CN104648509B - 带吸盘的分体式机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分体式机器人，其包括相互连接并能够相对运动的前机体（2）和后机体（3），前机体（2）具有至少一个前吸盘（21），后机体（3）具有至少一个后吸盘（31），前机体（2）设置有至少一个凹/凸部（4），后机体（3）设置有至少一个凸/凹部（5），凹/凸部（4）与对应的凸/凹部（5）的形状相匹配，以形成前机体（2）后侧与后机体（3）前侧相互包络的配合区域（6）；至少一部分的前吸盘（21）与至少一部分的后吸盘（31）设置于所述配合区域（6），使得至少一个前吸盘（21）的最后侧边缘位于至少一个后吸盘（31）的最前侧边缘的后方。根据本发明，能够减少分体式机器人的长度，缩短越过缝隙时的行程。

Description

带吸盘的分体式机器人
技术领域
本发明涉及分体式机器人，特别地，涉及通过吸盘吸附在物体表面的分体式机器人。
背景技术
随着经济的发展，现代城市高楼林立。这些摩天化城市建筑物的外墙的维护和清洁作业以往都是由人工完成的。这样的人工作业过程费时费力，还存在着危险性。能够在建筑物等的垂直壁面或顶部移动工作的机器人的出现在很大程度上解决了这个问题。通过在这些机器人上安装各种不同的执行装置，它们可以代替人完成诸如高楼清洗、大型船壳焊接、电梯井检查等危险作业。
这样的机器人可以是分体式的并且依靠诸如吸盘等吸附装置吸附在作业表面。例如，中国专利申请公布CN102167102A（下文中称为专利文献1）中披露了一种分体式爬墙机器人。如图1所示，这种分体式机器人包括第一吸附体101和第二吸附体102。在第一吸附体和第二吸附体的底部均设置有多个吸盘103。第一吸附体101和第二吸附体102通过吸盘103交替吸附在作业表面上，从而实现机器人的诸如前进等运动。特别地，当这样的机器人需要越过作业表面上的缝隙时，第一吸附体101先脱离作业表面并向前运动，使得设置在其上的吸盘103越过缝隙并吸附在缝隙对面的作业表面上，然后第二吸附体102再脱离作业表面并向前运动使得设置在第二吸附体102上的吸盘103越过缝隙。如图2所示，在这种结构中，第一吸附体101的所有吸盘103在机器人的前进方向上的边界宽度是D1，第二吸附体102的所有吸盘103在机器人的前进方向上的边界宽度是D2，由于设置于第一吸附体101的吸盘103和设置于第二吸附体102的吸盘103在分体式机器人的前进方向上相距有一定的距离d（这里，d≥0），所以机器人的所有吸盘在机器人前进方向上的边界总宽度D大于D1、D2之和，即D=D1+D2+d≥D1+D2（式1）。当分体式机器人需要越过的缝隙宽度为W时，所需的行程S大于等于D1、D2、d和W之和，即S≥D1+D2+d+W（式2）。
发明内容
因而，专利文献1中的吸盘排布结构使得分体式机器人的机身的总长度较长，结构不够紧凑，且越过缝隙所需的行程也较长，容易导致作业中的意外情况的发生。
因此，期望提供一种结构紧凑、机身较短，越过缝隙时行程也较短的分体式机器人。
本发明的实施例提供了一种分体式机器人。所述分体式机器人包括前机体和后机体，所述前机体与所述后机体相互连接并能够相对运动。所述前机体布置有至少一个前吸盘，所述后机体布置有至少一个后吸盘。所述前机体设置有与所述后机体相面对的至少一个凹/凸部，所述后机体设置有与所述前机体相面对的至少一个凸/凹部。所述凹/凸部与对应的所述凸/凹部的形状相匹配，使得在所述分体式机器人的前进方向上所述前机体的后侧与所述后机体的前侧形成相互包络的配合区域。所述至少一个前吸盘的至少一部分与所述至少一个后吸盘的至少一部分设置于所述配合区域，使得当所述前机体与所述后机体合拢时，所述至少一个前吸盘在所述分体式机器人的前进方向上的最后侧边缘位于所述至少一个后吸盘的最前侧边缘的后方。
优选地，所述前吸盘与所述后吸盘的尺寸不同，当所述前机体与所述后机体合拢时，在所述配合区域内，所述前吸盘与所述后吸盘中较小者的前后边缘被包容在较大者的直径范围内。
优选地，所述前吸盘与所述后吸盘的尺寸相同，当所述前机体与所述后机体合拢时，在所述配合区域内，所述前吸盘的中心与所述后吸盘的中心布置在垂直于所述分体式机器人的前进方向的一条直线上。
优选地，所述至少一个前吸盘与所述至少一个后吸盘可以均设置于所述配合区域。
根据本发明，能够减小分体式机器人的机身长度，使得分体式机器人的结构更加紧凑，而且能够缩短分体式机器人越过缝隙所需的行程。
附图说明
图1是现有技术中的分体式机器人的结构示意图；
图2详细示出了现有技术中的分体式机器人的吸盘排布结构；
图3是本发明实施例的分体式机器人的机体结构以及吸盘布局的示意图；
图4是本发明实施例的分体式机器人越过缝隙的示意图；
图5是本发明实施例的分体式机器人的优选实施例的示意图。
具体实施方式
本发明实施例的分体式机器人设置有前机体2和后机体3。可以采用本领域中已知的方式来设置前机体2和后机体3之间的连接机构与致动机构，这里不再赘述。如图3所示，前机体2设置有与后机体3相面对的至少一个凹/凸部4，后机体3设置有与前机体2相面对的至少一个凸/凹部5（为了便于图示，图3中仅示出了一个凸/凹部5），凹/凸部4与对应的凸/凹部5的形状相匹配，使得当前机体2与后机体3合拢时，在分体式机器人的前进方向上前机体2的后侧与后机体3的前侧相互包络，形成如图3中点划线所示的类似于齿轮相互啮合的配合区域6。为了便于图示，图3中仅示出了一个凹/凸部4和一个凸/凹部5，但应当理解的是，本发明的分体式机器人可以在垂直于前进方向的方向上设置有多个相匹配的凹/凸部4和凸/凹部5，这些凹/凸部4和凸/凹部5共同形成配合区域6。
前机体2的底部设置有至少一个前吸盘21，它们中的至少一部分设置于配合区域6。至少一个前吸盘21在分体式机器人的前进方向上的边界总宽度是D1。后机体3的底部设置有至少一个后吸盘31，它们中的至少一部分设置于配合区域6。至少一个后吸盘31在分体式机器人的前进方向上的边界总宽度是D2。通过上述结构，由于存在前机体2与后机体3的配合区域6并且至少一部分前吸盘21和至少一部分后吸盘31设置于配合区域6，因此前机体2的前吸盘21与后机体3的后吸盘31不但没有像图1和图2中所示的那样间隔有距离d，而且还使得在分体式机器人的前进方向上，前机体2的前吸盘21的最后侧边缘位于后机体3的后吸盘31的最前侧边缘的后方。也即是，分体式机器人的所有吸盘在分体式机器人的前进方向上的边界总宽度D小于D1与D2之和，即D<D1+D2（式3）。当具有这样的结构的分体式机器人需要越过的缝隙宽度为W时，如图4所示，所需的行程S小于D1、D2和W之和，即S<D1+D2+W（式4）。通过将式1与式3以及式2与式4分别进行比较，本发明实施例的分体式机器人在前进方向上的尺寸显然更加紧凑，并且越过缝隙所需的行程也更短。需要注意的是，为了便于图示，图3和下面将要说明的图4中示出的分体式机器人仅在配合区域6布置有前吸盘21和后吸盘31。然而，根据设计需要，在配合区域6之外的其它区域也可以布置有前吸盘21和后吸盘31以增强吸附力。在这种情况下，布置于其它区域的吸盘的排列可以按照已知的任意形式实施，只要确保布置于配合区域6的前吸盘21和后吸盘31具有上述构造，就能够实现上述效果。优选地，前吸盘21和后吸盘31可以如图3和图4所示均设置于配合区域6。
当前机体2的前吸盘21与后机体3的后吸盘31的吸盘大小不同时，优选地，通过调整凹/凸部4和凸/凹部5的尺寸以及前吸盘21和后吸盘31的直径，使得在配合区域6内，在分体式机器人的前进方向上，前吸盘21与后吸盘31中较小者的前后边缘被包容在较大者的直径范围内。特别地，如图5所示，在前吸盘21和后吸盘31均设置于配合区域6的情况下，分体式机器人的所有吸盘在分体式机器人的前进方向上的边界总宽度D即等于较大吸盘的前后边缘宽度（在图5中，D=D2），分体式机器人越过宽度为W的缝隙时所需的行程S即等于较大吸盘的前后边缘宽度与W之和（在图5中，S=W+D2）。也即是，能够使得分体式机器人的机身长度在前进方向上达到最短，并且使得分体式机器人越过缝隙时的行程最短。
当前机体2的前吸盘21与后机体3的后吸盘31的吸盘大小相同时，优选地，通过调整凹/凸部4和凸/凹部5的尺寸以及前吸盘21和后吸盘31的直径，使得在配合区域6内，前吸盘21的中心与后吸盘31的中心布置在垂直于分体式机器人的前进方向的一条直线上。这能够使得分体式机器人的机身长度在前进方向上达到最短，并且使得分体式机器人越过缝隙时的行程最短。
通过上述结构，不仅能够减小分体式机器人的机身长度，使得分体式机器人的结构更加紧凑，而且能够缩短分体式机器人越过缝隙所需的行程。

Claims (4)

1.一种分体式机器人，其包括前机体（2）和后机体（3），所述前机体（2）与所述后机体（3）相互连接并能够相对运动，所述前机体（2）布置有至少一个前吸盘（21），所述后机体（3）布置有至少一个后吸盘（31），其特征在于：
所述前机体（2）设置有与所述后机体（3）相面对的至少一个凹/凸部（4），所述后机体（3）设置有与所述前机体（2）相面对的至少一个凸/凹部（5），所述凹/凸部（4）与对应的所述凸/凹部（5）的形状相匹配，使得在所述分体式机器人的前进方向上所述前机体（2）的后侧与所述后机体（3）的前侧形成相互包络的配合区域（6），并且
所述至少一个前吸盘（21）的至少一部分与所述至少一个后吸盘（31）的至少一部分设置于所述配合区域（6），使得当所述前机体（2）与所述后机体（3）合拢时，所述至少一个前吸盘（21）在所述分体式机器人的前进方向上的最后侧边缘位于所述至少一个后吸盘（31）的最前侧边缘的后方。
2.根据权利要求1所述的分体式机器人，其特征在于，所述前吸盘（21）与所述后吸盘（31）的尺寸不同，当所述前机体（2）与所述后机体（3）合拢时，在所述配合区域（6）内，所述前吸盘（21）与所述后吸盘（31）中的较小者的前后边缘被包容在较大者的直径范围内。
3.根据权利要求1所述的分体式机器人，其特征在于，所述前吸盘（21）与所述后吸盘（31）的尺寸相同，当所述前机体（2）与所述后机体（3）合拢时，在所述配合区域（6）内，所述前吸盘（21）的中心与所述后吸盘（31）的中心布置在垂直于所述分体式机器人的前进方向的一条直线上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分体式机器人，其特征在于，所述至少一个前吸盘（21）与所述至少一个后吸盘（31）均设置于所述配合区域（6）。
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