專利名稱：一種六足氣動壁面機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機器人，尤其是ー種六足氣動壁面機器人。
背景技術(shù)：
隨著高層建筑，以及高大工業(yè)設(shè)備的不斷增多，高空克服重力作業(yè)開始扮演越來越重要的角色，比如對于高樓外壁的清洗、粉刷 或是高大設(shè)備外壁的維修、檢測等工作，尤其是在諸如核エ業(yè)、建筑業(yè)、造船業(yè)等特殊場合，這種工作都是必不可少的。目前的高空操作一般都是采用人エ吊繩，其危險性較大，工作環(huán)境惡劣，效率低下，而且成本很高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種能夠在墻面平穩(wěn)的行走，同時還能又完成了建筑物外墻清洗、監(jiān)測、噴涂等高空作業(yè)的任務(wù)的六足氣動壁面機器人。所述ー種六足氣動壁面機器人包括機身和多個帶有吸盤的行走支架，在機身的底部設(shè)有用于安裝高空操作工具的安裝座，其特征是所述行走支架有六個，對稱設(shè)置在機身的兩側(cè)，每個行走支架的控制端設(shè)有可與外界動カ源連接的氣動肌肉，行走端安裝有壓カ傳感器；在機身底部設(shè)有上、下底盤，其中不相鄰的三個行走支架安裝在同一底盤上呈三角形分布，在上、下底盤之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機，上、下底盤通過旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸連接，并通過旋轉(zhuǎn)電機帶動旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)兩個底盤的相對轉(zhuǎn)動；；在機身內(nèi)設(shè)有控制器和真空發(fā)生器，真空發(fā)生器通過兩根真氣輸出管與六個行走支架的吸盤連通，其中設(shè)置在同一底盤上的三個行走支架連接相同的管道；六個壓カ傳感器的信號輸出端分別與控制器的信號輸入端連接，其中設(shè)在同一底盤的三個支架上壓カ傳感器通過同一信號輸出線與控制器連接，控制器的信號輸出端分別與設(shè)置真空發(fā)生器的兩根真氣輸出管上的控制開關(guān)信號輸入端連接。在每個行走支架上設(shè)有吸盤開關(guān)閥，每個吸盤開關(guān)閥的信號輸入端也與控制器的信號輸出端連接。在每個行走支架的支撐架與吸盤之間設(shè)有緩沖彈簧。所述每個行走支架控制端的氣動肌肉通過同一氣動閥與外界動カ源連接。所述機身為半球形，設(shè)置在同一底盤上的三個行走支架呈等腰或等邊三角形分布。本實用新型是基于六足昆蟲的仿生式行走方式，即六角步態(tài)原理，來實現(xiàn)在墻壁上的越障行走。采用氣壓傳動具有無污染，反應(yīng)快，簡潔高效等特性，充分發(fā)揮了氣動機構(gòu)的節(jié)能和高效的特性，而氣動肌腱作為氣動系統(tǒng)的新型執(zhí)行元件，具有體積小、重量輕、出力大而柔順的特點，利用最新的氣動肌肉為動カ源驅(qū)動機器人行走，利用自適應(yīng)平衡方式使運動平穩(wěn)，越障能力大為提高。能夠很好的適用于高樓外壁的清潔和墻壁缺陷監(jiān)測，也可以使用與輪船等大型設(shè)備外壁的檢修，不僅提高了工作效率，還避免了人工操作的危險性。

[0010]圖I為本實用新型的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實用新型的正面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實用新型的俯視圖，圖4是本實用新型的仰視圖，圖5是本實用新型的原理框圖。圖中1-機身，2-行走支架，3、4_上、下底盤，5-氣動肌肉，6-壓カ傳感器，7-安裝座，8-控制器，9-真空發(fā)生器，10-控制開關(guān)，11-吸盤開關(guān)閥，12-緩沖彈簧，13-氣動閥，14-吸盤，15-旋轉(zhuǎn)電機，16-清潔器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進ー步說明。圖1、2、3中，所述ー種六足氣動壁面機器人包括機身I和多個帶有吸盤14的行走支架2，在機身I的底部設(shè)有用于安裝高空操作工具的安裝座7，可以根據(jù)需要安裝粉刷、清潔、維修、檢測等高空作業(yè)工具，等其特征是所述行走支架2有六個，對稱設(shè)置在機身I的兩側(cè)，每個行走支架2的控制端設(shè)有可與外界動カ源連接的氣動肌肉5，行走端安裝有壓カ傳感器6 ;在機身I底部設(shè)有上、下底盤3、4，其中不相鄰的三個行走支架2安裝在同一底盤上呈三角形分布，始終保持三條腿貼著墻面，利用了三角形的穩(wěn)定性，保證機身的穩(wěn)定性；在上、下底盤之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機15，上、下底盤3、4之間通過旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸連接,并通過旋轉(zhuǎn)電機15帶動旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)兩個底盤的相對轉(zhuǎn)動，帶動機身的轉(zhuǎn)向，一般情況是將旋轉(zhuǎn)電機安裝在上底盤上。圖5中，在機身I內(nèi)設(shè)有控制器8和真空發(fā)生器9，真空發(fā)生器9通過兩根真氣輸出管與六個行走支架的吸盤連通，其中設(shè)置在同一底盤上的三個行走支架連接相同的管道，可以同時給同一底盤上的三個吸盤輸入真氣，保證三個底盤能夠強力吸附在墻面上；六個壓カ傳感器的信號輸出端分別與控制器8的信號輸入端連接，其中設(shè)在同一底盤的三個支架上壓カ傳感器通過同一信號輸出線與控制器連接，保證設(shè)置在同一底盤上的三個行走支架工作一致，控制器8的信號輸出端分別與設(shè)置真空發(fā)生器的兩根真氣輸出管上的控制開關(guān)10信號輸入端連接。在每個行走支架2上設(shè)有吸盤開關(guān)閥11，每個吸盤開關(guān)閥11的信號輸入端也與控制器8的信號輸出端連接。用于控制每個吸盤14的開啟。在每個行走支架2的支撐架與吸盤之間設(shè)有緩沖彈簧12。能夠使行走支架很好的實現(xiàn)抬腿伸腿的功能。所述每個行走支架2控制端的氣動肌肉5通過同一氣動閥13與外界動カ源連接。圖4中，所述機身為半球形，設(shè)置在同一底盤上的三個行走支架呈等腰或等邊三角形分布。保證行走的穩(wěn)定性。本實用新型通過設(shè)置在上、下底盤上的兩組吸盤交替吸附墻面而完成機器人的前進、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)以及停止等五個基本動作，主要的動作原理以向前運動為例，假設(shè)機器人處于初始狀態(tài)，六個支架通過吸盤吸附在墻面，開始前進時，其中設(shè)置在上底盤上的三個行走支架的受力，壓カ傳感器6將輸送給控制器8，控制器8控制同一底盤上的真氣發(fā)生器的控制開關(guān)10關(guān)閉，此底盤上的三根行走支架上的吸盤開關(guān)閥打開，吸盤脫落；之后吸盤脫落的三條行走支架2的抬腿肌肉比例閥降壓，氣動肌肉5舒張，在緩沖彈簧12的作用下控制其抬腿并向前邁腿動作。吸附在墻面上的三條行走支架邁腿肌肉比例閥升壓，氣動肌肉5收縮，克服扭簧作用，向后推，從而把身體向前推，行走完成后，抬起的三條行走支架的抬腿肌肉比例閥升壓，氣動肌肉5收縮，三條行走支架落下踩在壁面上，然后三條支架上的壓カ傳感器6感受到壓カ同時把信號輸入給控制器8，控制器8真空發(fā)生器控制開關(guān)打開，三條行走支架的吸盤開關(guān)打開，便可吸附在墻面上。向后具有相同的動作原理。通過幾個基本動作的組合，機器人便可以向各個方向運動和實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎動作。使用時，根據(jù)需要安裝適合的高空作業(yè)工具，比如清潔器16，然后將機器人放置在墻面，并通過氣動源給予機器人供給動カ。 ·
權(quán)利要求1.ー種六足氣動壁面機器人，包括機身(I)和多個帶有吸盤(14)的行走支架(2)，在機身(I)的底部設(shè)有用于安裝高空操作工具的安裝座(7)，其特征是所述行走支架(2)有六個，對稱設(shè)置在機身(I)的兩側(cè)，每個行走支架(2)的控制端設(shè)有可與外界動カ源連接的氣動肌肉(5)，行走端安裝有壓カ傳感器￠);在機身(I)底部設(shè)有上、下底盤(3、4)，其中不相鄰的三個行走支架(2)安裝在同一底盤上呈三角形分布，在上、下底盤(3、4)之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機，上、下底盤通過旋轉(zhuǎn)電機(15)的轉(zhuǎn)軸連接，并通過旋轉(zhuǎn)電機(15)帶動旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)兩個底盤的相對轉(zhuǎn)動；在機身(I)內(nèi)設(shè)有控制器(8)和真空發(fā)生器(9)，真空發(fā)生器(9)通過兩根真氣輸出管與六個行走支架的吸盤連通，其中設(shè)置在同一底盤上的三個行走支架連接相同的管道；六個壓カ傳感器的信號輸出端分別與控制器(8)的信號輸入端連接，其中設(shè)在同一底盤的三個支架上壓カ傳感器通過同一信號輸出線與控制器連接，控制器(8)的信號輸出端分別與設(shè)置真空發(fā)生器的兩根真氣輸出管上的控制開關(guān)(10)信號輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種六足氣動壁面機器人，其特征是在每個行走支架(2)上設(shè)有吸盤開關(guān)閥(11)，每個吸盤開關(guān)閥(11)的信號輸入端也與控制器(8)的信號輸出端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種六足氣動壁面機器人，其特征是在每個行走支架(2)的支撐架與吸盤之間設(shè)有緩沖彈簧(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種六足氣動壁面機器人，其特征是所述機身為半球形，設(shè)置在同一底盤上的三個行走支架呈等腰或等邊三角形分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種六足氣動壁面機器人，其特征是所述每個行走支架(2)控制端的氣動肌肉(5)通過同一氣動閥(13)與外界動カ源連接。
專利摘要本實用新型提供一種六足氣動壁面機器人包括機身和多個帶有吸盤的行走支架，在機身的底部設(shè)有用于安裝高空操作工具的安裝座，其特征是所述行走支架有六個，對稱設(shè)置在機身的兩側(cè)，每個行走支架的通過氣動肌肉驅(qū)動控制行走，行走端安裝有壓力傳感器；在機身底部設(shè)有上、下底盤，其中不相鄰的三個行走支架安裝在同一底盤上呈三角形分布，在上、下底盤之間設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機，上、下底盤之間通過旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)軸連接；在機身內(nèi)設(shè)有各種控制器、氣動控制閥和真空發(fā)生器。本實用新型體積小、重量輕、出力大而柔順，行走平穩(wěn)，能夠很好的適用于高樓外壁的清潔和墻壁缺陷監(jiān)測和大型設(shè)備外壁的檢修，不僅提高了工作效率，還避免了人工操作的危險性。
文檔編號B62D57/024GK202557649SQ20122016170
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者潘智鵬, 陳天健, 曹文琦 申請人:潘智鵬, 陳天健, 曹文琦