CN101863025A - 爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种爬壁机器人，包括履带坦克车底盘，履带坦克车底盘底板上装有两套吸附装置，每套吸附装置由吸盘式电磁铁和真空吸盘组成，且两套吸附装置呈倒三角的方式排列。履带坦克车底盘内左右各装有一个微型真空泵和电池盒。真空吸盘与微型真空泵连接；履带坦克车底盘两边分别连接有电机驱动履带；履带坦克车底盘宽度为179mm，且由ABS工程塑料制成；电池盒内放有三节容量为2300mAh，1.2V镍氢电池；微型真空泵体积为55mm×16mm×36mm，真空压力≥45kp，每分钟气流量≥2.5升；工作电压：5V。吸盘式电磁铁吸力为5kG。本发明具有通用性好，吸附性强，体积和质量小，载重量大，搬动运输方便等特点。

Description

爬壁机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，尤其是一种通过吸附套件来达到在垂直墙壁上攀爬的遥控机器人。

背景技术

现有的爬壁机器人，有磁吸附，负压吸附，粘性吸附和仿生学吸附等等。单纯的磁吸附或者负压吸附有一定的狭隘性，通用性不大，只能用于特定的壁面，而且体积、质量都较大运输麻烦。粘性吸附和仿生学吸附(仿壁虎)虽然他们的灵活性强，体积小，但是他们的吸附性差有待提高，所以注定载重量小。

发明内容

本发明是要提供一种爬壁机器人，该机器人吸附性强，体积和质量小，载重量大，搬动运输方便。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种爬壁机器人，包括履带坦克车底盘，其特点是：履带坦克车底盘底板上装有两套吸附装置，每套吸附装置由吸盘式电磁铁和真空吸盘组成，且两套吸附装置呈倒三角的方式排列。

履带坦克车底盘内左右各装有一个微型真空泵和电池盒。真空吸盘与微型真空泵连接；履带坦克车底盘两边分别连接有电机驱动履带；履带坦克车底盘宽度为179MM，且由ABS工程塑料制成；电池盒内放有三节容量为2300mAh，1.2v镍氢电池；微型真空泵体积为55mmX16mmX36mm，真空压力≥45kp，每分钟气流量≥2.5升；工作电压：5v)。吸盘式电磁铁吸力为5KG。

本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比，由于采用了两套吸附装置：一套是通过电磁铁吸附导磁性壁面达到爬壁的功能；另一套是通过微型真空泵连接真空吸盘，对吸盘内部进行抽气形成负压吸附，使机器人吸附在光滑壁面(玻璃，瓷砖，油漆粉刷过的光滑壁面等)。当机器人开启吸附套件后，吸附壁面。通过电机驱动履带使吸附套件和壁面形成滑动摩擦，从而稳步移动。因此，本发明具有通用性好，吸附性强，体积和质量小，载重量大，搬动运输方便等特点。

附图说明

图1是本发明的结构主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1至图3所示，本发明的一种爬壁机器人，包括履带坦克车底盘1，真空吸盘2，吸盘式电磁铁3，电池盒4，微型真空泵6等。

履带坦克车底盘1底板上装有两套吸附装置，每套吸附装置由吸盘式电磁铁3和真空吸盘2组成，且两套吸附装置呈倒三角的方式排列。履带坦克车底盘1内左右各装有一个微型真空泵6和电池盒4。真空吸盘2与微型真空泵6连接；履带坦克车底盘1两边分别连接有电机驱动履带5。

本发明的爬壁机器人通过吸附套件来达到在垂直墙壁上攀爬的遥控机器人。它一共有两套吸附装置：一套是通过吸盘式电磁铁3吸附导磁性壁面达到爬壁的功能；另一套是通过微型真空泵6连接真空吸盘2，对吸盘内部进行抽气形成负压吸附，使机器人吸附在光滑壁面(玻璃，瓷砖，油漆粉刷过的光滑壁面等)。当机器人开启吸附套件后，吸附壁面。通过电机驱动履带5使吸附套件和壁面形成滑动摩擦，从而稳步移动。

在机器人的制作过程中为了减轻自身的重量就决定不使用铁铝合金等金属制作的机器人底盘，所以就用ASURO的RP6履带坦克车底盘1，此底盘采用ABS工程塑料具有高强度能基本应付由于坠落导致造成的冲击。

电机选择的是大扭力280马达。电机电压：7.2~12V，工作电流：160~180mA，最大速度：30cm/s，配套齿轮箱的齿轮减速比例：80∶1。有效载重：＞7.5KG由于履带坦克车底盘1的内部空间较小，无法加装吸盘式电磁铁3和微型真空泵。所以经过计算决定把底盘的宽度从125.5MM加到179MM，从而可以正好装入三个吸盘2，左右各一个的微型真空泵6和电池盒4。

加宽底盘1的材料是定做的透明有机板，厚度为2MM，和底盘原本厚度差不多。而且具有强韧抗耐冲(拉伸强度(Mpa)≥46.0)、耐化学药品性(柔曲温度℃≥54.0，透湿度g/m2·24h·0.1mm≤15，透光率％(厚度0.11-0.30mm)≥86)、折叠韧性强(落球冲击破碎率(％)≤40.0)、质量轻等特点，符合机器人自重轻具有一定强度的特点。

为了平衡重量，在机器人内部电池左右各微型抽气泵安装两个电池盒4和微型真空泵6。一个电池盒4放三节超大容量2300mAh，1.2v镍氢电池以保证机器人的电量，而且充电方便利于环保减少污染。

微型真空泵6体积小(55mm*16mm*36mm)，吸气流量大(真空压力：≥45kp，每分钟气流量：≥2.5升)工作电压适宜(电压：5v)。真空吸盘2最大直径为60MM，气孔的直径为6MM的透明硅胶吸盘。硅胶摩擦力大而且比较柔软能很好的吸附壁面。吸附装置采用倒三角的方式来排列，因为三点固定一个平面，这样比较平稳，而且由于重力关系上面二个吸附装置有利于增大吸附力，防止机器人由于吸附力不足导致的上半部分外翘。配合M6的真空橡胶管连接微型真空泵6和真空吸盘2，使二个微型真空泵6和三个真空吸盘2互相连通，让每个真空吸盘2有较平均的吸气流量。

由于电磁铁的额定电压都过高，在外型上符合我要求的吸盘电磁铁TAU-2520P最低电压也要12V，所以我按照它的外形定做了工作电压在5-8V的电磁铁。在制作过程中减少了它内部线圈，导致它的高度降低，从而减小了降低了工作电压，这样它的体积减小(体积：直径50*14.7)，质量也减轻，也符合了我需求的工作电压，但是吸力也不变(吸力：5KG)。

本发明采用无限遥控设备，其中无线遥控模块--超再生无线接发收头(315M)。它采用SMD贴片工作制造生产，为超再生接收方式，它内含放大整形，可直接输出至解码器IC，使用极为方便，接收电路性能稳定，加之又采用SMD贴片工艺技术制造，即使强烈振动也不必担心频点偏高。DF接收模块的工作电压为5伏，静态电流5毫安，它为超再生接收电路，接收灵敏度为-105dbm，接收天线最好为25～30厘米的导线，最好能竖立起来。这种设计有很多优点，它可以和各种解码电路或者单片机配合，设计电路灵活方便。这种电路的优点在于：

(1)天线输入端有选频电路，而不依赖1/4波长天线的选频作用，控制距离较近时可以剪短甚至去掉外接天线

(2)输出端的波形在没有信号比较干净，干扰信号为短暂的针状脉冲，而不象其它超再生接收电路会产生密集的噪声波形，所以抗干扰能力较强。

(3)DF模块自身辐射极小，加上电路模块背面网状接地铜箔的屏蔽作用，可以减少自身振荡的泄漏和外界干扰信号的侵入。

(4)采用带骨架的铜芯电感将频率调整到315M后封固，这与采用可调电容调整接收频率的电路相比，温度、湿度稳定性及抗机械振动性能都有极大改善。可调电容调整精度较低，只有3/4圈的调整范围，而可调电感可以做到多圈调整。可调电容调整完毕后无法封固，因为无论导体还是绝缘体，各种介质的靠近或侵入都会使电容的容量发生变化，进而影响接收频率。另外未经封固的可调电容在受到振动时定片和动片之间发生位移；温度变化时热胀冷缩会使定片和动片间距离改变；湿度变化因介质变化改变容量；长期工作在潮湿环境中还会因定片和动片的氧化改变容量，这些都会严重影响接收频率的稳定性，而采用可调电感就可解决这些问题，因为电感可以在调整完毕后进行封固，绝缘体封固剂不会使电感量发生变化。

无限遥控设备的基本参数：

1.工作电压：DC5V

2.工作电流：≤3.5mA

3.工作频率：315MHz

4.接收灵敏度：-105dbm

5.输出信号：TTL电平

6.接口方式：插针(4PIN间距2.54mm)

7.外型尺寸：30×14×8mm

8.工作温度：-10℃～+50℃。

Claims (8)

1.一种爬壁机器人，包括履带坦克车底盘(1)，其特征在于：所述履带坦克车底盘(1)底板上装有两套吸附装置，每套吸附装置由吸盘式电磁铁(3)和真空吸盘(2)组成，且两套吸附装置呈倒三角的方式排列。

2.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于：所述履带坦克车底盘(1)内左右各装有一个微型真空泵(6)和电池盒(4)。

3.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于：所述真空吸盘(2)与微型真空泵(6)连接。

4.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于：所述履带坦克车底盘(1)两边分别连接有电机驱动履带(5)；

5.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于：所述履带坦克车底盘(1)宽度为179MM，且由ABS工程塑料制成。

6.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于：所述微型真空泵(6)体积为55mmX16mmX36mm，真空压力≥45kp，每分钟气流量≥2.5升；工作电压为5V。

7.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于：所述吸盘式电磁铁(3)吸力为5KG。

8.根据权利要求2所述的爬壁机器人，其特征在于：所述电池盒(4)内放有三节容量为2300mAh，1.2v镍氢电池。

Images