[發(fā)明專利]多盤非接觸吸附式爬墻機(jī)器人

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010617410.2
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102167101A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江豐元;安琦
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責(zé)任公司 31203
• 代理人: 談順法

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種爬墻機(jī)器人，具體地說，涉及一種利用真空負(fù)壓提供吸附力，具有多個(gè)由柔性件連接的吸盤與墻面間隙接觸，以輪式驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人裝置。

背景技術(shù)

隨著城市中高層建筑的興建和高層建筑表面大量使用玻璃幕墻，目前，這些高樓大廈外墻表面裝置的的安裝、墻面清潔和維護(hù)工作等危險(xiǎn)高空作業(yè)大多是由人來完成，十分危險(xiǎn)。特別是遇到惡劣的天氣時(shí)，操作更加困難。這是目前現(xiàn)實(shí)工作中經(jīng)常碰到的問題，但是，到目前為止，還沒有一個(gè)很好的方法來解決這個(gè)難題。

目前發(fā)展迅速的爬墻機(jī)器人技術(shù)是解決這一問題的重要方法之一，已研制出各種各樣的爬墻機(jī)器人，機(jī)器人與墻面之間的吸附，一般都是通過負(fù)壓吸附原理進(jìn)行的，但目前的機(jī)器人一般只有一個(gè)吸附盤，吸附的可靠性不高，因?yàn)橐坏┌l(fā)生失壓現(xiàn)象，整個(gè)機(jī)器人將會(huì)從墻上脫落。此外，這種單吸附盤還存在一個(gè)問題是，吸附間隙難以控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可以在光滑墻面上運(yùn)動(dòng)、能夠自由轉(zhuǎn)向，有效實(shí)現(xiàn)在豎直、傾斜墻面的吸附和運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人。本發(fā)明的機(jī)器人能適應(yīng)墻面的一定不平度，工作效率高，靈活性強(qiáng)，沒有運(yùn)動(dòng)死角，具有爬斜坡的功能，可以負(fù)載清潔、檢測等模塊進(jìn)行工作。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

一種多盤非接觸吸附式爬墻機(jī)器人，其特征在于，所述的機(jī)器人的機(jī)身包括四個(gè)吸盤5，所述的吸盤5包括上表面5a及由上表面5a的四邊垂直延伸出的一圈側(cè)表面5b；四個(gè)吸盤5彼此間通過柔性元件14連接，連接后的機(jī)身的四個(gè)外側(cè)頂角上各設(shè)置一塊固定板2，每個(gè)固定板2上有一個(gè)步進(jìn)電機(jī)4，步進(jìn)電機(jī)4的底部通過固定板2的一端安裝在吸盤5上，輪轂罩3、推力球軸承23、深溝球軸承22通過軸28安裝于固定板2的另一端，輪子19與電機(jī)1相連安裝在輪轂罩3內(nèi)，步進(jìn)電機(jī)4的頂部設(shè)有一個(gè)第一轉(zhuǎn)向曲柄16a，通過一個(gè)轉(zhuǎn)向連桿15與第二轉(zhuǎn)向曲柄16b相連，再連接于軸28上；

每個(gè)吸盤5的上表面上設(shè)有一個(gè)多自由度接頭，所述的多自由度接頭是這樣構(gòu)成的：兩個(gè)支撐座10固定在吸盤5上，一個(gè)多自由度軸11的兩端連接到支撐座10上，一個(gè)L型固定板12固定在多自由度軸11上；

一個(gè)泵機(jī)7固定在浮動(dòng)板6上，浮動(dòng)板6邊緣上設(shè)有兩個(gè)浮動(dòng)連接頭8，每個(gè)浮動(dòng)連接頭8依次通過一個(gè)短連桿(17)、兩個(gè)長連桿18連接到兩個(gè)多自由度接頭的多自由度軸11上；

在所述的吸盤5的側(cè)表面5b上固定有一圈密封裙邊20，密封裙邊20與墻面相對的端面上開有溝槽27，在每個(gè)吸盤5底部，對應(yīng)于柔性元件14的部位裝有兩個(gè)萬向輪26。

所述的柔性元件14的材質(zhì)為橡膠。

所述的密封裙邊20的高度d大于吸盤5的側(cè)表面5b的高度h。

所述的溝槽27為波浪型溝槽。

有益效果

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有爬墻機(jī)器人技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明的爬墻機(jī)器人采用了非接觸式密封原理，吸盤與墻面之間靠保持很小的間隙實(shí)現(xiàn)密封，既保證吸盤內(nèi)的負(fù)壓強(qiáng)度，使機(jī)器人不會(huì)失效墜落，同時(shí)由于吸盤與墻面之間沒有直接接觸，使得機(jī)器人在運(yùn)行時(shí)的摩擦阻力很小。

2.本發(fā)明的爬墻機(jī)器人采用了四個(gè)吸盤，吸盤之間通過柔性元件進(jìn)行連接，吸盤與墻面之間的微小間隙通過四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的調(diào)節(jié)和裝在每個(gè)吸盤上的兩個(gè)小萬向輪進(jìn)行保證，即使其中一個(gè)吸盤在工作中受到破壞、失效，其他吸盤仍能正常工作，保證機(jī)器人不會(huì)墜落。

3.本發(fā)明的爬墻機(jī)器人使用四個(gè)柔性元件來連接四個(gè)吸盤，使四個(gè)吸盤彼此都有一定的自由度，可以讓機(jī)器人適應(yīng)壁面的坡度。

4.本發(fā)明的爬墻機(jī)器人四個(gè)輪子的轉(zhuǎn)向皆由四個(gè)獨(dú)立的步進(jìn)電機(jī)控制，可以轉(zhuǎn)到任意方向，運(yùn)動(dòng)到任何地方，運(yùn)動(dòng)軌跡沒有死角。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體圖。

圖2是本發(fā)明的俯視。

其中，1：電機(jī)，2：固定板，3：輪轂罩，4：步進(jìn)電機(jī)，5：吸盤，5a：上表面，5b：側(cè)表面，6：浮動(dòng)板，7：泵機(jī)，8：浮動(dòng)連接頭，9：過濾器，10：支承座，11：多自由度軸，12：L型固定板，13：擋板，14：柔性件，15：轉(zhuǎn)向連桿，16a：第一轉(zhuǎn)向曲柄，16b：第二轉(zhuǎn)向曲柄。

圖3是本發(fā)明的左視圖。

其中，1：電機(jī)，2：固定板，3：輪轂罩，5：吸盤，6：浮動(dòng)板，7：泵機(jī)，11：多自由度軸，12：L型固定板，14：柔性件，16a：第一轉(zhuǎn)向曲柄，16b：第二轉(zhuǎn)向曲柄，17：短連桿，18：長連桿，19：輪子，20：密封裙邊，21：螺母，26：萬向輪。

圖4是本發(fā)明輪子固定方式圖。