專利名稱：仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工程施工機(jī)械設(shè)備，特別是一種可在不規(guī)則的表面吸附并且能夠按照不同的方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
對(duì)于一些大中型油船、原油儲(chǔ)罐等設(shè)備，在其制造安裝和使用維護(hù)的過程中，需要進(jìn)行大量的打磨、拋光、切割、焊接、沖刷、清洗、噴漆等施工操作，而且存在大量的高空作業(yè)，或在有毒、腐蝕、易燃易爆等場(chǎng)合作業(yè)。這類型的施工作業(yè)都是高危作業(yè)，嚴(yán)重威脅施工人員的生命安全或嚴(yán)重影響施工人員的身體健康，國(guó)內(nèi)每年都有因這類型施工而造成的事故，輕則損壞設(shè)備或造成設(shè)備報(bào)廢，重則造成施工人員的傷亡，同時(shí)還有因在各種有毒有害環(huán)境下施工而造成的職業(yè)病，給企業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，給社會(huì)造成重大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)而提供一種可在不規(guī)則的表面吸附并且能夠按照不同的方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)，它可代替施工人員在高危的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工作業(yè)。
本實(shí)用新型的目的可以通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)一種仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)，機(jī)架上至少設(shè)有二個(gè)單腳吸附傳動(dòng)模塊，該單腳吸附傳動(dòng)模塊包括可吸附在工作表面的吸附機(jī)構(gòu)及可使吸附機(jī)構(gòu)動(dòng)作、從而使機(jī)架按照不同的方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)。
單腳吸附傳動(dòng)模塊設(shè)有四個(gè)，分別安裝在機(jī)架的四角。
動(dòng)作機(jī)構(gòu)包括可分別供吸附機(jī)構(gòu)作豎向、縱向及橫向運(yùn)動(dòng)的豎向動(dòng)作氣缸、縱向動(dòng)作氣缸和橫向動(dòng)作氣缸及固定在機(jī)架上的支承架，支承架上分別設(shè)有一對(duì)縱向滑軌和橫向滑軌，橫向滑軌兩端固定在支承架上，縱向滑軌由兩端的導(dǎo)向滑塊套在橫向滑軌上，豎向動(dòng)作氣缸通過導(dǎo)向滑板與縱向滑軌配合，其輸出軸由豎向與吸附機(jī)構(gòu)聯(lián)接，縱向動(dòng)作氣缸固定在導(dǎo)向滑塊上，其輸出軸由縱向與豎向動(dòng)作氣缸聯(lián)接，橫向動(dòng)作氣缸固定在支承架上，其輸出軸由橫向與導(dǎo)向滑塊聯(lián)接。
吸附機(jī)構(gòu)設(shè)有電磁鐵，電磁鐵下端設(shè)有吸附球腳，上端設(shè)有球式鉸接件，球式鉸接件另一端設(shè)有與豎向動(dòng)作氣缸輸出軸聯(lián)接的安裝件。
所述的吸附機(jī)構(gòu)還設(shè)有張緊裝置。
本實(shí)用新型與人機(jī)操控界面、信號(hào)傳輸總線、上位機(jī)控制箱、控制總線、施工工作模塊、視頻工作模塊等設(shè)備配合使用，可組合成智能化控制系統(tǒng)。例如，將人機(jī)操控界面通過信號(hào)傳輸總線與上位機(jī)控制箱連接，進(jìn)行操作信號(hào)的傳輸；上位機(jī)控制箱通過控制總線與本實(shí)用新型連接，進(jìn)行執(zhí)行信號(hào)的傳輸；本實(shí)用新型則按指令完成需要進(jìn)行的各種移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)及利用其攜帶的施工工作模塊例如攝像槍、射流攪拌器、拋光砂輪、自動(dòng)電焊槍、自動(dòng)切割槍、自動(dòng)噴漆機(jī)構(gòu)，甚至機(jī)械手或機(jī)械臂等進(jìn)行施工。
本實(shí)用新型通過電磁鐵在工作表面進(jìn)行固定，通過氣缸伸縮進(jìn)行移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。其采用壁虎式的移動(dòng)方式，如果單腳吸附傳動(dòng)模塊為四個(gè)，則四個(gè)單腳吸附傳動(dòng)模塊的吸附機(jī)構(gòu)在移動(dòng)時(shí)，只要保持有三個(gè)處于通電吸附的狀態(tài)，其中一個(gè)吸附機(jī)構(gòu)斷電后，由氣缸驅(qū)動(dòng)完成該機(jī)構(gòu)的移動(dòng)，再吸附到工作表面后，再輪到下一個(gè)吸附機(jī)構(gòu)斷電并移動(dòng)，如此輪番動(dòng)作循環(huán)。當(dāng)本實(shí)用新型完成移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作后，四個(gè)吸附機(jī)構(gòu)全部吸附在工作表面上，然后再進(jìn)行施工操作。如此動(dòng)作過程可確保本實(shí)用新型在移動(dòng)的過程中不與工作表面松脫，同時(shí)有更大的吸附力來保證克服工作時(shí)的反作用力。施工人員可在遠(yuǎn)程操控界面上根據(jù)視頻來監(jiān)視、操作、控制帶有施工工作模塊的自動(dòng)爬壁機(jī)器在施工環(huán)境下的各種施工操作，包括在豎面、水平面、倒水平面等進(jìn)行打磨、拋光、切割、焊接、沖刷、清洗、噴漆。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是本實(shí)用新型的單腳吸附傳動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖3的左視圖；圖5是本實(shí)用新型的吸附機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4，一種仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)，機(jī)架[1]上設(shè)有四個(gè)單腳吸附傳動(dòng)模塊，分別安裝在機(jī)架[1]的四角，該單腳吸附傳動(dòng)模塊包括可吸附在工作表面的吸附機(jī)構(gòu)[10]及可使吸附機(jī)構(gòu)[10]動(dòng)作、從而使機(jī)架[1]按照不同的方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)。
動(dòng)作機(jī)構(gòu)包括可分別供吸附機(jī)構(gòu)[10]作豎向、縱向、橫向運(yùn)動(dòng)的豎向動(dòng)作氣缸[3]、縱向動(dòng)作氣缸[9]和橫向動(dòng)作氣缸[2]及固定在機(jī)架[1]上的支承架[7]。支承架[7]上設(shè)有縱向滑軌[6]和橫向滑軌[4]，縱向滑軌[6]和橫向滑軌[4]分別設(shè)有一對(duì)，其中橫向滑軌[4]兩端固定在支承架[7]上，縱向滑軌[6]由兩端的導(dǎo)向滑塊[5]套在橫向滑軌[4]上，并可在橫向滑軌[4]上滑動(dòng)。豎向動(dòng)作氣缸[3]通過導(dǎo)向滑板[8]與縱向滑軌[6]配合，其輸出軸[11]由豎向與吸附機(jī)構(gòu)[10]聯(lián)接；縱向動(dòng)作氣缸[9]固定在一對(duì)縱向滑軌[6]同一端的導(dǎo)向滑塊[5]上，其輸出軸[12]由縱向與豎向動(dòng)作氣缸[3]聯(lián)接；橫向動(dòng)作氣缸[2]固定在支承架[4]上，其輸出軸[14]由橫向通過聯(lián)接件[13]與同一縱向滑軌[6]的兩導(dǎo)向滑塊[5]聯(lián)接。
參照?qǐng)D5，吸附機(jī)構(gòu)[10]設(shè)有電磁鐵[15]，電磁鐵[15]下端設(shè)有吸附球腳[20]，上端設(shè)有球式鉸接件[16]，球式鉸接件[16]另一端設(shè)有與豎向動(dòng)作氣缸[3]輸出軸[11]聯(lián)接的安裝件[19]。為保證電磁鐵[15]回位和與工作面配合，在吸附機(jī)構(gòu)[10]上設(shè)有張緊裝置，張緊裝置包括彈簧[17]、張緊板[18]，張緊板[18]固定在安裝件[19]上，彈簧[17]套在球式鉸接件[16]外，一端緊壓張緊板[18]，另一端緊壓電磁鐵[15]。
本實(shí)用新型的吸附機(jī)構(gòu)可切換成真空吸附模塊，應(yīng)用于非受磁的光滑表面。
權(quán)利要求1.一種仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)，其特征是機(jī)架[1]上至少設(shè)有二個(gè)單腳吸附傳動(dòng)模塊，該單腳吸附傳動(dòng)模塊包括可吸附在工作表面的吸附機(jī)構(gòu)[10]及可使吸附機(jī)構(gòu)[10]動(dòng)作、從而使機(jī)架[1]按照不同的方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)，其特征是單腳吸附傳動(dòng)模塊設(shè)有四個(gè)，分別安裝在機(jī)架[1]的四角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)，其特征是動(dòng)作機(jī)構(gòu)包括可分別供吸附機(jī)構(gòu)[10]作豎向、縱向、橫向運(yùn)動(dòng)的豎向動(dòng)作氣缸[3]、縱向動(dòng)作氣缸[9]和橫向動(dòng)作氣缸[2]及固定在機(jī)架[1]上的支承架[7]，支承架[7]上分別設(shè)有一對(duì)縱向滑軌[6]和橫向滑軌[4]，其中橫向滑軌[4]兩端固定在支承架[7]上，縱向滑軌[6]由兩端的導(dǎo)向滑塊[5]套在橫向滑軌[4]上，豎向動(dòng)作氣缸[3]通過導(dǎo)向滑板[8]與縱向滑軌[6]配合，其輸出軸[11]由豎向與吸附機(jī)構(gòu)[10]聯(lián)接，縱向動(dòng)作氣缸[9]固定在導(dǎo)向滑塊[5]上，其輸出軸[12]由縱向與豎向動(dòng)作氣缸[3]聯(lián)接，橫向動(dòng)作氣缸[2]固定在支承架[4]上，其輸出軸[14]由橫向與導(dǎo)向滑塊[5]聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)，其特征是吸附機(jī)構(gòu)設(shè)有電磁鐵[15]，電磁鐵[15]下端設(shè)有吸附球腳[20]，上端設(shè)有球式鉸接件[16]，球式鉸接件[16]另一端設(shè)有與豎向動(dòng)作氣缸[4]輸出軸[11]聯(lián)接的安裝件[19]。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)，其特征是吸附機(jī)構(gòu)[10]上還設(shè)有張緊裝置，張緊裝置包括彈簧[17]、張緊板[18]，張緊板[18]固定在安裝件[19]上，彈簧[17]套在球式鉸接件[16]外，一端緊壓張緊板[18]，另一端緊壓電磁鐵[15]。
專利摘要一種仿生爬壁驅(qū)動(dòng)機(jī)，機(jī)架[1]上設(shè)有四個(gè)單腳吸附傳動(dòng)模塊，該單腳吸附傳動(dòng)模塊包括可吸附在工作表面的吸附機(jī)構(gòu)及可使吸附機(jī)構(gòu)動(dòng)作、從而使機(jī)架[1]按照不同的方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)。動(dòng)作機(jī)構(gòu)包括可分別供吸附機(jī)構(gòu)作豎向、縱向、橫向運(yùn)動(dòng)的豎向動(dòng)作氣缸[3]、縱向動(dòng)作氣缸[9]和橫向動(dòng)作氣缸[2]及固定在機(jī)架[1]上并設(shè)有縱向滑軌[6]和橫向滑軌[4]的支承架[7]。其可在不規(guī)則的表面吸附并且能夠按照不同的方向移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)?？衫闷浯媸┕と藛T在高危的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工作業(yè)。
文檔編號(hào)B62D57/00GK2769145SQ200520054879
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者何宏鷹, 鐘碧良, 謝小鵬, 劉峰, 周海強(qiáng) 申請(qǐng)人:何宏鷹, 鐘碧良