CN104908834A - 具有气路通断功能的吸盘提升装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有气路通断功能的吸盘提升装置，属于一种用于爬壁机器人的提升装置。包括轨道、链轮，链条，吸盘、吸盘固定板通过吸盘抽气接头螺纹连接，导柱与导柱固定板固定连接，轨迹滚轮与导柱固定板连接，机械阀分别与导柱固定板、吸盘固定板螺纹连接，轴承支座分别与导柱固定板、吸盘固定板螺纹连接，直线轴承与轴承支座过盈连接，光轴与直线轴承滑动连接，光轴的一端与导套螺纹连接，弹簧一套接在光轴外部，光轴的另一端螺纹连接提升高度调节螺母，导套与导柱滑动连接，吸盘模块连接板与导套固定连接。优点是结构新颖，吸盘与吸附面接触时不产生卷褶，真空系统压力波动小，减小了机器人的体积及重量，降低成本。

Description

具有气路通断功能的吸盘提升装置
技术领域
本发明属于一种用于爬壁机器人的提升装置，尤其涉及一种具有气路通断功能的吸盘提升装置。
背景技术
吸盘被广泛应用于需要负压吸附的爬壁机器人上，一般有足式和履带式两种多吸盘爬壁机器人。考虑履带式爬壁机器人，在连续移动的过程中，吸盘与爬行面接触吸附前，不可避免地会产生吸盘卷褶现象。同时，吸盘与吸附面间吸附与脱离时很容易使真空系统的压力产生波动，从而导致吸盘吸附失效，严重影响机器人工作可靠性。
发明内容
本发明提供一种具有气路通断功能的吸盘提升装置，以解决吸盘吸附失效，严重影响机器人工作可靠性的问题。实现多吸盘移动机器人吸盘的提升与气路的通断，保证机器人有效运行。
本发明采取的技术方案是：提升轨道、上吸附轨道、下吸附轨道、链轮分别与机器人本体连接，提升轨道与下吸附轨道连接，轨迹滚轮沿提升轨道、上吸附轨道、下吸附轨道滚动，吸盘模块连接板与链条固定连接，链条与链轮啮合，吸盘、吸盘固定板通过吸盘抽气接头螺纹连接，导柱与导柱固定板经防松螺母固定连接，螺母用来防止导柱松动，轨迹滚轮通过螺纹与导柱固定板连接，双向滚动凸轮直动式机械阀分别与导柱固定板、吸盘固定板螺纹连接，轴承支座分别与导柱固定板、吸盘固定板螺纹连接，直线轴承与轴承支座过盈连接，卡簧轴向固定直线轴承，光轴与直线轴承滑动连接，光轴的一端与导套螺纹连接，弹簧一套接在光轴外部，光轴的另一端螺纹连接提升高度调节螺母，导套与导柱滑动连接，吸盘模块连接板与导套固定连接，吸盘抽气接头与气动快换接头一连接，气动快换接头二与双向滚动凸轮直动式机械阀连接，气动快换接头一、气动快换接头二通过气管连接，用于与真空系统连接的气动快换接头三与双向滚动凸轮直动式机械阀连接。
所述的吸盘抽气接头的结构是：阀芯、阀芯挡圈与弹簧二组成一个单向阀安装于本体内，其中阀芯挡圈与本体固定连接，阀芯与阀芯挡圈滑动连接，弹簧二前端阀芯顶接。
导柱与光轴组成平行移动机构，限制光轴与直线轴承间的旋转自由度。
本发明的优点：结构新颖紧凑，吸盘提升模块在提升滑轨的配合下，吸盘运动过程中不产生卷褶，避免了吸盘卷褶现象的发生；吸盘与吸附面间的吸附与脱离而造成的真空系统压力波动小，在机械阀与吸盘内单向阀的配合下，可以实现吸盘的有效吸附与抬起；使用机械方式代替为实现精确吸附工作面所需的电磁阀及其线路连接，改善了机器人改观。在保证吸附效果的前提下，减小了机器人的体积及重量，减少了传感器及控制线路连接，简化了机器人结构，大大降低了爬壁机器人的制造成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明吸盘模块的装配图；
图3是本发明吸盘模块提升后的示意图；
图4a是本发明吸盘抽气接头的结构示意图；
图4b是本发明吸盘抽气接头的工作原理图，图为关闭状态；
图4c是本发明吸盘抽气接头的工作原理图，图为打开状态；
图5是本发明吸盘模块的爆炸图。
具体实施方式
提升轨道21、上吸附轨道22、下吸附轨道23、链轮25分别与机器人本体连接，提升轨道21与下吸附轨道23连接，轨迹滚轮16沿提升轨道21、上吸附轨道22、下吸附轨道23滚动，吸盘模块连接板12与链条24固定连接，链条24与链轮25啮合，吸盘19、吸盘固定板4通过吸盘抽气接头1螺纹连接，导柱10与导柱固定板8经防松螺母9固定连接，螺母9用来防止导柱10松动，轨迹滚轮16通过螺纹与导柱固定板8连接，双向滚动凸轮直动式机械阀7分别与导柱固定板8、吸盘固定板4螺纹连接，轴承支座15分别与导柱固定板8、吸盘固定板4螺纹连接，直线轴承14与轴承支座15过盈连接，卡簧20轴向固定直线轴承14，光轴18与直线轴承14滑动连接，光轴18的一端与导套11螺纹连接，弹簧一13套接在光轴18外部，光轴18的另一端螺纹连接提升高度调节螺母17，导套11与导柱10滑动连接，吸盘模块连接板12与导套11固定连接，吸盘抽气接头1与气动快换接头一2连接，气动快换接头二6与双向滚动凸轮直动式机械阀7连接，气动快换接头一2、气动快换接头二6通过气管3连接，用于与真空系统连接的气动快换接头三5与双向滚动凸轮直动式机械阀7连接。
所述的吸盘抽气接头1的结构是：阀芯1001、阀芯挡圈1002与弹簧二1003组成一个单向阀安装于本体1004内，其中阀芯挡圈1002与本体1004固定连接，阀芯1001与阀芯挡圈1002滑动连接，弹簧二1003前端阀芯1001顶接。
导柱10与光轴18组成平行移动机构，限制光轴18与直线轴承14间的旋转自由度。
工作原理：提升轨道21、上吸附轨道22和下吸附轨道23固定于机器人本体上。吸盘模块连接板12与链条24固定连接，吸盘模块连接板跟随链条24做周期运动，当轨迹滚轮16运动到提升轨道21时，弹簧13被压缩，吸盘提升一定的距离，提升后，吸盘近地点A的运动轨迹n不再与地面产生干涉（m为吸盘提升前近地点A的运动轨迹），由此避免了吸盘卷褶。同时，当轨迹滚轮16进入提升轨道21后，机械阀7的滚动凸轮被提升轨道21压下，气动快换接头一2、气动快换接头二5、气动快换接头三6间气路接通，但由于吸盘抽气接头1内置了单向阀，此时吸盘19并未被抽真空，当吸盘19与吸附表面平行时，吸盘在弹簧13的推力下与吸附表面接触并进入上吸附轨道22、下吸附轨道23之间，此时，阀芯1001与吸附面接触，弹簧1003被压缩，阀芯1001与阀芯挡圈1002间产生通路，吸盘19被抽真空吸附工作表面，当吸盘模块运动出上吸附轨道22、下吸附轨道23时，机械阀7关闭，真空系统与吸盘19间的气路阻断，大气进入吸盘19，吸盘模块脱离吸附面；在一条闭合的链条上等间距地安装多个吸盘吸附模块，便可实现机器人的连续移动。

Claims (3)

1.一种具有气路通断功能的吸盘提升装置，其特征在于：提升轨道、上吸附轨道、下吸附轨道、链轮分别与机器人本体连接，提升轨道与下吸附轨道连接，轨迹滚轮沿提升轨道、上吸附轨道、下吸附轨道滚动，吸盘模块连接板与链条固定连接，链条与链轮啮合，吸盘、吸盘固定板通过吸盘抽气接头螺纹连接，导柱与导柱固定板经防松螺母固定连接，轨迹滚轮通过螺纹与导柱固定板连接，双向滚动凸轮直动式机械阀分别与导柱固定板、吸盘固定板螺纹连接，轴承支座分别与导柱固定板、吸盘固定板螺纹连接，直线轴承与轴承支座过盈连接，卡簧轴向固定直线轴承，光轴与直线轴承滑动连接，光轴的一端与导套螺纹连接，弹簧一套接在光轴外部，光轴的另一端螺纹连接提升高度调节螺母，导套与导柱滑动连接，吸盘模块连接板与导套固定连接，吸盘抽气接头与气动快换接头一连接，气动快换接头二与双向滚动凸轮直动式机械阀连接，气动快换接头一、气动快换接头二通过气管连接，用于与真空系统连接的气动快换接头三与双向滚动凸轮直动式机械阀连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有气路通断功能的吸盘提升装置，其特征在于：所述的吸盘抽气接头的结构是：阀芯、阀芯挡圈与弹簧二组成一个单向阀安装于本体内，其中阀芯挡圈与本体固定连接，阀芯与阀芯挡圈滑动连接，弹簧二前端阀芯顶接。
3.根据权利要求1所述的一种具有气路通断功能的吸盘提升装置，其特征在于：导柱与光轴组成平行移动机构。
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