一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，屬于爬壁機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，包括后輪、履帶、輔助輪、扭桿懸掛機(jī)構(gòu)和前輪，所述的履帶設(shè)置在后輪和前輪之間，所述的履帶的外側(cè)表面布設(shè)有多個(gè)吸盤(pán)，所述的扭桿懸掛機(jī)構(gòu)設(shè)置在履帶的內(nèi)側(cè)，扭桿懸掛機(jī)構(gòu)的一端與爬壁機(jī)器人的底盤(pán)鉸接，另一端與輔助輪鉸接，所述的輔助輪與履帶內(nèi)側(cè)相嚙合，且履帶內(nèi)側(cè)表面與輔助輪對(duì)應(yīng)的區(qū)域設(shè)為磁力作用區(qū)。本發(fā)明提供了一種不需要獨(dú)立真空源和控制器，即能將吸盤(pán)可靠地吸附在墻面上，且能在運(yùn)動(dòng)時(shí)，有效減小運(yùn)動(dòng)沖擊和驅(qū)動(dòng)損耗的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。
【專利說(shuō)明】—種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種爬壁機(jī)器人的行走裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]我們?cè)谥谱鞑Ａ粔η逑礄C(jī)器人時(shí)，需要一種真空吸盤(pán)使清洗機(jī)器人附著在玻璃幕墻上自由行動(dòng)，現(xiàn)有的真空吸盤(pán)都需要外接一個(gè)真空發(fā)生器和多個(gè)電磁控制閥，控制真空吸盤(pán)與大氣或真空源的連通，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。一般，為了使清洗機(jī)器人也能在復(fù)雜的外墻行走，大多采用多個(gè)真空吸盤(pán)形成吸盤(pán)陣列，這個(gè)時(shí)候就暴露出公用真空源的弱點(diǎn)，例如在貼有瓷磚的墻面行走時(shí)，由于存在瓷磚粘結(jié)縫隙，吸盤(pán)陣列中就有吸盤(pán)密封不嚴(yán)，造成公共真空源真空度下降，影響使用。為了克服以上缺點(diǎn)，需要為每個(gè)吸盤(pán)準(zhǔn)備獨(dú)立的真空源或加裝壓力檢測(cè)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，這都帶來(lái)系統(tǒng)復(fù)雜性和成本的上升，并且這種機(jī)器人若采用獨(dú)立電源的話，真空源必須時(shí)刻工作，所以需要依靠大量的電量來(lái)維持真空，所以若采用獨(dú)立電源的話，該機(jī)器人無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，若采用外接電源的話，又給吊裝帶來(lái)不便。
[0003]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201210114808.3，申請(qǐng)公布日為2012年8月15日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:履帶吸盤(pán)式壁面清潔機(jī)器人，該申請(qǐng)案為一種可以實(shí)現(xiàn)在玻璃幕墻、瓷磚外墻等垂直表面上行進(jìn)并進(jìn)行清洗工作的小型機(jī)器人。該機(jī)器人依靠裝有吸盤(pán)的履帶行進(jìn)，履帶吸盤(pán)與真空泵聯(lián)接，經(jīng)過(guò)抽氣形成局部真空以產(chǎn)生負(fù)壓；吸盤(pán)采用經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的自帶氣閥式結(jié)構(gòu)，可通過(guò)杠桿作用放氣；機(jī)器人底盤(pán)中部設(shè)有轉(zhuǎn)向吸盤(pán)，通過(guò)電機(jī)控制滾珠絲杠的運(yùn)轉(zhuǎn)，能夠使機(jī)器人車(chē)體圍繞轉(zhuǎn)向吸盤(pán)軸線旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向；機(jī)器人車(chē)體前端設(shè)有超聲探測(cè)與反饋裝置，保證機(jī)器人在行進(jìn)中能適時(shí)測(cè)障與避障；機(jī)器人車(chē)體上裝有霧狀噴淋裝置、滾筒刷洗裝置和刮板刮洗裝置，能夠在機(jī)器人行進(jìn)時(shí)進(jìn)行墻面的清洗工作。該申請(qǐng)案通過(guò)機(jī)器人系統(tǒng)功能、機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電子電路、傳感探測(cè)和程序控制等多技術(shù)和多學(xué)科的融合，使該機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)在玻璃幕墻、瓷磚外墻等垂直表面上的可靠行進(jìn)和高效清洗功能，但該申請(qǐng)案中的履帶吸盤(pán)與真空泵聯(lián)接，并通過(guò)真空泵的吸氣形成吸盤(pán)內(nèi)部的局部負(fù)壓，保證吸盤(pán)的吸附，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耗電量大，有待作出進(jìn)一步地改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中履帶吸盤(pán)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吸附效果不佳，能源消耗大的不足，提供了一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，不需要獨(dú)立真空源和控制器，即能將吸盤(pán)可靠地吸附在墻面上，且能在運(yùn)動(dòng)時(shí)，有效減小該裝置的運(yùn)動(dòng)沖擊和驅(qū)動(dòng)損耗，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠耐用，成本低廉。
[0006]2.技術(shù)方案
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0008]本發(fā)明的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，包括后輪、履帶、輔助輪、扭桿懸掛機(jī)構(gòu)和前輪，所述的履帶設(shè)置在后輪和前輪之間，所述的履帶的外側(cè)表面布設(shè)有多個(gè)吸盤(pán)，所述的扭桿懸掛機(jī)構(gòu)設(shè)置在履帶的內(nèi)側(cè)，扭桿懸掛機(jī)構(gòu)的一端與爬壁機(jī)器人的底盤(pán)鉸接，另一端與輔助輪鉸接，所述的輔助輪與履帶內(nèi)側(cè)相嚙合，且履帶內(nèi)側(cè)表面與輔助輪對(duì)應(yīng)的區(qū)域設(shè)為磁力作用區(qū)。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的扭桿懸掛機(jī)構(gòu)包括彈簧、扭桿一和扭桿二，所述的扭桿一的一端與爬壁機(jī)器人的底盤(pán)鉸接，另一端與扭桿二的一端鉸接，所述的扭桿二的另一端與輔助輪的軸心鉸接，所述的彈簧的一端連接于扭桿一和扭桿二的鉸接點(diǎn)上，另一端連接于爬壁機(jī)器人的底盤(pán)上。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的履帶的前后兩端均設(shè)有清潔輥。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的扭桿懸掛機(jī)構(gòu)和輔助輪的數(shù)量相同，均為兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0012]3.有益效果
[0013]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0014](I)本發(fā)明的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，其履帶外側(cè)表面均勻排布有若干個(gè)個(gè)吸盤(pán)，單個(gè)吸盤(pán)的尺寸較小，吸附效率高，可靠性強(qiáng)，且單個(gè)吸盤(pán)作用在墻上的附著力小，使得吸盤(pán)更容易在履帶滾動(dòng)過(guò)程中脫開(kāi)，減小驅(qū)動(dòng)能的損耗；
[0015](2)本發(fā)明的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，其履帶內(nèi)側(cè)表面與輔助輪對(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)榇帕ψ饔脜^(qū)，可增加履帶上的吸盤(pán)與底盤(pán)間的拉力，并且使吸盤(pán)在墻面上吸附的更加牢固；
[0016](3)本發(fā)明的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，其扭桿懸掛機(jī)構(gòu)設(shè)置在履帶內(nèi)側(cè)，扭桿懸掛機(jī)構(gòu)一端與爬壁機(jī)器人的底盤(pán)鉸接，另一端與輔助輪鉸接，扭桿懸掛機(jī)構(gòu)采用彈簧裝置，大大增強(qiáng)了履帶跨越障礙的能力；
[0017](4)本發(fā)明的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，能夠長(zhǎng)期、穩(wěn)定的運(yùn)行，應(yīng)用范圍廣。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的履帶外側(cè)表面的吸盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明的履帶外側(cè)表面的吸盤(pán)分布結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明的履帶內(nèi)側(cè)表面磁力作用區(qū)域分布示意圖。
[0022]示意圖中的標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0023]1、后輪；2、履帶；3、輔助輪；4、扭桿懸掛機(jī)構(gòu)；41、彈簧；42、扭桿一 ；43、扭桿二 ；
5、前輪；6、吸盤(pán)；7、磁力作用區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0025]實(shí)施例
[0026]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，包括后輪1、履帶2、輔助輪3、扭桿懸掛機(jī)構(gòu)4和前輪5，履帶2設(shè)置在后輪I和前輪5之間，履帶2的外側(cè)表面布設(shè)有多個(gè)吸盤(pán)6，本實(shí)施例中的多個(gè)吸盤(pán)6呈蜂窩狀排列，其分布如圖3所示，吸盤(pán)6的尺寸較小，吸附效率高，可靠性強(qiáng)，且單個(gè)吸盤(pán)6作用在墻上的附著力小，使得吸盤(pán)6更容易在履帶2滾動(dòng)過(guò)程中脫開(kāi)。
[0027]本實(shí)施例的扭桿懸掛機(jī)構(gòu)4設(shè)置在履帶2的內(nèi)側(cè)，扭桿懸掛機(jī)構(gòu)4的一端與爬壁機(jī)器人的底盤(pán)鉸接，另一端與輔助輪3鉸接，本實(shí)施例的扭桿懸掛機(jī)構(gòu)4包括彈簧41、扭桿
一42和扭桿二 43,扭桿一 42的一端與爬壁機(jī)器人的底盤(pán)鉸接,另一端與扭桿二 43的一端鉸接，扭桿二 43的另一端與輔助輪3的軸心鉸接，彈簧41的一端連接于扭桿一 42和扭桿
二43的鉸接點(diǎn)上，另一端連接于爬壁機(jī)器人的底盤(pán)上。扭桿懸掛機(jī)構(gòu)4和輔助輪3的數(shù)量相同，均為兩個(gè)或兩個(gè)以上。具體在本實(shí)施例中，扭桿懸掛機(jī)構(gòu)4和輔助輪3均設(shè)為五個(gè)，且平行等距的分布在履帶2內(nèi)側(cè)。輔助輪3與履帶2內(nèi)側(cè)相嚙合，且履帶2內(nèi)側(cè)表面與輔助輪3對(duì)應(yīng)的區(qū)域?yàn)榇帕ψ饔脜^(qū)7 (如圖4所示)，用于增加履帶2上的吸盤(pán)6與底盤(pán)間的拉力，并且使吸盤(pán)6在墻面上吸附的更加牢固。為了實(shí)現(xiàn)履帶2在鋪滿灰塵的墻面上正常行走，在履帶2的前后兩端設(shè)置清潔輥，保證墻面的清潔。
[0028]前進(jìn)時(shí)，前輪5向前滾動(dòng)對(duì)履帶2上的吸盤(pán)6產(chǎn)生擠壓力，使其排出內(nèi)部空氣而形成負(fù)壓，牢牢吸附住墻面。同時(shí)，后輪I收起履帶2，帶動(dòng)吸盤(pán)6從墻面上脫離；后退時(shí)，與上述過(guò)程相反，后輪I向前滾動(dòng)而前輪5收起履帶2。此外，由于大氣壓是作用在多個(gè)吸盤(pán)6上，所以單個(gè)吸盤(pán)6的吸附力不大，而且履帶2作用在吸盤(pán)6上的力不是在中間，而是在吸盤(pán)6的邊緣，類似“掀開(kāi)”吸盤(pán)6的動(dòng)作，使得吸盤(pán)6更容易在履帶2滾動(dòng)過(guò)程中脫開(kāi)。當(dāng)行走過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，輔助輪3通過(guò)扭桿懸掛機(jī)構(gòu)4中彈簧41的彈性形變產(chǎn)生向上的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)行走裝置中的減震和緩沖功能，由于各扭桿懸掛機(jī)構(gòu)4與輔助輪3的連接運(yùn)動(dòng)又是相互獨(dú)立的，所以該裝置跨越障礙的能力非常好。
[0029]本發(fā)明的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，既能夠?qū)⒆陨砜煽康匚皆趬γ嫔希帜茉谶\(yùn)動(dòng)時(shí)，克服強(qiáng)大吸附力所造成的運(yùn)動(dòng)阻力，減小爬壁機(jī)器人行走過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)沖擊和驅(qū)動(dòng)損耗，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，能夠長(zhǎng)期、穩(wěn)定的運(yùn)行。利用本裝置制造而成的機(jī)器人不僅可以用于清洗高樓外墻的瓷磚或清洗玻璃幕墻，還可以用來(lái)運(yùn)送消防設(shè)備等。
[0030]以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，其特征在于:包括后輪(I)、履帶(2)、輔助輪(3)、扭桿懸掛機(jī)構(gòu)(4)和前輪(5)，所述的履帶(2)設(shè)置在后輪(I)和前輪(5)之間，所述的履帶(2)的外側(cè)表面布設(shè)有多個(gè)吸盤(pán)(6)，所述的扭桿懸掛機(jī)構(gòu)(4)設(shè)置在履帶(2)的內(nèi)側(cè)，扭桿懸掛機(jī)構(gòu)(4)的一端與爬壁機(jī)器人的底盤(pán)鉸接，另一端與輔助輪(3)鉸接，所述的輔助輪(3)與履帶(2)內(nèi)側(cè)相嚙合，且履帶(2)內(nèi)側(cè)表面與輔助輪(3)對(duì)應(yīng)的區(qū)域設(shè)為磁力作用區(qū)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，其特征在于:所述的扭桿懸掛機(jī)構(gòu)(4)包括彈簧(41)、扭桿一(42)和扭桿二(43),所述的扭桿一(42)的一端與爬壁機(jī)器人的底盤(pán)鉸接，另一端與扭桿二(43)的一端鉸接，所述的扭桿二(43)的另一端與輔助輪(3)的軸心鉸接，所述的彈簧(41)的一端連接于扭桿一(42)和扭桿二(43)的鉸接點(diǎn)上，另一端連接于爬壁機(jī)器人的底盤(pán)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，其特征在于:所述的履帶(2)的前后兩端均設(shè)有清潔輥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種用于爬壁機(jī)器人的履帶吸盤(pán)組合式行走裝置，其特征在于:所述的扭桿懸掛機(jī)構(gòu)(4)和輔助輪(3)的數(shù)量相同，均為兩個(gè)或兩個(gè)以上。
【文檔編號(hào)】B62D55/265GK103523105SQ201310515723
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】唐建敏 申請(qǐng)人:常州工學(xué)院