CN103523108A

CN103523108A - 带有粘附带的爬壁机器人

Info

Publication number: CN103523108A
Application number: CN201210231488.XA
Authority: CN
Inventors: 张勇杰; 梅涛; 孙少明; 吴暄; 刘彦伟; 胡重阳; 缪琴
Original assignee: Hefei Institutes of Physical Science of CAS; Institute of Advanced Manufacturing Technology
Current assignee: Hefei Institutes of Physical Science of CAS; Institute of Advanced Manufacturing Technology
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2032-07-06
Also published as: CN103523108B

Abstract

本发明属于机械制造技术领域，具体是带有粘附带的爬壁机器人。本发明包括驱动单元、执行单元，其中，驱动单元包括直流减速电机、齿轮组；执行单元包括前轮轴、后轮轴、车轮、粘附带，粘附带卡在车轮的凹槽中，所述的粘附带为带有粘性的橡胶材料制成。爬壁机器人还包括一个底盘，且直流减速电机固定在底盘的前端。底盘是具有甲虫鞘翅式的弧面结构设计。底盘的后端安装有可以调节预压力的尾巴结构。该爬壁机器人具有较高的强度和较轻的质量，且采用了粘附和移动方式的技术设计，可以适用于各种复杂场合行进。另外，本发明方便操作使用、造价成本不高，适合在相关技术领域中推广应用。

Description

带有粘附带的爬壁机器人

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体是带有粘附带的爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人是可以在垂直壁面上爬行并完成作业的自动化机器人，在民用、军事、航天上具有广泛的用途，因而越来越受到人们的重视。在民用领域，爬壁机器人被用来清洗大厦外壁墙面和玻璃、检测舰船船体、检测核密封罐等；在军事反恐领域，爬壁机器人可用来进行侦察窃听、研制蛙人等；在航天领域，爬壁机器人可用来进行舱外维修等。

爬壁机器人必须具备吸附与移动两个基本功能。常见的吸附方法有负压吸附与磁吸附两种方式。其中，负压方式通过吸盘内产生负压而吸附于壁面上，不受壁面材料的限制，但要求墙面光滑平整；磁性吸附则有永磁体和电磁铁两种方式，但只适用于吸附导磁性壁面。两种吸附方式的应用范围都有一定的局限性。爬壁机器人常见的移动方式有足式和轮式两种。其中足式爬壁机器人自由度较高，灵活性较好，但结构复杂，轮式爬壁机器人灵活性较差，但是结构简单，爬壁性能稳定。

对于爬壁机器人，在粘附力一定的情况下，质量更轻的机器人具有更好的爬壁性能，因此轻量化设计在爬壁机器人的设计中有重大的意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种带有粘附带的爬壁机器人。

带有粘附带的爬壁机器人，包括驱动单元、执行单元，其中，驱动单元包括直流减速电机、齿轮组；执行单元包括前轮轴、后轮轴、车轮、粘附带，粘附带卡在车轮的凹槽中，所述的粘附带为带有粘性的橡胶材料制成。

爬壁机器人还包括一个底盘，且直流减速电机固定在底盘的前端，齿轮组的传动比为1∶1，爬壁机器人通过前轮轴驱动。底盘是具有甲虫鞘翅式的弧面结构设计。

底盘的后端安装有可以调节预压力的尾巴结构。所述的可以调节预压力的尾巴结构包括推杆、弹簧、螺母、尾巴以及将尾巴固定在底盘上的销，其中，推杆尾端通过螺纹与螺母连接，弹簧套在推杆上，尾巴可以绕销做旋转运动。

前、后轮轴分别通过轴承固定在底盘的前后两端，支撑架连接前、后轮轴。所述的车轮是两端稍高，中间凹陷的槽型轮。所述的车轮有四个车轮，前、后各两个车轮；所述的粘附带有两条粘附带，左、右各一条粘附带。

本发明是一种带有粘附带的爬壁机器人，该爬壁机器人具有较高的强度和较轻的质量，且采用了粘附和移动方式的技术设计，可以适用于各种复杂场合行进。另外，本发明方便操作使用、造价成本不高，适合在相关技术领域中推广应用。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的剖面示意图。

图中：1、底盘；2、前轮轴；3、齿轮组；4、粘附带；5、直流减速电机；6、支撑架；7、推杆；8、弹簧；9、螺母；10、尾巴；11、后轮轴；12、车轮；13、轴承；14、销。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和特点更加清楚，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步的详细说明。在此，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、图2所示，本发明包括驱动单元和执行单元，其中，驱动单元包括直流减速电机5、齿轮组3；执行单元包括前轮轴2、后轮轴11、四个车轮12、轴承13、两条粘附带4。爬壁机器人的底部安装有一个底盘1，且直流减速电机5固定在底盘1的前端。底盘1具有甲虫鞘翅式的弧面结构设计。

本发明驱动单元的直流减速电机5和齿轮组3均固定在底盘1前端，且齿轮组3的传动比为1∶1。执行单元的前轮轴2和后轮轴11分别固定在底盘1的前端和后端，每根轮轴上装有两个车轮12，前、后车轮12之间设有粘附带4。

启动直流减速电机5，通过齿轮组3的传动，车轮12将带动粘附带4运动。粘附带4是具有粘附特性的橡胶材料制成，该材料具有粘附时不留痕迹并可以反复使用的特点。

前轮轴2与后轮轴11之间装有支撑架6，车轮12为两侧高中间凹陷的槽型轮，粘附带4卡在车轮12的凹槽中，其目的是为了保证前轮轴2与后轮轴11的平行度，防止粘附带4在运动过程中脱出。

本发明的底盘1采用弧面形状的仿生机身设计，可以达到增大机器人强度和减小机器人重量的目的。

底盘1后侧安装有尾巴结构，目的是为粘附带4提供预压力。其中，尾巴结构包括推杆7、弹簧8、螺母9、尾巴10以及将尾巴10固定在底盘1上的销14。其中，推杆7可以在底盘1后侧一个凸起的滑槽中前后滑动，弹簧8套在推杆7上，一端与底盘1压紧，另一端与安装在推杆7上的螺母9接触。尾巴10的中部有孔，通过销14安装在底盘1上，并可以绕着销14转动，尾巴10的前端与推杆7的尾部接触。在弹簧8的弹力作用下，推杆7推动尾巴10转动，使尾巴10的另一端压紧壁面，从而给粘附带4提供预压力。调节螺母9在推杆7上的位置可以调节弹簧8的预压缩量，从而可以调节尾巴10的预压力。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.带有粘附带的爬壁机器人，包括驱动单元、执行单元，其中，驱动单元包括直流减速电机、齿轮组；执行单元包括前轮轴、后轮轴、车轮、粘附带，其特征在于：粘附带卡在车轮的凹槽中，所述的粘附带为带有粘性的橡胶材料制成。

2.根据权利要求1所述的带有粘附带的爬壁机器人，其特征在于还包括一个底盘，且直流减速电机固定在底盘的前端，齿轮组的传动比为1∶1，爬壁机器人通过前轮轴驱动。

3.根据权利要求2所述的带有粘附带的爬壁机器人，其特征在于底盘具有甲虫鞘翅式的弧面结构设计。

4.根据权利要求2所述的带有粘附带的爬壁机器人，其特征在于底盘的后端安装有可以调节预压力的尾巴结构。

5.根据权利要求4所述的带有粘附带的爬壁机器人，其特征在于所述的可以调节预压力的尾巴结构包括推杆、弹簧、螺母、尾巴以及将尾巴固定在底盘上的销，其中，推杆尾端通过螺纹与螺母连接，弹簧套在推杆上，尾巴可以绕销做旋转运动。

6.根据权利要求1所述的带有粘附带的爬壁机器人，其特征在于前、后轮轴分别通过轴承固定在底盘的前后两端，支撑架连接前、后轮轴。

7.根据权利要求1所述的带有粘附带的爬壁机器人，其特征所述的车轮是两端稍高，中间凹陷的槽型轮。

8.根据权利要求1所述的带有粘附带的爬壁机器人，其特征所述的车轮有四个车轮，前、后各两个车轮；所述的粘附带有两条粘附带，左、右各一条粘附带。