爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置，包括有正壓氣動(dòng)管路及負(fù)壓氣動(dòng)管路，并且正壓氣動(dòng)管路、負(fù)壓氣動(dòng)管路中的電磁閥均與控制機(jī)構(gòu)連接，所述的控制機(jī)構(gòu)中預(yù)先設(shè)置有攀爬控制程序。本實(shí)用新型的裝置，在爬壁機(jī)器人上附帶微型真空泵和微型氣泵，并附有儲(chǔ)能器等大的氣動(dòng)元件，避免了由于使用大型空壓機(jī)而造成爬壁機(jī)器人的移動(dòng)靈活性變差；各個(gè)腳臂氣缸和移動(dòng)氣缸都采用正壓氣源，由微型氣泵提供，回路中接有安全閥，保證氣路壓力在最大壓力以內(nèi)，以保護(hù)氣動(dòng)元件。
【專利說(shuō)明】爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，用于配合框架式真空吸附的爬壁機(jī)器人的氣動(dòng)控制回路，涉及一種爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置。
【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:
[0004]I)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。
[0005]2)特別是針對(duì)氣動(dòng)式爬壁機(jī)器人，根據(jù)其氣源的產(chǎn)生形式不同，又可分為攜帶式氣源和放置式氣源，所產(chǎn)生的氣源又有正壓和負(fù)壓之分，正、負(fù)壓氣源的結(jié)構(gòu)又各有不同。所以，特定的氣源結(jié)構(gòu)就有其特定的氣源線路。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的氣動(dòng)式爬壁機(jī)器人，由于使用大型空壓機(jī)而造成爬壁機(jī)器人的移動(dòng)靈活性變差；氣源線路布線多、控制復(fù)雜的問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置，設(shè)置有正壓氣動(dòng)管路、負(fù)壓氣動(dòng)管路，并且正壓氣動(dòng)管路、負(fù)壓氣動(dòng)管路中的電磁閥均與控制機(jī)構(gòu)連接。
[0008]本實(shí)用新型的爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置，其特點(diǎn)還在于:
[0009]正壓氣動(dòng)管路結(jié)構(gòu)是，包括微型氣泵，微型氣泵的輸出端分別與蓄能器和安全閥同時(shí)連通；微型氣泵的輸出端另外分為兩個(gè)支路，
[0010]第一條支路通過(guò)移動(dòng)氣缸導(dǎo)管分別與縱向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管和橫向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管連通，縱向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管與三位四通電磁閥B連通，三位四通電磁閥B通過(guò)兩個(gè)單向氣控閥與縱向移動(dòng)氣缸兩端進(jìn)油口連通；橫向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管與另一個(gè)三位四通電磁閥A連通，該三位四通電磁閥A通過(guò)另外兩個(gè)單向氣控閥與橫向移動(dòng)氣缸兩端進(jìn)油口連通；
[0011]第二條支路分成縱向腳臂導(dǎo)管和橫向腳臂導(dǎo)管，橫向腳臂導(dǎo)管通過(guò)電磁閥D2后再細(xì)分為橫向左腳臂導(dǎo)管和橫向右腳臂導(dǎo)管，橫向左腳臂導(dǎo)管和橫向右腳臂導(dǎo)管再分別連通兩個(gè)橫向腳臂氣缸；同樣，縱向腳臂導(dǎo)管通過(guò)電磁閥Dl后再細(xì)分為縱向上腳臂導(dǎo)管和縱向下腳臂導(dǎo)管，縱向上腳臂導(dǎo)管和縱向下腳臂導(dǎo)管再分別連通兩個(gè)縱向腳臂氣缸。
[0012]負(fù)壓氣動(dòng)管路結(jié)構(gòu)是，包括微型真空泵，微型真空泵的輸出端分別與真空蓄能器和真空總管同時(shí)連接，真空總管另分為兩條支路，即真空總管分別與縱向吸盤導(dǎo)管和橫向吸盤導(dǎo)管連通，縱向吸盤導(dǎo)管通過(guò)電磁閥D7與四個(gè)縱向吸盤連通；橫向吸盤導(dǎo)管通過(guò)電磁閥D8與四個(gè)橫向吸盤連通。
[0013]爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)是，微型氣泵和微型真空泵以及控制機(jī)構(gòu)均安裝在主體背部，在主體腹部設(shè)置有橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)和縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫向移動(dòng)氣缸，橫向移動(dòng)氣缸的活塞桿兩端與橫向支架連接，橫向支架四角設(shè)置有一個(gè)橫向腳臂氣缸及一個(gè)橫向吸盤；縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括縱向移動(dòng)氣缸，縱向移動(dòng)氣缸的活塞桿兩端與縱向支架連接，縱向支架四角設(shè)置有一個(gè)縱向腳臂氣缸及一個(gè)縱向吸盤。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，在爬壁機(jī)器人上附帶微型真空泵和微型氣泵，并附有儲(chǔ)能器等大的氣動(dòng)元件，避免了由于使用大型空壓機(jī)而造成爬壁機(jī)器人的移動(dòng)靈活性變差；各個(gè)腳臂氣缸和移動(dòng)氣缸都采用正壓氣源，由微型氣泵提供，回路中接有安全閥，保證氣路壓力在最大壓力以內(nèi)，以保護(hù)氣動(dòng)元件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型裝置所控制的爬壁機(jī)器人的背部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型裝置所控制的爬壁機(jī)器人的腹部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型裝置實(shí)施例的正壓氣動(dòng)管路示意圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型裝置實(shí)施例的負(fù)壓氣動(dòng)管路示意圖。
[0019]圖中，1.控制機(jī)構(gòu)，2.縱向上腳臂導(dǎo)管，3.縱向下腳臂導(dǎo)管，4.縱向腳臂導(dǎo)管，
5.橫向腳臂導(dǎo)管，6.橫向左腳臂導(dǎo)管，7.橫向右腳臂導(dǎo)管，8.三位四通電磁閥A, 9.移動(dòng)氣缸導(dǎo)管，10.縱向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管，11.橫向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管，12.三位四通電磁閥B, 13.氣控單向閥，14.縱向移動(dòng)氣缸，15.蓄能器，16.安全閥，17.微型氣泵，18.微型真空泵，19.真空蓄能器，20.真空總管,21.縱向吸盤導(dǎo)管,22.橫向吸盤導(dǎo)管,23.主體,24.橫向移動(dòng)氣缸，25.縱向吸盤,26.橫向吸盤,27.橫向腳臂氣缸，28.縱向腳臂氣缸，
[0020]另外，D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8均為電磁閥，其中的 D1、D2、D7、D8 均選用 二位三通電磁閥；D3和D4、D5和D6均選用三位四通電磁閥，并且D3和D4、D5和D6分別為兩個(gè)三位四通電磁閥的兩對(duì)控制端。
【具體實(shí)施方式】
[0021]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(shuō)明。
[0022]參照?qǐng)D1、圖2，本實(shí)用新型裝置所控制的爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)是，在主體23背部安裝有微型氣泵17和微型真空泵18以及控制機(jī)構(gòu)1，在主體23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)，橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫向移動(dòng)氣缸24,橫向移動(dòng)氣缸24的活塞桿兩端與橫向支架連接，橫向支架四角設(shè)置有一個(gè)橫向腳臂氣缸27及一個(gè)橫向吸盤26 ;縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括縱向移動(dòng)氣缸14，縱向移動(dòng)氣缸14的活塞桿兩端與縱向支架連接，縱向支架四角設(shè)置有一個(gè)縱向腳臂氣缸28及一個(gè)縱向吸盤25。
[0023]四個(gè)橫向腳臂氣缸27和四個(gè)縱向腳臂氣缸28均采用常伸出單作用氣缸。[0024]本實(shí)用新型裝置基于上述的爬壁結(jié)構(gòu)，設(shè)置有正壓氣動(dòng)管路、負(fù)壓氣動(dòng)管路，并且正壓氣動(dòng)管路、負(fù)壓氣動(dòng)管路中的電磁閥均與控制機(jī)構(gòu)連接。
[0025]參照?qǐng)D3，本實(shí)用新型裝置中的正壓氣動(dòng)管路結(jié)構(gòu)是，包括微型氣泵17，微型氣泵17的輸出端分別與蓄能器15和安全閥16同時(shí)連通；微型氣泵17的輸出端另外分為兩個(gè)支路，
[0026]第一條支路通過(guò)移動(dòng)氣缸導(dǎo)管9分別與縱向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管10和橫向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管11連通，縱向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管10與三位四通電磁閥B12連通，三位四通電磁閥B12通過(guò)兩個(gè)單向氣控閥13與縱向移動(dòng)氣缸14兩端進(jìn)油口連通；橫向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管11與另一個(gè)三位四通電磁閥AS連通，該三位四通電磁閥AS通過(guò)另外兩個(gè)單向氣控閥13與橫向移動(dòng)氣缸24兩端進(jìn)油口連通；
[0027]第二條支路分成縱向腳臂導(dǎo)管4和橫向腳臂導(dǎo)管5，橫向腳臂導(dǎo)管5通過(guò)電磁閥D2后再細(xì)分為橫向左腳臂導(dǎo)管6和橫向右腳臂導(dǎo)管7,橫向左腳臂導(dǎo)管6和橫向右腳臂導(dǎo)管7再分別連通兩個(gè)橫向腳臂氣缸27 ;同樣，縱向腳臂導(dǎo)管4通過(guò)電磁閥Dl后再細(xì)分為縱向上腳臂導(dǎo)管2和縱向下腳臂導(dǎo)管3，縱向上腳臂導(dǎo)管2和縱向下腳臂導(dǎo)管3再分別連通兩個(gè)縱向腳臂氣缸28，以此保證最末支路的每對(duì)腳臂氣缸能夠同步動(dòng)作。
[0028]微型氣泵17的輸出端分為兩個(gè)支路,一條支路為移動(dòng)氣缸使用供氣，另外一條支路為腳臂氣缸使用供氣；在移動(dòng)氣缸支路中，通過(guò)兩個(gè)氣缸分別控制橫向和縱向移動(dòng)，為確保氣缸在某一位置時(shí)能夠保持固定，在回路中設(shè)置有單向氣控閥(如圖3中所示)，兩個(gè)單向氣控閥組成的鎖緊回路，保證氣缸壓力維持一定值。當(dāng)需要將氣缸伸出時(shí)，將三位四通電磁閥左位接通，氣體通過(guò)單向閥將氣缸頂出，當(dāng)三位四通電磁閥位于中間位置時(shí)，移動(dòng)氣缸兩端氣壓維持不變，移動(dòng)氣缸處于鎖止?fàn)顟B(tài)。在腳臂氣缸正壓回路中，由于橫向和縱向的氣缸分別由兩路支路控制，且橫向、縱向所有腳臂氣缸工作狀態(tài)相同，所以橫、縱向腳臂氣缸由兩個(gè)二位兩通電磁閥控制。當(dāng)電磁閥芯位于左端時(shí)，對(duì)應(yīng)的腳臂氣缸伸出；當(dāng)電磁閥芯位于右端時(shí)，氣路接通，對(duì)應(yīng)的腳臂氣缸收縮。
[0029]參照?qǐng)D4，本實(shí)用新型中的負(fù)壓氣動(dòng)管路結(jié)構(gòu)是，包括微型真空泵18，微型真空泵18的輸出端分別與真空蓄能器19和真空總管20同時(shí)連接，真空總管20另分為兩條支路，即真空總管20分別與縱向吸盤導(dǎo)管21和橫向吸盤導(dǎo)管22連通，縱向吸盤導(dǎo)管21通過(guò)電磁閥D7與四個(gè)縱向吸盤25連通；橫向吸盤導(dǎo)管22通過(guò)另一個(gè)電磁閥D8與四個(gè)橫向吸盤26連通。
[0030]表1、8個(gè)電磁閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)的實(shí)施例參數(shù)設(shè)置表
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置，其特點(diǎn)在于:設(shè)置有正壓氣動(dòng)管路、負(fù)壓氣動(dòng)管路，并且正壓氣動(dòng)管路、負(fù)壓氣動(dòng)管路中的電磁閥均與控制機(jī)構(gòu)(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置，其特點(diǎn)在于:所述的正壓氣動(dòng)管路結(jié)構(gòu)是，包括微型氣泵(17)，微型氣泵(17)的輸出端分別與蓄能器(15)和安全閥(16)同時(shí)連通；微型氣泵(17)的輸出端另外分為兩個(gè)支路， 第一條支路通過(guò)移動(dòng)氣缸導(dǎo)管(9)分別與縱向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管(10)和橫向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管(11)連通，縱向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管(10)與三位四通電磁閥B (12)連通，三位四通電磁閥B(12)通過(guò)兩個(gè)單向氣控閥(13)與縱向移動(dòng)氣缸(14)兩端進(jìn)油口連通；橫向移動(dòng)氣缸導(dǎo)管(11)與另一個(gè)三位四通電磁閥A (8)連通，該三位四通電磁閥A (8)通過(guò)另外兩個(gè)單向氣控閥(13)與橫向移動(dòng)氣缸(24)兩端進(jìn)油口連通； 第二條支路分成縱向腳臂導(dǎo)管(4)和橫向腳臂導(dǎo)管(5)，橫向腳臂導(dǎo)管(5)通過(guò)電磁閥D2后再細(xì)分為橫向左腳臂導(dǎo)管(6)和橫向右腳臂導(dǎo)管(7),橫向左腳臂導(dǎo)管(6)和橫向右腳臂導(dǎo)管(7)再分別連通兩個(gè)橫向腳臂氣缸(27);同樣，縱向腳臂導(dǎo)管(4)通過(guò)電磁閥Dl后再細(xì)分為縱向上腳臂導(dǎo)管(2)和縱向下腳臂導(dǎo)管(3)，縱向上腳臂導(dǎo)管(2)和縱向下腳臂導(dǎo)管(3 )再分別連通兩個(gè)縱向腳臂氣缸(28 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置，其特點(diǎn)在于:所述的負(fù)壓氣動(dòng)管路結(jié)構(gòu)是，包括微型真空泵(18)，微型真空泵(18)的輸出端分別與真空蓄能器(19)和真空總管(20)同時(shí)連接，真空總管(20)另分為兩條支路，即真空總管(20)分別與縱向吸盤導(dǎo)管(21)和橫向吸盤導(dǎo)管(22)連通，縱向吸盤導(dǎo)管(21)通過(guò)電磁閥D7與四個(gè)縱向吸盤(25)連通；橫向吸盤導(dǎo)管(22)通過(guò)電磁閥D8與四個(gè)橫向吸盤(26)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的爬壁機(jī)器人的電氣控制裝置，其特點(diǎn)在于:所述的爬壁機(jī)器人結(jié)構(gòu)是，微型氣泵(17)和微型真空泵(18)以及控制機(jī)構(gòu)(I)均安裝在主體(23)背部，在主體(23 )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)，橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括橫向移動(dòng)氣缸(24),橫向移動(dòng)氣缸(24)的活塞桿兩端與橫向支架連接,橫向支架四角設(shè)置有一個(gè)橫向腳臂氣缸(27)及一個(gè)橫向吸盤(26);縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括縱向移動(dòng)氣缸(14),縱向移動(dòng)氣缸(14)的活塞桿兩端與縱向支架連接，縱向支架四角設(shè)置有一個(gè)縱向腳臂氣缸(28)及一個(gè)縱向吸盤(25)。
【文檔編號(hào)】B62D57/024GK203439166SQ201320405051
【公開(kāi)日】2014年2月19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)