專利名稱：一種仿生高強(qiáng)度輕量化爬壁機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種仿生高強(qiáng)度輕量化爬壁機(jī)器人。
背景技術(shù)：
爬壁機(jī)器人是可以在垂直壁面上爬行并完成作業(yè)的自動(dòng)化機(jī)器人，在民用、軍事、航天上具有廣泛的用途，因而越來越受到人們的重視。在民用領(lǐng)域，爬壁機(jī)器人被用來清洗大廈外壁墻面和玻璃、檢測艦船船體、檢測核密封罐等；在軍事反恐領(lǐng)域，爬壁機(jī)器人可用來進(jìn)行偵察竊聽、研制蛙人等；在航天領(lǐng)域，爬壁機(jī)器人可用來進(jìn)行艙外維修等。爬壁機(jī)器人必須具備吸附與移動(dòng)兩個(gè)基本功能。常見的吸附方法有負(fù)壓吸附與磁 吸附兩種方式。其中，負(fù)壓方式通過吸盤內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓而吸附于壁面上，不受壁面材料的限制，但要求墻面光滑平整；磁性吸附則有永磁體和電磁鐵兩種方式，但只適用于吸附導(dǎo)磁性壁面。兩種吸附方式的應(yīng)用范圍都有一定的局限性。爬壁機(jī)器人常見的移動(dòng)方式有足式和輪式兩種。其中足式爬壁機(jī)器人自由度較高，靈活性較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輪式爬壁機(jī)器人靈活性較差，但是結(jié)構(gòu)簡單，爬壁性能穩(wěn)定。對于爬壁機(jī)器人，在粘附力一定的情況下，質(zhì)量更輕的機(jī)器人具有更好的爬壁性能，因此輕量化設(shè)計(jì)在爬壁機(jī)器人的設(shè)計(jì)中有重大的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有較高強(qiáng)度和較輕質(zhì)量的爬壁機(jī)器人。一種仿生高強(qiáng)度輕量化爬壁機(jī)器人，包括驅(qū)動(dòng)單元、執(zhí)行單元，所述的驅(qū)動(dòng)單元包括直流減速電機(jī)、齒輪組；所述的執(zhí)行單元包括前輪軸、后輪軸、車輪、粘附帶；還包括一個(gè)底盤，且直流減速電機(jī)固定在底盤的前端；前、后輪軸分別通過軸承固定在底盤的前后兩端，支撐架連接前、后輪軸。本實(shí)用新型的底盤具有甲蟲鞘翅式的弧面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，底盤的后端安裝有可以調(diào)節(jié)預(yù)壓力的尾巴結(jié)構(gòu)。所述的可以調(diào)節(jié)預(yù)壓力的尾巴結(jié)構(gòu)包括推桿、彈簧、螺母、尾巴以及將尾巴固定在底盤上的銷，其中，推桿尾端通過螺紋與螺母連接，彈簧套在推桿上，尾巴可以繞銷做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型的車輪為兩端稍高，中間凹陷的槽型輪；所述的粘附帶為帶有粘性的橡膠材料制成。所述的車輪有四個(gè)車輪，前、后各兩個(gè)車輪；所述的粘附帶有兩條粘附帶，左、右各一條粘附帶。本實(shí)用新型是一種具有較高強(qiáng)度和較輕質(zhì)量的爬壁機(jī)器人，該爬壁機(jī)器人具有較高的強(qiáng)度和較輕的質(zhì)量，且采用了粘附和移動(dòng)方式的技術(shù)設(shè)計(jì)，可以適用于各種復(fù)雜場合行進(jìn)。另外，本實(shí)用新型方便操作使用、造價(jià)成本不高，適合在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中推廣應(yīng)用。

[0010]圖I為本實(shí)用新型的主視圖；圖2為本實(shí)用新型的剖面示意圖。圖中1、底盤；2、前輪軸；3、齒輪組；4、粘附帶；5、直流減速電機(jī)；6、支撐架；7、推桿；8、彈簧；9、螺母；10、尾巴；11、后輪軸；12、車輪；13、軸承；14、銷。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的技術(shù)方案和特點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。在此，以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。如圖I、圖2所示，本實(shí)用新型包括驅(qū)動(dòng)單元和執(zhí)行單元，其中，驅(qū)動(dòng)單元包括直流減速電機(jī)5、齒輪組3 ;執(zhí)行單元包括前輪軸2、后輪軸11、四個(gè)車輪12、軸承13、兩條粘附帶
4。爬壁機(jī)器人的底部安裝有一個(gè)底盤1，且直流減速電機(jī)5固定在底盤I的前端。底盤I具有甲蟲鞘翅式的弧面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)單元的直流減速電機(jī)5和齒輪組3均固定在底盤I前端，且齒輪組3的傳動(dòng)比為1:1。執(zhí)行單元的前輪軸2和后輪軸11分別固定在底盤I的前端和后端，每根輪軸上裝有兩個(gè)車輪12，前、后車輪12之間設(shè)有粘附帶4。啟動(dòng)直流減速電機(jī)5，通過齒輪組3的傳動(dòng)，車輪12將帶動(dòng)粘附帶4運(yùn)動(dòng)。粘附帶4是具有粘附特性的橡膠材料制成，該材料具有粘附時(shí)不留痕跡并可以反復(fù)使用的特點(diǎn)。前輪軸2與后輪軸11之間裝有支撐架6，車輪12為兩側(cè)高中間凹陷的槽型輪，粘附帶4卡在車輪12的凹槽中，其目的是為了保證前輪軸2與后輪軸11的平行度，防止粘附帶4在運(yùn)動(dòng)過程中脫出。本實(shí)用新型的底盤I采用弧面形狀的仿生機(jī)身設(shè)計(jì)，可以達(dá)到增大機(jī)器人強(qiáng)度和減小機(jī)器人重量的目的。底盤I后側(cè)安裝有尾巴結(jié)構(gòu)，目的是為粘附帶4提供預(yù)壓力。其中，尾巴結(jié)構(gòu)包括推桿7、彈簧8、螺母9、尾巴10以及將尾巴10固定在底盤I上的銷14。其中，推桿7可以在底盤I后側(cè)一個(gè)凸起的滑槽中前后滑動(dòng)，彈簧8套在推桿7上，一端與底盤I壓緊，另一端與安裝在推桿7上的螺母9接觸。尾巴10的中部有孔，通過銷14安裝在底盤I上，并可以繞著銷14轉(zhuǎn)動(dòng)，尾巴10的前端與推桿7的尾部接觸。在彈簧8的彈力作用下，推桿7推動(dòng)尾巴10轉(zhuǎn)動(dòng)，使尾巴10的另一端壓緊壁面，從而給粘附帶4提供預(yù)壓力。調(diào)節(jié)螺母9在推桿7上的位置可以調(diào)節(jié)彈簧8的預(yù)壓縮量，從而可以調(diào)節(jié)尾巴10的預(yù)壓力。顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
權(quán)利要求1.一種仿生高強(qiáng)度輕量化爬壁機(jī)器人，包括驅(qū)動(dòng)單元、執(zhí)行單元，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)單元包括直流減速電機(jī)、齒輪組；所述的執(zhí)行單元包括前輪軸、后輪軸、車輪、粘附帶；還包括一個(gè)底盤，且直流減速電機(jī)固定在底盤的前端；前、后輪軸分別通過軸承固定在底盤的前后兩端，支撐架連接前、后輪軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種仿生高強(qiáng)度輕量化爬壁機(jī)器人，其特征在于底盤具有甲蟲鞘翅式的弧面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種仿生高強(qiáng)度輕量化爬壁機(jī)器人，其特征在于底盤的后端安裝有可以調(diào)節(jié)預(yù)壓力的尾巴結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種仿生高強(qiáng)度輕量化爬壁機(jī)器人，其特征在于所述的可以調(diào)節(jié)預(yù)壓力的尾巴結(jié)構(gòu)包括推桿、彈簧、螺母、尾巴以及將尾巴固定在底盤上的銷，其中，推桿尾端通過螺紋與螺母連接，彈簧套在推桿上，尾巴可以繞銷做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種仿生高強(qiáng)度輕量化爬壁機(jī)器人，其特征在于所述的車輪為兩端稍高，中間凹陷的槽型輪；所述的粘附帶為帶有粘性的橡膠材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種仿生高強(qiáng)度輕量化爬壁機(jī)器人，其特征在于所述的車輪有四個(gè)車輪，前、后各兩個(gè)車輪；所述的粘附帶有兩條粘附帶，左、右各一條粘附帶。
專利摘要本實(shí)用新型屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種仿生高強(qiáng)度輕量化爬壁機(jī)器人。本實(shí)用新型包括驅(qū)動(dòng)單元、執(zhí)行單元，其中，驅(qū)動(dòng)單元包括直流減速電機(jī)、齒輪組；執(zhí)行單元包括前輪軸、后輪軸、車輪、粘附帶。機(jī)器人的底部還安裝有一個(gè)底盤，且直流減速電機(jī)固定在底盤的前端。底盤具有甲蟲鞘翅式的弧面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。底盤的后端安裝有可以調(diào)節(jié)預(yù)壓力的尾巴結(jié)構(gòu)。該爬壁機(jī)器人具有較高的強(qiáng)度和較輕的質(zhì)量，且采用了粘附和移動(dòng)方式的技術(shù)設(shè)計(jì)，可以適用于各種復(fù)雜場合行進(jìn)。另外，本實(shí)用新型方便操作使用、造價(jià)成本不高，適合在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中推廣應(yīng)用。
文檔編號B62D57/024GK202783479SQ20122032352
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者張勇杰, 梅濤, 孫少明, 吳暄, 劉彥偉, 胡重陽, 繆琴 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院, 常州先進(jìn)制造技術(shù)研究所