CN104015831B - 一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人，包括主体驱动部分和尾座部分。主体驱动部分包括机架以及多个滚轮，滚轮通过转轴安装在机架上，滚轮的表面布置有多个微型真空吸盘；在机架上安装有电机Ⅰ，电机Ⅰ输出轴与其中一个滚轮的转轴连接；尾座部分包括两个尾架，两个尾架对称安装在机架的两端；在尾架上横向固定有导轨，导轨上安装有沿导轨横向滑动的滑块，滑块连接一连杆的一端，连杆的另一端固定在机架上；在尾架的两侧各安装有吸盘，吸盘由一个真空泵提供负压；在尾架上安装一齿轮齿条啮合装置，齿条安装在电机Ⅱ的输出轴上。优点：稳定可靠，减少驱动时所需时间，提高了工作性能，并且使用便利，操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种行走爬壁机器人，具体是一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人，属于机器人领域。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步，城市建筑的现代化程度越来越高。客观工作需要人们在墙壁上作业，而且也越来越频繁。在反恐侦查、高层建筑物检测以及壁面清洗领域需要一种机器能够实现爬壁功能。一方面，该机器能够方便携带，完成任务装备；另一方面，该机器能够在垂直峭壁上任意移动并且稳定好。从而引起人们发明一种高空极限作业的机械装置，越来越受到重视。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人，携带方便，在垂直峭壁上能够任意移动，可在高空极限作业。
本发明是以如下技术方案实现的：一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人，包括主体驱动部分和尾座部分；所述的主体驱动部分包括机架以及多个滚轮，所述的滚轮通过转轴安装在机架上，滚轮的表面上设置有多个微型真空吸盘；在机架上安装有电机Ⅰ，电机Ⅰ输出轴与其中一个滚轮的转轴连接；
所述的尾座部分包括两个尾架，所述的两个尾架对称安装在机架的两端；在所述的尾架上横向固定有导轨，导轨上安装有沿导轨横向滑动的滑块，滑块连接一连杆的一端，连杆的另一端固定在机架上；在尾架的两侧各安装有吸盘，所述的吸盘连接一向其提供负压的真空泵；在两个尾架上各安装一齿轮齿条啮合装置，齿轮齿条啮合装置中的齿轮安装在一电机Ⅱ的输出轴上。
本发明的有益效果是：本有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人能够连续运动、稳定可靠，减少驱动时所需时间，提高了工作性能，并且使用便利，操作简单。除此之外，该机器人结构简单运用框架结构，具有空间扩展性，可携带多种仪器设备。
附图说明
图1为本发明俯视方向上的结构示意图；
图2为本发明主视方向上的结构示意图。
图中：1、电机Ⅰ，2、机架，3、滚轮，4、吸盘，5、真空泵，6、尾架，7、滑块，8、导轨，9、齿条，10、齿轮，11、电机Ⅱ，12、连杆，13、微型真空吸盘。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人，包括主动驱动部分和尾座部分。主动驱动部分包括机架2，在机架2上安装电机Ⅰ1，并通过螺栓固定在机架2上；在机架2上安装有多个滚轮3，所述的滚轮3通过转轴安装在机架2上，滚轮3的表面安装有微型真空吸盘13；在机架2上安装有电机Ⅰ1，电机Ⅰ1的输出轴与其中一个滚轮3的转轴连接。所述的滚轮有三个，其中一个滚轮3的轴与电机Ⅰ1的输出轴连接，作为主动轮，另外两个滚轮3作为从动轮。滚轮上的密布的微型真空吸盘13能够在无真空负压源的情况下，依靠滚轮转动，挤压数量众多的微型真空吸盘13变形产生负压，从而使三个滚轮自如的吸附或脱离被吸附面。该装置在主动轮的作用下，能够在工作面上做连续直线运动。
所述的尾座部分包括两个尾架6，所述的两个尾架6对称安装在机架2的两端；在所述的尾架6上横向固定有导轨8，导轨上安装有沿导轨横向滑动的滑块7，滑块7连接一连杆12的一端，连杆12的另一端固定在机架上；在尾架的两侧各安装有吸盘4，四个尾架吸盘4由一个真空泵5提供负压；在尾架上安装一齿轮齿条啮合装置，齿条9安装在电机Ⅱ的输出轴上。
本实施例中，所述的吸盘4有四个，构成吸盘组，对应安装在两个尾架的两侧。所述的齿轮齿条啮合装置包括一固定在尾架上的齿条9以及与其相啮合的齿轮10，所述的齿轮10安装在电机Ⅱ11的输出轴上；所述的电机Ⅱ11安装在机架上；所述的齿条9通过螺栓横向固定在尾架6上。
工作过程：首先，依靠三个滚轮上数量众多的微型真空吸盘13使爬壁机器人吸附于工作表面；然后启动机架2上的电机Ⅰ1，驱动三个滚轮3，滚轮转动，挤压数量众多的微型真空吸盘13变形产生负压，三个滚轮在转动的同时前排微型真空吸盘13完成挤压吸附工作，后排微型真空吸盘13完成脱离被吸附面工作，从而使机器人在工作面的垂直方向上连续直线运动。
当机器人需要横向移动时，停止电机Ⅰ1工作，启动真空泵5，使四个吸盘4在工作表面处于吸附状态，此时，启动电机Ⅱ11，通过齿条9和齿轮10的相互作用，其根据作用力与反作用力原理，使主动驱动部分在横向方向上产生位移。随后，真空泵5停止工作，吸盘组在工作表面会因为吸盘4变形产生负压脱离吸附工作面，即处于脱盘状态。然后，电机Ⅱ11再次进行反转，尾座部分逐渐复位，此时机器人完成横向移动任务。
若执行越障任务只需重复横向功能，直至远离障碍为止。该部分运用了将电机输出的旋转运动，通过齿轮、齿条的作用，转变成装置在横向上直线运动的原理。该部分的功能是实现整个装置的灵活变道，轻松越障的功效。
本发明设计实用性强，运动连续稳定，具有较高的空间扩展性，使用方便，便于推广应用。
Claims (4)
1.一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人，包括主体驱动部分和尾座部分；其特征在于：所述的主体驱动部分包括机架（2）以及多个滚轮（3），所述的滚轮（3）通过转轴安装在机架（2）上，滚轮（3）的表面上设置有多个微型真空吸盘（13）；在机架（2）上安装有电机Ⅰ（1），电机Ⅰ（1）输出轴与其中一个滚轮（3）的转轴连接；
所述的尾座部分包括两个尾架（6），所述的两个尾架（6）对称安装在机架（2）的两端；在所述的尾架（6）上横向固定有导轨（8），导轨（8）上安装有沿导轨横向滑动的滑块（7），滑块（7）连接一连杆的一端，连杆的另一端固定在机架上；在尾架的两侧各安装有吸盘（4），所述的吸盘（4）连接一向其提供负压的真空泵（5）；在两个尾架上各安装一齿轮齿条啮合装置，齿轮齿条啮合装置中的齿轮安装在一电机Ⅱ（11）的输出轴上。
2.根据权利要求1所述的一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人，其特征在于：所述的齿轮齿条啮合装置包括一固定在尾架上的齿条（9）以及与其相啮合的齿轮（10）；所述的电机Ⅱ（11）安装在机架上。
3.根据权利要求1或2所述的一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人，其特征在于：所述的吸盘（4）有四个，对应安装在两个尾架的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁机器人，其特征在于：所述的滚轮（3）有三个。
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