多腔體螃蟹式負(fù)壓爬壁機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種爬壁機器人，包括動力系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。動力系統(tǒng)包括輪子、驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)盤、直線電機、推桿、連桿；吸附系統(tǒng)包括高速電機、風(fēng)扇、迷宮式腔體、真空補氣裝置。多腔體結(jié)構(gòu)，提高了機器人工作過程的可靠性和適應(yīng)性；同時真空補氣閥裝置使機器人行走驅(qū)動力更加穩(wěn)定，增加了機器人對不同壁面的適應(yīng)能力?？捎糜趯藦U液罐、反應(yīng)堆壓力罐進(jìn)行裂縫檢查，測厚及焊縫探傷、對巨型壁面的噴涂，玻璃壁面的清洗，磁磚安裝，橋梁探傷、對圓形大罐或球形罐的內(nèi)外壁面進(jìn)行檢查、測量和保養(yǎng)，還可以用于對船體的除銹、噴涂等。
【專利說明】多腔體螃蟹式負(fù)壓爬壁機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及爬壁機器人領(lǐng)域，尤其是利用連續(xù)負(fù)壓原理，采用多腔體吸附結(jié)構(gòu)的多腔體螃蟹式負(fù)壓爬壁機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]爬壁機器人作為機器人的一個特殊分支，其特點是能克服重力作用在墻壁、天花板上自由運動。由于爬壁機器人工作的特殊性，受到世界各國科研工作者的關(guān)注。
[0003]隨著城市高層建筑不斷出現(xiàn)，隨之而來的是高層作業(yè)的問題。目前爬壁機器人應(yīng)用主要集中于以下幾個領(lǐng)域:在核工業(yè)中，用于對核廢液罐、反應(yīng)堆壓力罐進(jìn)行裂縫檢查，測厚及焊縫探傷等；建筑行業(yè)中，用于對巨型壁面的噴涂，玻璃壁面的清洗，磁磚安裝，橋梁探傷等；消防部門中，用于輸送救助物資；石化行業(yè)中，用于對圓形大罐或球形罐的內(nèi)外壁面進(jìn)行檢查、測量和保養(yǎng)；造船行業(yè)中，用于對船體的除銹、噴涂等。
[0004]隨著國家經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，將有更多的涉及到高空作業(yè)的工作，爬壁機器人的應(yīng)用領(lǐng)域也會有著越來越廣闊的前景。
[0005]傳統(tǒng)爬壁機器人主要有真空吸附和磁吸附兩種形式:真空吸附式機器人的缺點是當(dāng)壁面凸凹不平時，容易使吸盤漏氣，從而使吸附力下降，承載能力降低，當(dāng)遇到壁面有大的裂紋和磚縫時，機器人不能完成吸附動作。磁吸附方式對壁面的凸凹適應(yīng)性強，且吸附力大，但要求壁面必須是導(dǎo)磁材料。這兩種機器人又同時具有移動連續(xù)性差，工作效率低等問題。以上兩種爬壁機器人由于使用條件的要求，嚴(yán)重地限制了爬壁機器人的應(yīng)用環(huán)境。
[0006]針對當(dāng)前爬壁機器人的不足，本發(fā)明提供了一種利用連續(xù)負(fù)壓原理，采用多腔體吸附結(jié)構(gòu)，具有對壁面結(jié)構(gòu)形狀適應(yīng)能力強，穩(wěn)定性好，不受壁面材料限制，移動靈活的爬壁機器人。機器人控制利用遙控器操作，控制靈活方便，有很好的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服當(dāng)前負(fù)壓爬壁機器人技術(shù)的不足，提供一種多腔體螃蟹式負(fù)壓爬壁機器人，具有對壁面結(jié)構(gòu)形狀適應(yīng)能力強，穩(wěn)定性好，不受壁面材料限制，移動靈活等特點，特別適用于高層建筑或高空作業(yè)。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種爬壁機器人，該機器人利用高速電機帶動的風(fēng)扇，抽取機器人與壁面之間密封腔內(nèi)的氣體，使密封腔內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)負(fù)壓，使機器人完成吸附的過程。
[0009]該機器人包括動力系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。動力系統(tǒng)包括輪子、驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)盤、直線電機、推桿、連桿；吸附系統(tǒng)包括高速電機、風(fēng)扇、迷宮式腔體、真空補氣裝置?？刂葡到y(tǒng)包括接收系統(tǒng)和遙控器。采用連續(xù)負(fù)壓原理可以很好的克服機器人對墻體的適應(yīng)問題，同時采用輪式驅(qū)動和螃蟹式轉(zhuǎn)向的方式，使機器人具有很好的運動連續(xù)性；
驅(qū)動電機固定在轉(zhuǎn)盤上，電機輸出軸與輪子連接，轉(zhuǎn)盤與底座采用軸承固定，轉(zhuǎn)盤可以在90°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動；直線電機固定在底座上，直線電機推桿和轉(zhuǎn)盤之間采用連桿連接，組成曲柄滑塊逆向機構(gòu)，可以通過直線電機的往復(fù)運動，帶動推桿運動，進(jìn)而驅(qū)動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動來完成轉(zhuǎn)向。
[0010]四個腔體固定在底座上，其中接觸壁面的部分為迷宮式柔性結(jié)構(gòu)，腔體的負(fù)壓系統(tǒng)由固定在腔體固定板上的高速電機和風(fēng)扇組成，利用高速電機帶動的風(fēng)扇，抽取機器人與壁面之間密封腔內(nèi)的氣體，使密封腔內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)負(fù)壓。
[0011]本發(fā)明采用連續(xù)負(fù)壓原理可以很好的克服機器人對墻體的適應(yīng)問題，同時采用輪式驅(qū)動和螃蟹式轉(zhuǎn)向的方式，使機器人具有很好的運動連續(xù)性；受章魚多吸盤的啟發(fā)，設(shè)計了具有創(chuàng)新性的多腔體結(jié)構(gòu)，提高了機器人工作過程的可靠性和適應(yīng)性；同時真空補氣閥裝置使機器人行走驅(qū)動力更加穩(wěn)定，增加了機器人對不同壁面的適應(yīng)能力，從而拓寬了爬壁機器人的應(yīng)用范圍。
[0012]本發(fā)明的主要技術(shù)指標(biāo):最大負(fù)壓40KPa，整機質(zhì)量1.8kg,吸附電機轉(zhuǎn)速I IOOOrpm,驅(qū)動電機牽引力>32N,負(fù)載力>14N。
[0013]本發(fā)明所實現(xiàn)的技術(shù)效果是:利用連續(xù)負(fù)壓原理，采用多腔體吸附結(jié)構(gòu)，具有對壁面結(jié)構(gòu)形狀適應(yīng)能力強，穩(wěn)定性好，不受壁面材料限制，移動靈活等特點。機器人控制利用遙控器操作，控制靈活方便，有很好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是機器人主要結(jié)構(gòu)圖(上)
圖2是機器人主要結(jié)構(gòu)圖(下)
圖3是機器人橫行模式圖 圖4是機器人原地360°轉(zhuǎn)彎圖
其中:1.驅(qū)動電機2.底座3.腔體固定板4.轉(zhuǎn)盤5.車輪6.直線電機7.風(fēng)扇
8.連桿9.高速電機和真空補氣裝置10.推桿11.迷宮式腔體
【具體實施方式】
[0015]如圖所示，本發(fā)明包括動力系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。動力系統(tǒng)包括輪子5、驅(qū)動電機1、轉(zhuǎn)盤4、直線電機6、推桿10、連桿8 ;吸附系統(tǒng)包括高速電機和真空補氣裝置9、風(fēng)扇
7、迷宮式腔體11?？刂葡到y(tǒng)包括接收系統(tǒng)和遙控器。
[0016]驅(qū)動電機I固定在轉(zhuǎn)盤4上，電機I輸出軸與輪子5連接，轉(zhuǎn)盤4與底座2采用軸承固定，轉(zhuǎn)盤4可以在90°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動；直線電機6固定在底座2上，直線電機推桿10和轉(zhuǎn)盤4之間采用連桿8連接，組成曲柄滑塊逆向機構(gòu)，可以通過直線電機6的往復(fù)運動，帶動推桿10運動，進(jìn)而驅(qū)動轉(zhuǎn)盤4轉(zhuǎn)動來完成轉(zhuǎn)向。
[0017]四個腔體固定在底座2上，其中接觸壁面的部分為迷宮式柔性11結(jié)構(gòu)，腔體的負(fù)壓系統(tǒng)由固定在腔體固定板3上的高速電機9和風(fēng)扇7組成，利用高速電機9帶動的風(fēng)扇7，抽取機器人與壁面之間密封腔11內(nèi)的氣體，使密封腔內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)負(fù)壓。
[0018]機器人主要用于對核廢液罐、反應(yīng)堆壓力罐進(jìn)行裂縫檢查，測厚及焊縫探傷、對巨型壁面的噴涂，玻璃壁面的清洗，磁磚安裝，橋梁探傷、對圓形大罐或球形罐的內(nèi)外壁面進(jìn)行檢查、測量和保養(yǎng)，還可以用于對船體的除銹、噴涂等。
【權(quán)利要求】
1.一種爬壁機器人，其特征在于:該機器人利用高速電機帶動的風(fēng)扇，抽取機器人與壁面之間密封腔內(nèi)的氣體，使密封腔內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)負(fù)壓，使機器人完成吸附的過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬壁機器人，其特征在于包括動力系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、控制系統(tǒng)；動力系統(tǒng)包括驅(qū)動電機(I)、轉(zhuǎn)盤(4)、輪子(5)、直線電機(6)、推桿(10)、連桿(8);吸附系統(tǒng)包括高速電機和真空補氣裝置(9)、風(fēng)扇(7)、迷宮式腔體(11);控制系統(tǒng)包括接收系統(tǒng)和遙控器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爬壁機器人，其特征在于:驅(qū)動電機(I)固定在轉(zhuǎn)盤(4)上，電機⑴輸出軸與輪子(5)連接，轉(zhuǎn)盤⑷與底座⑵采用軸承固定，轉(zhuǎn)盤⑷可以在90°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的爬壁機器人，其特征在于:直線電機(6)固定在底座(2)上，直線電機推桿(10)和轉(zhuǎn)盤(4)之間采用連桿(8)連接，組成曲柄滑塊逆向機構(gòu)，可以通過直線電機(6)的往復(fù)運動，帶動推桿(10)運動，進(jìn)而驅(qū)動轉(zhuǎn)盤(4)轉(zhuǎn)動來完成轉(zhuǎn)向。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爬壁機器人，其特征在于:四個腔體固定在底座(2)上，其中接觸壁面的部分為迷宮式柔性(11)結(jié)構(gòu)，腔體的負(fù)壓系統(tǒng)由固定在腔體固定板(3)上的高速電機(9)和風(fēng)扇(7)組成，利用高速電機(9)帶動的風(fēng)扇(7)，抽取機器人與壁面之間密封腔(11)內(nèi)的氣體，使密封腔內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)負(fù)壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的爬壁機器人，其特征在于:工作原理為采用連續(xù)負(fù)壓原理可以很好的克服機器人對墻體的適應(yīng)問題，同時采用輪式驅(qū)動和螃蟹式轉(zhuǎn)向的方式，使機器人具有很好的運動連續(xù)性；受章魚多吸盤的啟發(fā)，設(shè)計了具有創(chuàng)新性的多腔體結(jié)構(gòu)，提高了機器人工作過程的可靠性和適應(yīng)性；同時真空補氣閥裝置使機器人行走驅(qū)動力更加穩(wěn)定，增加了機器人對不同壁 面的適應(yīng)能力，從而拓寬了爬壁機器人的應(yīng)用范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爬壁機器人，其特征在于:本發(fā)明的主要技術(shù)指標(biāo):最大負(fù)壓40KPa，整機質(zhì)量1.8kg，吸附電機轉(zhuǎn)速llOOOrpm，驅(qū)動電機牽引力>32N，負(fù)載力>14N。
【文檔編號】B62D57/024GK103802905SQ201210440754
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月7日
【發(fā)明者】王也 申請人:王也