述問題的方便，本實用新型對現(xiàn)有技術(shù)中的吸盤所作的貢獻在于采用了增加摩擦墊，因此，可以將本實用新型中的“吸盤本體”理解為現(xiàn)有技術(shù)中的吸盤，不過，本實用新型中的“吸盤本體”并不限于現(xiàn)有技術(shù)中的吸盤，這是因為本實用新型的技術(shù)方案可以與其他改進吸盤的技術(shù)方案結(jié)合起來，以便更好地、更全面地改善吸盤的性能。
[0016]本實用新型還提供一種吸附式自移動裝置，包括機體、驅(qū)動單元和控制單元，機體底部設(shè)有吸盤，所述吸盤通過抽氣管與真空源連接，控制單元控制驅(qū)動單元驅(qū)動機體移動，機體底部設(shè)有摩擦墊，所述摩擦墊能夠隨著吸盤放氣而與作業(yè)面緊壓，從而增大機體與作業(yè)面之間的摩擦力。
[0017]根據(jù)需要，摩擦墊可以設(shè)置在不同的位置，所述摩擦墊可以固定設(shè)置在所述吸盤內(nèi)腔的頂部；或者，所述摩擦墊固定設(shè)置在吸盤外側(cè)，并與機體固定。
[0018]根據(jù)需要，所述吸附式自移動裝置還具有轉(zhuǎn)向功能，包括設(shè)置在機體底部實現(xiàn)吸附式自移動裝置轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括:大齒輪，與所述大齒輪嚙合的小齒輪以及驅(qū)動所述小齒輪的驅(qū)動機構(gòu)，所述小齒輪與所述機體固定連接，所述大齒輪與所述吸盤固定連接，所述摩擦墊設(shè)置在吸盤的內(nèi)腔頂部和/或外側(cè)，并與大齒輪固定。此時，摩擦墊不僅能夠為自移動裝置的移動提供足夠的摩擦力，還能為自移動裝置繞吸盤旋轉(zhuǎn)提供足夠的摩擦力矩。
[0019]所述摩擦墊的材質(zhì)為橡膠，優(yōu)選為氯丁膠。
[0020]為了增大摩擦力，所述摩擦墊的接觸表面上設(shè)置壓紋。
[0021]為了方便行走，所述吸附式自移動裝置還包括設(shè)置在機體底部的行進輪，行進輪受驅(qū)動單元驅(qū)動使清潔機器人行走。
[0022]根據(jù)需要，所述的吸附式自移動裝置的機體可以是整體機也可以是分體機，所述機體為分體式結(jié)構(gòu)，包括:前機體和后機體，前機體和后機體之間通過驅(qū)動組件連接，驅(qū)動組件與驅(qū)動單元連接，驅(qū)動前機體和后機體相對作業(yè)面移動行走。
[0023]所述驅(qū)動組件為:絲杠或螺桿副、齒輪齒條副或者氣缸活塞副。
[0024]本實用新型具有以下有益效果:
[0025]1、當機器人需要較大的摩擦力時，本實用新型中的摩擦墊緊壓作業(yè)面，從而增大吸盤與作業(yè)面之間的摩擦力；當機器人不需要太大的摩擦力時，摩擦墊離開作業(yè)面，從而降低吸盤與作業(yè)面之間的摩擦力。
[0026]2、結(jié)構(gòu)簡單、便于實施。
【專利附圖】

【附圖說明】[0027]圖1是分體式壁面清潔機器人在作業(yè)面上的行走原理圖；
[0028]圖2是本實用新型的實施例1在未吸附狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是本實用新型的實施例1在吸附狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是本實用新型的實施例2在未吸附狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖5是本實用新型的實施例2在吸附狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]實施例1
[0033]如圖2所示，一種可增大摩擦力的吸盤，包括吸盤本體3和摩擦墊301，所述摩擦墊301固定設(shè)置在所述吸盤本體3的內(nèi)腔頂部。
[0034]在機器人上使用本實用新型可增大摩擦力的吸盤時，可將吸盤本體3安裝在機器人底部的機器底座5上。
[0035]圖2所展示的是本實施例在未吸附狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，此時，吸盤本體3處于吸氣的狀態(tài)，摩擦墊301與作業(yè)面4是分離的。
[0036]如圖3所示，當機器人需要本實用新型可增大摩擦力的吸盤提供較大的摩擦力時，吸盤本體3放氣(亦即給吸盤本體3抽真空)，其內(nèi)腔的壓力降低，內(nèi)外氣壓差使得摩擦墊301與作業(yè)面4壓合在一起，從而產(chǎn)生較大的摩擦力。
[0037]在本實施例中，所述摩擦墊301可采用橡膠類材料制作，優(yōu)選氯丁膠；摩擦墊301的形狀優(yōu)選圓環(huán)狀，此外，還可在摩擦墊301的接觸表面上設(shè)置壓紋，其作用是進一步提高摩擦墊301與作業(yè)面4之間的摩擦力。以上，結(jié)合圖1、圖2介紹了本實用新型可增大摩擦力的吸盤的基本結(jié)構(gòu)及其增大摩擦力的基本原理。
[0038]實施例2
[0039]如圖4所示，是一種帶有轉(zhuǎn)向功能的機器人，在機器人底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括大齒輪303，與大齒輪303嚙合的小齒輪(圖中未示)以及驅(qū)動小齒輪的驅(qū)動機構(gòu)(圖中未示)，小齒輪與機體固定連接，大齒輪303與吸盤固定連接，大齒輪303和機體通過軸承連接并實現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動，大齒輪303與軸承外圈固定，小齒輪與軸承內(nèi)圈固定，在機體旋轉(zhuǎn)時，大齒輪303和吸盤是吸附在作業(yè)面上的,驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動小齒輪繞大齒輪303轉(zhuǎn)動，即實現(xiàn)了機體的旋轉(zhuǎn)。由于在旋轉(zhuǎn)時需要較大的摩擦力，僅有吸盤負壓產(chǎn)生的摩擦力不能確保讓機器人在吸附的同時發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此，在吸盤的內(nèi)腔頂部和外側(cè)的大齒輪上均設(shè)有摩擦墊，隨著吸盤的放氣而與作業(yè)面緊壓，從而增大了摩擦力，當然，也可以根據(jù)需要單獨在吸盤的內(nèi)腔頂部或吸盤外側(cè)的大齒輪上設(shè)置摩擦墊。
[0040]摩擦墊302的形狀優(yōu)選圓環(huán)狀，所謂圓環(huán)狀，是指摩擦墊302環(huán)繞在吸盤本體3的外圍，形成完整的圓環(huán)；另外，制作摩擦墊302的材料優(yōu)選氯丁膠。
[0041]圖4所展示的是本實施例在未吸附狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，此時，吸盤本體3處于吸氣的狀態(tài)，摩擦墊302與作業(yè)面4是分離的。
[0042]圖5所展示的是本實施例在吸附狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)，此時，吸盤本體3處于放氣的狀態(tài)，摩擦墊302與作業(yè)面4壓合在一起。
[0043]在本實施例中，當摩擦墊302與作業(yè)面4分離時，最好將摩擦墊302的高度設(shè)置為高出吸盤底面5mm左右。[0044]對于裝配了實施例2中的可增大摩擦力的吸盤的分體式壁面清潔機器人來說，其行走原理與裝配了實施例1中的可增大摩擦力的吸盤的分體式壁面清潔機器人完全相同，在此不再贅述。
[0045]圖1是分體式壁面清潔機器人在作業(yè)面上的行走原理圖。如圖1所示，本實用新型還提供一種吸附式自移動裝置，包括機體、驅(qū)動單元和控制單元，機體底部設(shè)有吸盤，所述吸盤通過抽氣管與真空源連接，控制單元控制驅(qū)動單元驅(qū)動機體移動，機體底部設(shè)有摩擦墊，所述摩擦墊能夠隨著吸盤放氣而與作業(yè)面緊壓，從而增大機體與作業(yè)面之間的摩擦力。根據(jù)需要，摩擦墊可以設(shè)置在不同的位置，所述摩擦墊可以固定設(shè)置在所述吸盤內(nèi)腔的頂部；或者，所述摩擦墊固定設(shè)置在吸盤外側(cè)，并與機體固定。所述摩擦墊的材質(zhì)為橡膠，優(yōu)選為氯丁膠。為了增大摩擦力，所述摩擦墊的接觸表面上設(shè)置壓紋。為了方便行走，所述吸附式自移動裝置還包括設(shè)置在機體底部的行進輪，行進輪受驅(qū)動單元驅(qū)動使清潔機器人行走。
[0046]根據(jù)需要，所述的吸附式自移動裝置的機體可以是整體機也可以是分體機。如圖1所示的吸附式自移動裝置的機體為分體式結(jié)構(gòu)，包括:前機體和后機體，前機體和后機體之間通過驅(qū)動組件連接，驅(qū)動組件與驅(qū)動單元連接，驅(qū)動前機體和后機體相對作業(yè)面移動行走。所述驅(qū)動組件為:絲杠或螺桿副、齒輪齒條副或者氣缸活塞副。
[0047]具體來說，結(jié)合圖1進一步介紹裝配了本實用新型可增大摩擦力的吸盤的分體式壁面清潔機器人在作業(yè)面上的行走原理。如圖1所示，一種分體式壁面清潔機器人，其包括前機體I和后機體2，在前機體I的機器底座5和后機體2的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的大齒輪(圖中未示出)上均裝配有本實用新型可增大摩擦力的吸盤，其中。當前機I中的吸盤本體3吸氣時，摩擦墊301與作業(yè)面4分離，此時，前機體I與作業(yè)面之間的摩擦力較小，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動前機體I向前移動；與此同時，后機體2中的吸盤本體3放氣，摩擦墊301與作業(yè)面4緊密接觸，使后機體2具有足夠的摩擦力固定在作業(yè)面4上。前機體I到達設(shè)定的位置后，前機體I中的吸盤本體3放氣，摩擦墊301與作業(yè)面4緊密接觸，使得前機體I具有足夠的摩擦力固定在作業(yè)面4上，與此同時，后機體2中的吸盤本體3吸氣，摩擦墊301與作業(yè)面4分離，使后機體2與作業(yè)面之間的摩擦力減小，在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下，后機體2向前運行到設(shè)定的位置。通過前機體I和后機體2的交替行走，分體式壁面清潔機器人得以在作業(yè)面上完成工作任務。
[0048]以上，通過兩個可增大摩擦力的吸盤以及分體式壁面清潔機器人的實施例，分別介紹了本實用新型的【具體實施方式】。需要強調(diào)的是，本實用新型的保護范圍不受上述實施例的限制。在具體實施本實用新型的過程中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)工作對象的具體特點，選擇適當?shù)募夹g(shù)方案。例如，本實用新型所采用的摩擦墊的大小、厚薄可根據(jù)機器人的規(guī)格調(diào)整,又如,制作摩擦墊的材料也可選用其他柔性、耐磨材料?？傊?，在本實用新型所請求保護的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上所作的任何演繹，均進入本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可增大摩擦力的吸盤，包括吸盤本體(3)，其特征在于:還包括摩擦墊(301，302)，所述摩擦墊可隨著吸盤放氣而與作業(yè)面緊壓，從而增大吸盤與作業(yè)面之間的摩擦力。
2.如權(quán)利要求1所述的可增大摩擦力的吸盤，其特征在于:所述摩擦墊(301)固定設(shè)置在所述吸盤本體(3)的內(nèi)腔頂部。
3.如權(quán)利要求1所述的可增大摩擦力的吸盤，其特征在于:所述摩擦墊(301)固定設(shè)置在所述吸盤本體(3)的外側(cè)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的可增大摩擦力的吸盤，其特征在于:所述摩擦墊(302)的形狀為圓環(huán)狀。
5.如權(quán)利要求2或3所述的可增大摩擦力的吸盤，其特征在于:當所述摩擦墊(302)與作業(yè)面分離時，將所述摩擦墊的高度設(shè)置為高出吸盤底面5_。
6.如權(quán)利要求1至3任一項所述的可增大摩擦力的吸盤，其特征在于:在所述摩擦墊(301，302)的接觸表面上設(shè)置壓紋。
7.如權(quán)利要求1至3任一項所述的可增大摩擦力的吸盤，其特征在于:所述摩擦墊(301，302)的材質(zhì)為橡膠，優(yōu)選為氯丁膠。
8.一種吸附式自移動裝置，包括機體、驅(qū)動單元和控制單元，機體底部設(shè)有吸盤，所述吸盤通過抽氣管與真空源連接，控制單元控制驅(qū)動單元驅(qū)動機體移動，其特征在于，機體底部設(shè)有摩擦墊，所述摩擦墊能夠隨著吸盤放氣而與作業(yè)面緊壓，從而增大機體與作業(yè)面之間的摩擦力。
9.如權(quán)利要求8所述的吸附式自移動裝置，其特征在于，所述摩擦墊固定設(shè)置在所述吸盤的內(nèi)腔頂部。
10.如權(quán)利要求8所述的吸附式自移動裝置，其特征在于，所述摩擦墊固定設(shè)置在吸盤夕卜側(cè)，并與機體固定。
11.如權(quán)利要求8所述的吸附式自移動裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在機體底部實現(xiàn)吸附式自移動裝置轉(zhuǎn)向的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括:大齒輪，與所述大齒輪嚙合的小齒輪以及驅(qū)動所述小齒輪的驅(qū)動機構(gòu)，所述小齒輪與所述機體固定連接，所述大齒輪與所述吸盤固定連接，所述摩擦墊設(shè)置在吸盤的內(nèi)腔頂部和/或外側(cè)，并與大齒輪固定。
12.如權(quán)利要求8至11任一項所述的吸附式自移動裝置，其特征在于，所述摩擦墊的材質(zhì)為橡膠，優(yōu)選為氯丁膠。
13.如權(quán)利要求8至11任一項所述的吸附式自移動裝置，其特征在于，所述摩擦墊的接觸表面上設(shè)置壓紋。
14.如權(quán)利要求8至11任一項所述的吸附式自移動裝置，其特征在于，所述吸附式自移動裝置還包括設(shè)置在機體底部的行進輪，行進輪受驅(qū)動單元驅(qū)動使清潔機器人行走。
15.如權(quán)利要求8至11任一項所述的吸附式自移動裝置，其特征在于，所述機體為分體式結(jié)構(gòu)，包括:前機體和后機體，前機體和后機體之間通過驅(qū)動組件連接，驅(qū)動組件與驅(qū)動單元連接，驅(qū)動前機體和后機體相對作業(yè)面移動行走。
16.如權(quán)利要求15所述的吸附式自移動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動組件為:絲杠或螺桿副、齒輪齒條副或者氣缸活塞副。
【文檔編號】A47L11/40GK203766926SQ201320740977
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】楊敏敏 申請人:蘇州科沃斯商用機器人有限公司