爬壁機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種爬壁機(jī)器人，包括在機(jī)體腹部設(shè)置有橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)；在機(jī)體背部固定安裝有微型氣泵、微型真空泵及控制裝置；橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)各自通過控制裝置與微型氣泵、微型真空泵分別連接。本實(shí)用新型的有益效果是，采用微型氣源設(shè)備，爬壁機(jī)器人不僅運(yùn)作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，壁面移動(dòng)方便，制造成本低，零件通用性強(qiáng)，還能通過大的吸力進(jìn)行一定負(fù)載，進(jìn)一步增加了機(jī)器人的實(shí)用性。
【專利說明】爬壁機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種爬壁機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對(duì)爬壁機(jī)器人的研究主要集中在機(jī)體的吸附方式、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)理和車載作業(yè)系統(tǒng)等幾個(gè)方面。按照吸附方式，爬壁機(jī)器人可以分為真空吸附、磁吸附、氣流負(fù)壓吸附等幾類；按照運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可分為輪式、履帶式、多足步行式、框架式、飛行式等；按照驅(qū)動(dòng)機(jī)理，可分為電機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、噴氣推動(dòng)等。
[0003]但上述的各種形式的爬壁機(jī)器人都有其不足:1)在吸附方式中，真空吸附的爬壁機(jī)器人穩(wěn)定可靠，適應(yīng)性最強(qiáng)，但其對(duì)壁面平整度要求較高；磁吸附的爬壁機(jī)器人適用性較差，氣流負(fù)壓吸附的爬壁機(jī)器人可靠性差。2)在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，輪式、履帶式爬壁機(jī)器人維持力較困難，多足步行式爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。3)在驅(qū)動(dòng)機(jī)理中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液壓驅(qū)動(dòng)液控系統(tǒng)爬壁機(jī)器人重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。氣壓驅(qū)動(dòng)爬壁機(jī)器人控制復(fù)雜，工作可靠性差，負(fù)載較小，通用性差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種爬壁機(jī)器人，解決了現(xiàn)有技術(shù)中爬壁機(jī)器人氣壓驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)控制復(fù)雜，工作可靠性差，負(fù)載較小，通用性差的問題。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種爬壁機(jī)器人，包括機(jī)體，在機(jī)體腹部設(shè)置有橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)；在機(jī)體背部固定安裝有微型氣泵、微型真空泵及控制裝置；橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)各自通過控制裝置與微型氣泵、微型真空泵分別連接。
[0006]本實(shí)用新型的爬壁機(jī)器人，其特點(diǎn)還在于:`[0007]橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)是,包括設(shè)置在機(jī)體腹部的兩組橫向直線軸承和一個(gè)橫向推力氣缸；在兩組橫向直線軸承中分別穿有一橫向滑桿，兩個(gè)橫向滑桿的兩端同時(shí)固定連接有一橫向連桿，兩個(gè)橫向滑桿及兩個(gè)橫向連桿依次連接圍成一個(gè)橫向矩形框架，橫向推力氣缸的推力桿兩端分別與一個(gè)橫向連桿中部固定連接，在該橫向矩形框架的四角下表面分別設(shè)置有一個(gè)橫向腳臂座，每個(gè)橫向腳臂座中設(shè)置有一個(gè)橫向腳臂氣缸，每個(gè)橫向腳臂座下端通過一對(duì)折疊板連接有橫向吸盤。
[0008]縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)是，包括設(shè)置在機(jī)體腹部的兩組縱向直線軸承及一個(gè)縱向推力氣缸；在兩組縱向直線軸承中分別穿有一縱向滑桿，兩個(gè)縱向滑桿兩端同時(shí)固定連接有一縱向連桿，兩個(gè)縱向滑桿及兩個(gè)縱向連桿依次連接圍成一個(gè)縱向矩形框架，縱向推力氣缸的推力桿兩端分別與一個(gè)縱向連桿中部固定連接，在該縱向矩形框架的四角下表面分別設(shè)置有一個(gè)縱向腳臂座，每個(gè)縱向腳臂座中設(shè)置有一個(gè)縱向腳臂氣缸，每個(gè)縱向腳臂座下端通過另一對(duì)折疊板連接有一縱向吸盤。
[0009]微型真空泵通過控制裝置分別與橫向吸盤及縱向吸盤連接；微型氣泵通過控制裝置分別與橫向推力氣缸、縱向推力氣缸、橫向腳臂氣缸和縱向腳臂氣缸連接。[0010]本實(shí)用新型的有益效果是，采用微型氣源設(shè)備，爬壁機(jī)器人不僅運(yùn)作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，壁面移動(dòng)方便，制造成本低，零件通用性強(qiáng)，還能通過大的吸力進(jìn)行一定負(fù)載，進(jìn)一步增加了機(jī)器人的實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型爬壁機(jī)器人的背部軸測示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型爬壁機(jī)器人的腹部軸測示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型爬壁機(jī)器人的俯視示意圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型爬壁機(jī)器人的側(cè)視示意圖。
[0015]圖中，1.縱向腳臂座，2.縱向連桿，3.縱向腳臂氣缸，4.橫向吸盤，5.微型氣泵，
6.微型真空泵，7.橫向直線軸承,8.橫向推力氣缸，9.機(jī)體,10.縱向推力氣缸，11.縱向吸盤，12.橫向腳臂氣缸，13.橫向連桿，14.橫向腳臂座，15.縱向直線軸承，16.折疊板，17.橫向滑桿，18.縱向滑桿。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型爬壁機(jī)器人的結(jié)構(gòu)是，包括框架結(jié)構(gòu)的機(jī)體9，在機(jī)體9腹部設(shè)置有橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)；在機(jī)體9背部固定安裝有微型氣泵5、微型真空泵6及控制裝置；橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)各自通過控制裝置與微型氣泵5、微型真空泵6分別連接。
[0018]控制裝置用于控制供氣及各個(gè)部件按照一定順序動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合。
[0019]參照?qǐng)D2、圖3、圖4，橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)均設(shè)置在機(jī)體9腹部，
[0020]橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，包括設(shè)置在機(jī)體9腹部的兩組橫向直線軸承7 (四角位置)和一個(gè)橫向推力氣缸8 (中間位置);在兩組橫向直線軸承7中分別穿有一橫向滑桿17,兩個(gè)橫向滑桿17的兩端同時(shí)固定連接有一橫向連桿13，兩個(gè)橫向滑桿17及兩個(gè)橫向連桿13依次連接圍成一個(gè)橫向矩形框架,橫向推力氣缸8的推力桿兩端分別與一個(gè)橫向連桿13中部固定連接，在該橫向矩形框架的四角下表面分別設(shè)置有一個(gè)橫向腳臂座14，每個(gè)橫向腳臂座14中設(shè)置有一個(gè)橫向腳臂氣缸12,每個(gè)橫向腳臂座14下端通過一對(duì)折疊板16連接有橫向吸盤4 ；
[0021]縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，包括設(shè)置在機(jī)體9腹部的兩組縱向直線軸承15 (四角位置)及一個(gè)縱向推力氣缸10 (中間位置)，縱向推力氣缸10與橫向推力氣缸8沿縱、橫向分層設(shè)置；在兩組縱向直線軸承15中分別穿有一縱向滑桿18，兩個(gè)縱向滑桿18兩端同時(shí)固定連接有一縱向連桿2，兩個(gè)縱向滑桿18及兩個(gè)縱向連桿2依次連接圍成一個(gè)縱向矩形框架，縱向推力氣缸10的推力桿兩端分別與一個(gè)縱向連桿2中部固定連接，在該縱向矩形框架的四角下表面分別設(shè)置有一個(gè)縱向腳臂座1，每個(gè)縱向腳臂座I中設(shè)置有一個(gè)縱向腳臂氣缸3，每個(gè)縱向腳臂座I下端通過另一對(duì)折疊板16連接有一縱向吸盤11 ；
[0022]微型真空泵6通過控制裝置分別與橫向吸盤4及縱向吸盤11連接，實(shí)現(xiàn)吸附與分離；微型氣泵5通過控制裝置分別與橫向推力氣缸8、縱向推力氣缸10、橫向腳臂氣缸12和縱向腳臂氣缸3連接，協(xié)調(diào)工作從而實(shí)現(xiàn)行走及升降動(dòng)作。[0023]本實(shí)用新型的爬壁機(jī)器人，縱向腳臂所在的兩根縱向滑桿18通過縱向直線軸承15滑動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)縱向滑動(dòng)；另外，橫向腳臂所在的兩根橫向滑桿17與橫向直線軸承7滑動(dòng)連接，實(shí)現(xiàn)橫向滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)爬壁機(jī)器人沿直角坐標(biāo)式平面移動(dòng)，再加上各個(gè)腳臂氣缸(總共8個(gè))的上下伸縮配合，就實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的三維步進(jìn)移動(dòng)。吸附方式采用真空吸附，通過微型真空泵6控制各個(gè)吸盤(橫向吸盤4和縱向吸盤11總共8個(gè))動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)壁面的吸附和放松；同時(shí)微型氣泵5產(chǎn)生氣壓，用于推動(dòng)兩個(gè)推力氣缸(行走伸縮)和8個(gè)腳臂氣缸(腳臂伸縮)，控制裝置通過協(xié)調(diào)各個(gè)氣缸的動(dòng)作順序，實(shí)現(xiàn)壁面行走。高氣壓驅(qū)動(dòng)和高真空度吸附使爬壁機(jī)器人工作更可靠，負(fù)載能力更強(qiáng)，附帶的真空泵和氣泵使爬壁機(jī)器人氣壓損失及時(shí)補(bǔ)充，并能附帶一定的專業(yè)器械在壁面上進(jìn)行作業(yè)，行動(dòng)更便捷。
[0024]本實(shí)用新型爬壁機(jī)器人的工作原理是:
[0025]I)當(dāng)進(jìn)行縱向移動(dòng)時(shí)(即沿壁面上升)，橫向吸盤4吸附壁面，橫向腳臂氣缸12處于伸出狀態(tài)，縱向吸盤11脫離壁面，縱向腳臂氣缸3收縮，縱向推力氣缸10伸出，推動(dòng)縱向連桿2帶動(dòng)縱向滑桿18在縱向直線軸承15中滑動(dòng)；縱向滑桿18滑動(dòng)到位后，縱向腳臂氣缸3伸出，縱向吸盤11吸附壁面，橫向吸盤4脫離壁面，縱向推力氣缸10再收縮，將整個(gè)機(jī)體9和橫向吸盤4帶動(dòng)步距移動(dòng)，依次循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)縱向向上的步進(jìn)移動(dòng)。
[0026]反之，對(duì)其采取逆向順序控制就可以實(shí)現(xiàn)縱向向下移動(dòng)。
[0027]2)當(dāng)進(jìn)行橫向移動(dòng)時(shí)，縱向吸盤11吸附壁面，縱向腳臂氣缸3處于伸出狀態(tài)，橫向吸盤4脫離壁面，橫向腳臂氣缸12收縮，然后橫向推力氣缸8伸出，推動(dòng)橫向連桿13帶動(dòng)橫向滑桿17在橫向直線軸承7中滑動(dòng)；橫向滑桿17到位之后,橫向腳臂氣缸12伸出，橫向吸盤4吸附壁面，而縱向吸盤11脫離壁面，橫向推力氣缸8再次收縮，將整個(gè)機(jī)體9和縱向吸盤11帶動(dòng)步距移動(dòng)，依次循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)橫向的左右壁面移動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.一種爬壁機(jī)器人，其特點(diǎn)在于:包括機(jī)體(9)，在機(jī)體(9)腹部設(shè)置有橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)；在機(jī)體(9)背部固定安裝有微型氣泵(5)、微型真空泵(6)及控制裝置；橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)各自通過控制裝置與微型氣泵(5)、微型真空泵(6)分別連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬壁機(jī)器人，其特點(diǎn)在于:所述的橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)是，包括設(shè)置在機(jī)體(9)腹部的兩組橫向直線軸承(7)和一個(gè)橫向推力氣缸(8);在兩組橫向直線軸承(7)中分別穿有一橫向滑桿(17)，兩個(gè)橫向滑桿(17)的兩端同時(shí)固定連接有一橫向連桿(13),兩個(gè)橫向滑桿(17)及兩個(gè)橫向連桿(13)依次連接圍成一個(gè)橫向矩形框架，橫向推力氣缸(8)的推力桿兩端分別與一個(gè)橫向連桿(13)中部固定連接,在該橫向矩形框架的四角下表面分別設(shè)置有一個(gè)橫向腳臂座(14),每個(gè)橫向腳臂座(14)中設(shè)置有一個(gè)橫向腳臂氣缸(12),每個(gè)橫向腳臂座(14)下端通過一對(duì)折疊板(16)連接有橫向吸盤(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬壁機(jī)器人，其特點(diǎn)在于:所述的縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)是，包括設(shè)置在機(jī)體(9)腹部的兩組縱向直線軸承(15)及一個(gè)縱向推力氣缸(10);在兩組縱向直線軸承(15)中分別穿有一縱向滑桿(18)，兩個(gè)縱向滑桿(18)兩端同時(shí)固定連接有一縱向連桿(2)，兩個(gè)縱向滑桿(18)及兩個(gè)縱向連桿(2)依次連接圍成一個(gè)縱向矩形框架，縱向推力氣缸(10)的推力桿兩端分別與一個(gè)縱向連桿(2)中部固定連接，在該縱向矩形框架的四角下表面分別設(shè)置有一個(gè)縱向腳臂座(1)，每個(gè)縱向腳臂座(I)中設(shè)置有一個(gè)縱向腳臂氣缸(3)，每個(gè)縱向腳臂座(I)下端通過另一對(duì)折疊板(16)連接有一縱向吸盤(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的爬壁機(jī)器人，其特點(diǎn)在于:所述的微型真空泵(6)通過控制裝置分別與橫向吸盤(4)及縱向吸盤(11)連接；微型氣泵(5)通過控制裝置分別與橫向推力氣缸(8)、縱向推力氣缸(10)、橫向腳臂氣缸(12)和縱向腳臂氣缸(3)連接。
【文檔編號(hào)】B62D57/024GK203581163SQ201320405041
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】芮宏斌, 孟鵬 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)