CN105263791A

CN105263791A - 真空壁爬行器

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Publication number: CN105263791A
Application number: CN201480028498.0A
Authority: CN
Inventors: 斯滕·阿恩弗雷兹·尼尔森; 佩德·本特·汉森
Original assignee: Force Technology
Current assignee: Force Technology
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2034-03-21
Also published as: US20160039483A1; WO2014147217A1; ES2571597T3; RU2015145285A; EP2781438B1; US9758202B2; JP2016516625A; KR20150143526A; KR102143670B1; CN105263791B; DK2781438T3; RU2648919C2; EP2781438A1; JP6534651B2

Abstract

本发明涉及一种真空壁爬行器(1)，其具有至少一个真空履带单元(100)，该真空壁爬行器包括：-履带框架(150)；-两个带轮(140、141)，其设置在所述履带框架(150)的相对端中并限定轴距(W)；-环形履带(110)，其设置成在所述两个带轮(140、141)上循环并包括柔性带(120)，所述柔性带(120)包括多个孔口(123)并具有一厚度(T)；-真空分配箱(200)，其设置在所述履带框架(150)内，其中，所述真空分配箱(200)与所述孔口(123)的一部分连通以当所述环形履带(110)循环时向所述孔口(123)的所述部分分配真空，其中，所述柔性带(120)的所述厚度(T)为轴距W的5-20％。

Description

真空壁爬行器

本发明涉及真空壁爬行器(crawler，履带式牵引装置)，该真空壁爬行器包括具有环形履带类型的至少一个吸附履带单元，该环形履带包括由柔性材料形成的连续带，并且连续带具有多个孔口，以用于在孔口的一部分与真空壁爬行器所处的表面或移动的表面之间提供真空。

背景技术

为了在难以接近的地方(例如，高墙、天花板、烟囱、管道或储罐以及其它封闭空间的内部、船舶或飞机表面等)进行多种任务，例如检查、清洁除锈、去除放射性沾染物以及修理，本领域已知了利用可通过远程控制进行操作的自动工作装置来避免使人出现在通常很危险的地方。这种自动工作装置的实例为真空壁爬行器，其可携带工具或照相机等靠近竖直表面、翻转表面、倾斜表面、弯曲表面、复合表面或锥形表面，并将工具移动至表面上的多个位置。一些常见场景包括，对飞机、潜水艇、储槽、高层建筑物以及其它相似结构的表面进行检查、清洁、去漆渍或进行维护。人员直接接近这些表面很不方面、很难或甚至会有危险。当这些表面弯曲、为复合表面或为锥形时，难度会增加。

文献US7404464描述了通过施加吸附力在倾斜工作表面上移动的牵引装置。该牵引装置具有用于连接壁爬行器的上部板，和由柔性材料形成的薄带形式的皮带，该薄带具有多个贯穿皮带的开口以用于吸附至表面，皮带具有用于在粗糙表面上移动的具有高摩擦系数的外表面以及用于很容易地在歧管板(manifoldplate)上滑动的具有低摩擦系数的内表面。进一步地，其公开了用于驱动牵引装置接合构件的滚轮的带齿的皮带。

文献US4664212公开了一种真空壁爬行装置，该真空壁爬行装置包括由柔性材料形成为薄带的两个皮带，每一个皮带具有内表面和外表面，外表面具有多个贯穿皮带的孔。带的内表面与具有小摩擦系数的不锈钢板接触，该板附接至支撑梁，并且该板允许在皮带之间平滑地滑动。壁爬行装置由马达与带轮之间的链驱动。

文献US4664212和文献US7404464中公开的装置均具有向装置的吸附履带上的凹陷分配真空的构件，且均公开了相对较薄的吸附履带。如果装置需要在具有障碍(例如，突起)的表面或弯曲表面上移动，则这些文献教导对提供的构件进行分割以将真空分配至框架内的相对彼此铰接的单元内，以补偿作用于吸附履带的在承载吸附履带的滚轮之间的部分上的力。在文献US4664212中，通过在所提供的用于分配真空的构件中形成狭缝来实现。因此，两个装置中的用于分配真空的内部构件均为更重、更复杂且制造昂贵的复杂机构。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是，提供通过具有障碍的表面和弯曲表面的能力改进的真空壁爬行器。本发明进一步的目的是，提供构造比现有技术真空壁爬行器的构造简单的真空壁爬行器。进一步的目的是，提供能够通过具有障碍的表面和弯曲表面，同时构造比现有技术真空壁爬行器的构造简单的真空壁爬行器。

该目的通过提供具有至少一个真空履带单元的真空壁爬行器实现，该真空履带单元包括：履带框架；两个带轮，其设置在履带框架的相对的端并限定轴距；环形履带，其设置成在两个带轮上循环(circulate，周旋)并包括柔性带，该柔性带包括多个孔口并具有一厚度；以及真空分配箱，其设置在该履带框架内，其中真空分配箱与孔口中的一部分连通以随着环形履带循环而向该部分孔口分配真空，且其中柔性带的厚度为轴距的5-20％。

因此，获得了允许真空壁爬行器行驶越过障碍和弯曲表面的特别简单的解决方案。

在实施方式中，柔性带很柔软。优选地，根据ASTMD2240，柔软度为10-30(肖氏0硬度)。

在进一步的实施方式中，柔性带为外部带，环形履带进一步包括内部带，该内部带具有允许真空在真空分配箱与孔口的部分之间通过的吸附孔。

在进一步的实施方式中，真空分配箱沿该真空履带单元的纵向方向被分割成真空隔室。

在进一步的实施方式中，吸附孔很小，使得如果连接至真空隔室的孔口内的真空消失，则吸附孔将延迟真空隔室内真空的减少。

在进一步的实施方式中，多个孔口可沿该真空履带单元的纵向方向布置成两排。

在进一步的实施方式中，孔口在该真空履带单元的纵向方向上的长度大于相邻孔口之间沿纵向方向的距离。

在进一步的实施方式中，该真空分配箱沿该真空履带单元的纵向方向被分割成长度相等的真空隔室，且这些真空隔室的长度适于使得每一个真空隔室都可沿纵向方向为两个孔口提供真空。

在进一步的实施方式中，真空分配箱沿该真空履带单元的纵向方向被分割成长度相等的真空隔室，且每一个真空隔室设有将每一个真空隔室分成两个半隔室的支撑凸缘，支撑凸缘在真空履带单元的纵向方向上进一步地延伸。

在进一步包括平行布置并由主框架连接的两个真空履带单元的又一实施方式中，主框架和真空履带单元设置成相对于彼此绕接合部的轴线铰接，该轴线与真空履带单元的纵向轴线平行。

在第二方面，本发明涉及具有至少一个真空履带单元的真空壁爬行器，该真空履带单元包括：

履带框架；

两个带轮，其设置在履带框架的相对的端部并限定轴距；

环形履带，其设置成在两个带轮上循环并包括柔性带，该柔性带包括多个孔口并具有一厚度；以及

真空分配箱，其设置在该履带框架内，

其中，真空分配箱与孔口中的一部分连通以当环形履带循环时向该部分的孔口分配真空，且其中柔性带为外部带，环形履带进一步包括内部带，该内部带具有允许真空在真空分配箱与该部分的孔口之间通过的吸附孔。

因此，提供了允许吸附履带在履带框架上滑动的特别简单的方法。

在实施方式中，带的厚度为轴距的5-20％。

在进一步的实施方式中，柔性带很柔软。优选地，根据ASTMD2240，柔性带的柔软度为10-30(肖氏0硬度)。

在根据本发明的第二方面的真空壁爬行器的又一实施方式中，真空壁爬行器可进一步包括以上描述的本发明的第一方面的实施方式所限定的进一步的特征。

在第三方面，本发明涉及具有至少一个真空履带单元的真空壁爬行器，该真空履带单元包括：

履带框架；

两个带轮，其设置在履带框架的相对端部并限定轴距；

环形履带，其设置成在两个带轮上循环并包括柔性带，该柔性带包括多个孔口并具有一厚度；和

真空分配箱，其设置在该履带框架内，

其中真空分配箱与孔口中的一部分连通以当环形履带循环时向该部分的孔口分配真空，且其中柔性带包括外部带，根据ASTMD2240，外部带的柔软度为10-30(肖氏0硬度)。

在根据本发明的第三方面的真空壁爬行器的又一个实施方式中，真空壁爬行器可进一步包括以上描述的本发明的第一方面的实施方式所限定的进一步的特征。

在第四方面，本发明涉及具有至少一个真空履带单元的真空壁爬行器，该真空履带单元包括：

履带框架；

两个带轮，其设置在履带框架的相对端并限定轴距；

真空分配箱，其设置在该履带框架内，

其中，真空分配箱与孔口的一部分连通以当环形履带循环时向该部分孔口分配真空，且其中真空分配箱沿该真空履带单元的纵向方向被分割成长度相等的真空隔室，且其中每一个真空隔室设有将每一个真空隔室分成两个半隔室的支撑凸缘，该支撑凸缘在真空履带单元的纵向方向上进一步延伸。

在优选的实施方式中，孔口可沿该真空履带单元的纵向方向布置成两排或三排。在进一步的实施方式中，孔口占带的宽度的70-90％。

在根据本发明的第四方面的真空壁爬行器的又一个实施方式中，真空壁爬行器可进一步包括以上描述的本发明的第一方面的实施方式所限定的进一步的特征。

本发明的目的可进一步通过本发明的第五方面实现，在本发明的第五方面，真空壁爬行器具有至少一个真空履带单元，该真空履带单元包括：履带框架；两个带轮，其设置在履带框架的相对端并限定轴距；环形履带，其设置成在两个带轮上循环并包括柔性带，该柔性带包括多个孔口并具有一个厚度；真空分配箱，其设置在该履带框架内，其中，真空分配箱与孔口的一部分连通以当环形履带循环时向该部分的孔口分配真空，且其中柔性带的厚度为前带轮和后带轮中最小的带轮的直径的15-40％

在一个实施方式中，柔性带的厚度为前带轮和后带轮中最小的带轮的直径的20-40％。

在另一个实施方式中，柔性带的厚度为前带轮和后带轮中最小的带轮的直径的25-35％。

在一个实施方式中，带轮的直径相等。

在根据本发明的第五方面的真空壁爬行器的又一个实施方式中，真空壁爬行器可进一步包括以上描述的本发明的第一方面的实施方式所限定的进一步的特征。

轮直径限定为从带轮的旋转轴至带轮支撑柔性带的外表面的半径的两倍。

从以下的详细描述，根据本发明的真空壁爬行器的进一步的目的、特征、优点和性能将变得很明显。

整个描述中，使用了术语内部带和外部带。在本申请的上下文中，认为带是环形或连续的伸长、平坦的柔性结构，其形成为一个实体而非通过联接许多实体形成(例如，如链那样)。

附图说明

在本说明书的以下详细部分，将参考附图中所示的示例性实施方式更详细地说明本发明，在附图中：

图1为示出根据本发明的实施方式的包括两个牵引单元和框架的真空壁履带车的透视图，

图2是示出图1中的真空壁履带车的分解透视图，

图3是示出图1中的真空壁履带车的真空牵引单元的分解透视图，

图4是从不同视角示出图3中所示真空牵引单元的细节的分解透视图，

图5是从另一不同视角示出图3和图4中所示真空牵引单元的细节的分解透视图，

图6是示出根据本发明的牵引带的细节的分解透视图，

图7是示出图1中所示真空壁履带车的真空牵引单元的底视图，

图8示出了沿图7中穿过牵引单元的B-B截取的纵向剖面，以及

图9示出了沿图7中穿过牵引单元的A-A截取的横向剖面。

具体实施方式

在以下详细描述中，将通过优选实施方式描述根据本发明的真空壁爬行器1和吸附履带单元100。

真空壁爬行器1的构造和操作是公知的，因此不需要在上下文中进一步进行解释。然而，以下提供有关真空壁爬行器1的操作的进一步的细节。

图1示出了真空壁爬行器1的第一示例性实施方式。

真空壁爬行器1为通过使用一个或多个吸附履带单元100能够附着至表面(例如壁或天花板等)的移动装置。图1中所示真空壁爬行器1具有两个吸附履带单元100。吸附履带单元100通过接合部40连接至主框架10，该接合部允许真空壁爬行器1适应其所行驶的弯曲表面，见下文。

在其它实施方式(未示出)中，真空壁爬行器1可具有通过主框架10连接的两个以上吸附履带单元100。

主框架10包括在吸附履带单元100之间横向拉伸的杆11、12、13。主框架可承载如图1所示的吸附单元20，和诸如照相机、机械臂、工具等设备(未示出)。在图1和图2所示的实施方式中，主框架10包括一直在两个吸附履带单元100之间延伸的第一杆11、以及从每一个吸附履带单元100延伸至吸附单元20的两个第二杆12、13。第二杆可以已知方式(例如通过焊接或螺钉连接等)连接至吸附单元20。其它主框架结构对于本领域的技术人员将显而易见。

现在参考图3，示出了吸附履带单元100的分解视图，每一个吸附履带单元100包括安装在驱动带轮140和支撑带轮141上的环形履带110。吸附履带单元100的环形履带110构建在履带框架150周围，该履带框架支撑驱动带轮140、支撑带轮141、驱动马达300以及在驱动马达300与驱动带轮140之间的传动装置。驱动带轮140和支撑带轮141旋转地安装在履带框架150内。履带框架150为包括两个侧壁151和顶壁152的伸长结构，如图4和图5中所见。驱动带轮140和支撑带轮141安装在履带框架150的相对的端部。

履带框架150进一步包括形成有多个真空隔室210的真空分配箱200。真空分配箱200形成履带框架150的底壁，且与顶壁152相对地设置。

在替代实施方式(未示出)中，吸附单元20可整合到履带框架150内。

履带框架150可由金属、塑料或纤维增强塑料形成。履带框架150进一步包括将吸附履带单元连接至主框架10的接合部的部件42，见下文。

真空分配箱200为伸长的相对平坦的箱形结构，其在驱动带轮140与支撑带轮141之间延伸，并具有面向环形履带110的外侧面201(当吸附履带单元处于组装状态时)和相对的面向履带框架150的内部空间的内侧面202。

图4从不同于图3的视角示出了吸附履带单元100的分解视图，从图4可理解，真空分配箱200包括多个真空隔室210。每一个真空隔室210朝向真空分配箱200的外侧面201是开放的。每一个真空隔室210通过真空阀32、空气歧管31和软管30连接至吸附单元20，参见图5。软管30延伸穿过履带框架150的侧壁151，并连接至吸附单元20的连接器21。以下将给出有关真空分配箱200的更多细节。

吸附单元20为真空源，并提供真空，该真空允许吸附履带单元100吸附至真空壁爬行器所处的表面。吸附单元可以是真空吸尘器马达、真空注射泵、真空泵或类似物。真空壁爬行器内可设置一个或多个吸附单元20。在所有附图所示的实施方式中，提供了单个吸附单元。吸附单元20可安装在真空壁爬行器1的主框架10上，如所示，或在替代实施方式(未示出)中，一个或多个吸附单元可整合入一个或多个吸附履带单元100内。真空壁爬行器1内可设置附加吸附单元以提供冗余，以便如果一个吸附单元发生故障，另一个吸附单元可替代，并防止真空壁爬行器失去牵引力。在其它替代实施方式(未示出)中，吸附单元可作为通过长软管连接至真空壁爬行器1的外部单元提供。

在附图所示的实施方式中，吸附单元20安装至主框架10。吸附单元20具有两个连接器21，参见图1和图2，用于通过合适的软管30将吸附单元20连接至吸附履带单元100。

在每一个吸附履带单元100上，环形履带110在最少两个带轮140、141上运行，如附图所示。这些带轮的至少其中之一是驱动带轮140。其旋转通过齿轮、皮带或链条传动装置形式的传动装置而由马达300提供动力，参见图3。在所示的实施方式中，传动装置为齿轮传动装置，图3中，可看到其棘轮301位于驱动带轮141上。另一个带轮(支撑带轮140)用于支撑环形履带110，并用于紧固环形履带110，见下文。

在所示的实施方式中，仅存在一个驱动带轮140。然而，在替代实施方式(未示出)中，两个带轮140、141均可耦接至驱动构件。

在所示的实施方式中，带轮140、141的尺寸相等。然而，在替代实施方式(未示出)中，两个带轮140、141的尺寸可不同。

在所示的实施方式中，真空壁爬行器1具有两个吸附履带单元100。每一个环形履带110由单独的马达提供动力，从而使得有可能操纵真空壁爬行器1。

环形履带110包括环形外部带120和环形内部带130，参见图6。图6示出了环形履带110的分解透视图。外部带120具有面向内的侧面121和面向外的侧面122。外部带120厚于内部带130，并由柔软的柔性材料形成。内部带130具有面向内的侧面131和面向外的侧面132。内部带130的面向外的侧面132和外部带120的面向内的侧面121彼此固定附接，以防止内部带130和外部带120在环形履带110运动期间相对运动。内部带130和外部带120优选彼此固定连接，例如通过粘合或其它对于本领域的技术人员显而易见的合适方法，以防止二者相对运动。

组装时，内部带130的面向外的侧面132与外部带120的面向内的侧面121接触。当内部带130安装在吸附履带单元100的履带框架150上时，内部带的面向内的侧面132与顶壁152的外表面、驱动带轮140、支撑带轮141以及真空分配箱200的外侧面201接触。

外部带120具有从面向内的侧面121一直延伸穿过外部带120至面向外的侧面122的多个孔口123。内部带130具有从面向内的侧面131贯穿至面向外的侧面132的吸附孔133。

内部带130上的吸附孔133将真空分配箱200的真空隔室210连接至孔口123，以便当向真空分配箱200的隔室210施加真空时，如上所述，使真空延伸至孔口123，并提供至真空壁爬行器1所处表面的吸附作用。

当在表面上驱动真空壁爬行器1时，厚且柔软的外部带120确保了表面与环形履带110之间的滚动真空密封，在表面弯曲或粗糙的情况下也是如此。

内部带130的面向内的侧面131具有平滑的低摩擦内表面。内部带130由结实的柔性材料，例如金属或纤维增强塑料制成。内部带130的尺寸(长度、宽度、数量以及吸附孔133的尺寸)根据实际的吸附履带单元100和真空壁爬行器1的要求设计。优选地，内部带的厚度为0.2-0.7毫米。

内部带130在外部带120与履带框架150的真空分配箱200之间提供了内部真空密封。内部带还提供了在真空分配箱200的外侧面201的表面与外部带120之间的低摩擦接触。

外部带120由柔软材料制成，且如上所述，配备有许多贯穿孔口123。外部带140进一步由气密材料制成，或可以合适的方式涂覆外部带以便其具有气密性。外部带140上朝向面向内的侧面121的孔口123始终被内部带130封闭，于是外部带的边缘123”在孔口123与周围环境之间提供滚动密封。当孔口123通过内部带130上的吸附孔133连接至真空分配箱200中的真空时，这些孔口提供临时性吸附室或临时性真空室，该临时性吸附室或临时性真空室在吸附履带单元100与其所处的表面之间提供附着力。当真空壁爬行器1在表面上移动时，环形履带110在带轮140、141和履带框架150上循环。然后，在任何特定时间位于面向真空壁爬行器1的移动表面的吸附履带单元100的侧面的孔口123将形成所述临时性吸附室，然后该临时性吸附室或真空室被限定在孔口的内壁123'、内部带130的外表面132的一部分以及真空壁爬行器的移动表面之间。随着环形履带110循环，当特定孔口移动至与带轮140、141相邻时，临时性吸附室便不再存在。

外部带120的配备有孔口123的区域所占的百分比是使吸附区域最大化与外部带120的强度之间的折衷。因此，根据带的厚度和柔软度，结合操作条件(操作表面的定向、曲率和粗糙度)来优化孔口区域的最佳百分比。孔口123的百分比应处于带总面积(定义为外部带120的面向外的侧面122的表面的总面积)的30-70％范围中。

更厚且更柔软的带对于在必须通过的弯曲表面或具有障碍(突起)的表面上操作真空壁爬行器1将尤其有用。

优选地，外部带120的厚度T处于环形履带110的轴距W的5-20％范围中。更优选地，外部带120的厚度T处于环形履带110的轴距W的6-20％范围中。更优选地，外部带120的厚度T处于环形履带110的轴距W的7-15％范围中。

环形履带110的轴距W的定义为吸附履带单元100的最前面的带轮140和最后面的带轮141所围绕旋转的旋转轴C₁与C₂之间的距离。在所示的实施方式中，该距离为驱动带轮140与支撑带轮141之间的距离。

外部带可由柔性多孔材料海绵或海棉橡胶形成。

外部带120的柔软度可根据壁爬行器将要在其上移动的表面的粗糙度和曲率选择。

有各种方法来定义弹性材料的硬度或刚度或柔软度。

其中一种定义柔软度的方法为通过ASTMD1056-00来定义。这是柔性多孔材料海绵或海绵橡胶的标准规范。根据该标准，可以PSI或kPa来测量柔软度(硬度)。也可存在其它定义。

根据ASTMD1056-00(25％)，优选的柔软度为5-100kPa，或根据NFR99211-80(50％)，为30-250kPa。

更优选地，外部带120的柔软度为5-60kPa(ASTMD1056-00(25％))。

更优选地，外部带120的柔软度为10-55kPa(ASTMD1056-00(25％))。

更优选地，外部带120的柔软度为10-50kPa(ASTMD1056-00(25％))。

在一个实施方式中，外部带120的柔软度为45kPa(ASTMD1056-00(25％))。

另一种量化聚合物材料的柔软度或硬度的方法由ASTMD2240橡胶性能标准试验方法-硬度计硬度定义。在试验中，利用硬度计(例如，来自Affri系统的硬度计，硬度试验机，肖氏0”)来测量材料的硬度/柔软度。根据该标准，根据ASTMD2240，外部带120的优选硬度/柔软度为10-30(肖氏0硬度)。

更优选地，外部带120的柔软度为10-20(肖氏0硬度)(ASTMD2240)。

在一个实施方式中，外部带120的柔软度为15(肖氏0硬度)(ASTMD2240)。

真空分配箱200与带有吸附孔133的平滑内部带130结合使用提供了简单型的阀系统，该阀系统仅确保仅向环形履带110的面向真空壁爬行器1所处的表面的下部部分提供真空。

优选地，内部带130上设有外部带120上的每一个孔口123所对应的两个吸附孔133。内部带130上的吸附孔133的尺寸可根据真空壁爬行器1的使用而改变。如果真空壁爬行器1用于在需要必须通过障碍的表面上工作，而该障碍可导致外部带120的一些孔口123的真空损失，则可利用具有较小吸附孔133的内部带130。替代地或附加地，可减少吸附孔133的数量。更小的孔133通过延迟外部带120上的单个孔口123的真空损失扩散而防止整个真空分配箱200损失真空。如果真空壁爬行器1用于在预期一般会发生泄漏的粗糙表面上工作，则可利用具有较大吸附孔133的内部带130来确保有足够的气流补偿泄漏。替代地或附加地，可增加吸附孔133的数量。

吸附孔133的直径优选地大约为1-2毫米。

在本发明的不使用内部带130的实施方式(未示出)中，外部带120的孔口123的底部(未示出)的厚度可减小，底部设有与以上结合内部带130描述的吸附孔相似的吸附孔(未示出)。

在替代实施方式中，内部带130可形成用于使真空履带单元100移动的传动装置(未示出)的一部分。这可通过提供带有凸耳或孔(未示出)的内部带130进行设置，其中该凸耳或孔用于与驱动带轮140上的链轮或齿(未示出)接合。外部驱动单元(例如，同步带或链)可附接至内部带130，以从马达300向环形履带110传送动力。

履带的外部带120提供用于驱动真空壁爬行器1的吸附履带单元100所必需的摩擦。为了提高强度，外部带120可涂覆有柔性涂层。

优选地，外部带上的孔口123沿环形履带110分配为平行的两排，以便两个孔口123在环形履带110的宽度D上彼此紧挨。因此，增加了外部带120的灵活性，从而有助于提高外部带120的的柔软度以适应障碍。进一步地，将孔口123布置为两排，在如果例如由于障碍而使相邻的孔口123失去吸附时，有助于保持一段外部带120的真空吸附。

在其它实施方式(未示出)中，外部带上的孔口123沿环形履带110分配为平行的三排，以便三个孔口123在环形履带110的宽度D上彼此紧挨。在这种情况下，分配箱也可分成三个平行布置的室。

优选地，孔口123很宽(在外部带的横向方向上)，使得孔口123占带120的宽度D的70-90％。

为了进一步提高跨越障碍和弯曲表面的能力，优选孔口123的长度L₁大于两个相邻孔口之间沿真空履带单元100的纵向方向A的距离L₂。已发现，优选L₁应是L₂的两倍。

如图4和图8所示，真空分配箱200优选沿纵向方向A分割成真空隔室210。每一个真空隔室210具有出口211(参见4)，出口211与单向阀32(参见图5、图8和图9)连通。优选地，真空隔室210在纵向方向A上的长度L₃适于使得每一个真空隔室210可为两个孔口123提供真空，如在真空履带单元100的纵向方向A上所见。在其它实施方式(未示出)中，长度L₃可选择为使得真空隔室210仅为单个孔口123提供真空，如在真空履带单元100的纵向方向A上所见。

优选地，且如图4所示，每一个真空隔室210设有支撑凸缘212，从而部分地将真空隔室210分成两个半隔室210'和210”，支撑凸缘212在真空履带单元100的纵向方向A上延伸，但并不跨越真空隔室210的整个长度L₃，以便两个半隔室210'和210”之间有可能连通。支撑凸缘212支撑内部带130的内表面，从而支撑环形履带以防止环形履带凹陷入真空隔室210。将真空隔室210分成两个半隔室，在如果孔口123由于例如障碍、由于两个半隔室210'和210”之间的真空转移较慢而失去真空时，还有助于保持相邻孔口123的吸附。

在进一步的实施方式(未示出)中，在真空履带单元100的纵向方向A上延伸的凸缘212将每一个真空隔室分成两个彼此之间无流体连通的半隔室210'和210”。因此，真空隔室210沿真空履带单元100的纵向方向A布置成平行的两排。这使得每一个半隔室210'、210”均需要单向阀。这将进一步提高外部带120上的孔口123补偿相邻孔口123的真空损失的能力。

可利用张紧机构(未示出)通过将带轮140、141之间的距离控制并调节成所需的张紧，而使环形履带110在操作期间始终保持充分拉伸/张紧。优选通过设置在支撑带轮141与履带框架150之间并在二者之间作用的张紧机构使环形履带110始终保持张紧状态。图3示出了侧壁151上形成的伸长引导孔口151'。伸长引导孔口151'容置轮轴，支撑带轮141被设置成在轮轴上旋转。张紧机构(未示出)设置在支撑带轮141与履带框架150之间，向远离在履带框架150的另一端的驱动带轮140的方向偏压支撑带轮141。张紧机构可包括弹簧或液压或气动构件。

主框架10与吸附履带单元100之间的接合部40允许吸附履带单元100相对于主框架10绕吸附履带单元100的纵向轴线A倾斜(并且因此另一吸附履带单元100页倾斜)，如图1中的弯曲箭头B所指示。如图2所指示，接合部40可包括伸长弯曲突起41(半月形/圆截面形)，其位于框架10的延伸入吸附履带单元100的杆11、12、13上。吸附履带单元100的履带框架150的凸缘上设有配合的弯曲凹槽履带42。弯曲突起41允许主框架10与吸附履带单元100之间进行轻柔的相对旋转运动，这是因为该运动混合了旋转运动和微小的平移运动。在其它实施方式(未示出)中，弯曲突起和弯曲凹槽履带可在主框架10与吸附履带单元100之间切换。优选地，通过悬置构件(未示出)，例如弹簧或液压悬置构件来缓和吸附履带单元100与主框架10之间的旋转或倾斜。接合部确保旋转线位于表面附近以实现最佳稳定性。为了在平面表面上实现最佳稳定性，可通过锁定构件(未示出)锁定接合部40。

真空分配箱200从吸附单元20向环形履带110的与真空壁爬行器1所处或移动的表面接触的部分分配真空。真空分配箱200还为环形履带110提供支撑。其外表面201在真空分配箱与环形履带110的内部带130之间起低摩擦真空密封作用。真空分配箱200可具有一个或多个真空隔室210，以及内部支撑结构；参见图4。利用多个真空隔室210，可以提高安全性，防止因真空泄漏而引起故障。每一个真空隔室210可通过各个单向真空阀32和真空歧管31连接至各个吸附单元20，或连接至真空隔室210所共有的单个吸附单元20。单向真空阀32确保一个真空隔室内的真空损失将不会影响另一个隔室内的真空。真空分配箱200由与内部带130结合具有低摩擦的材料制成。在优选的实施方式中，真空分配箱200为履带框架150的一体部分。替代地，其也可以是安装在履带框架150内的单独组装部分。

图9图示了从外部带120的孔口123排出空气的细节。空气流由箭头D指示。

控制器可并入框架10，或附接至框架，或设置在一个或两个吸附履带单元100内。

控制器可进一步连接至允许远程控制真空壁爬行器1的通信装置(未示出)，例如无线通信装置。

尽管出于说明的目的已详细描述了本申请的教导，但应理解，这种细节仅用于说明的目的，本领域中的技术人员在不脱离本申请的教导的范围的前提下能做出改变。

权利要求中使用的术语“包括”不排除其它元件或步骤。权利要求中使用的术语“一”不排除有多个。单个处理器或其它单元可完成权利要求中列举的几个装置的功能。

Claims

1.一种真空壁爬行器(1)，具有至少一个真空履带单元(100)，所述真空壁爬行器包括：

履带框架(150)；

两个带轮(140、141)，设置在所述履带框架(150)的相对端中，并且所述两个带轮限定轴距(W)；

环形履带(110)，设置成在所述两个带轮(140、141)上循环，并且所述环形履带包括柔性带(120)，所述柔性带(120)包括多个孔口(123)，并且所述柔性带具有一厚度(T)；以及

真空分配箱(200)，设置在所述履带框架(150)中，

其中，所述真空分配箱(200)与所述孔口(123)中的一部分连通，以当所述环形履带(110)循环时向所述孔口(123)中的所述一部分分配真空，其特征在于，所述柔性带(120)的厚度(T)为所述轴距(W)的5-20％。

2.根据权利要求1所述的真空壁爬行器(1)，其中，所述柔性带(120)的柔软度为10-30肖氏度。

3.根据权利要求1或2所述的真空壁爬行器(1)，其中，所述柔性带(120)为外部带(120)，所述环形履带(110)进一步包括内部带(130)，所述内部带(130)具有允许真空在所述真空分配箱(200)与所述孔口(123)中的所述一部分之间通过的吸附孔(133)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的真空壁爬行器(1)，其中，所述真空分配箱(200)沿所述真空履带单元(100)的纵向方向(A)被分割成真空隔室(210)。

5.根据权利要求4所述的真空壁爬行器(1)，其中，所述柔性带(120)为外部带(120)，所述环形履带(110)进一步包括内部带(130)，所述内部带(130)具有吸附孔(133)，其中，所述吸附孔(133)很小，使得如果真空在连接至所述真空隔室(210)的孔口(123)中消失，则所述吸附孔能延迟所述真空隔室(210)中的真空的减少。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的真空壁爬行器(1)，其中，所述多个孔口(123)沿所述真空履带单元(100)的纵向方向(A)布置成两排。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的真空壁爬行器(1)，其中，一个所述孔口(123)在所述真空履带单元(100)的纵向方向(A)上的长度(L₁)大于相邻的所述孔口(123)之间沿所述纵向方向(A)的距离(L₂)。

8.根据权利要求7所述的真空壁爬行器(1)，其中，所述真空分配箱(200)沿所述真空履带单元(100)的纵向方向(A)被分割成相等长度(L₃)的真空隔室(210)，其中，所述真空隔室(210)的长度(L₃)适于使得每一个所述真空隔室(210)沿所述纵向方向(A)向两个所述孔口(123)提供真空。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的真空壁爬行器(1)，其中，所述真空分配箱(200)沿所述真空履带单元(100)的纵向方向(A)被分割成相等长度(L₃)的真空隔室(210)，且其中，每一个所述真空隔室(210)设有将所述真空隔室(210)分成两个半隔室(210'、210”)的支撑凸缘(212)，所述支撑凸缘(212)在所述真空履带单元(100)的所述纵向方向(A)上延伸。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的真空壁爬行器(1)，所述真空壁爬行器包括平行布置并由主框架(10)连接的两个真空履带单元(100)，其中所述主框架(10)与所述真空履带单元(100)相对于彼此绕接合部(40)的轴线铰接，所述轴线与所述真空履带单元(100)的纵向轴线(A)平行。

11.一种真空壁爬行器(1)，具有至少一个真空履带单元(100)，所述真空壁爬行器包括：

履带框架(150)；

真空分配箱(200)，设置在所述履带框架(150)中，

其中，所述真空分配箱(200)与所述孔口(123)中的一部分连通，以当所述环形履带(110)循环时向所述孔口(123)中的所述一部分分配真空，其特征在于，所述柔性带(120)为外部带(120)，所述环形履带(110)进一步包括内部带(130)，所述内部带(130)具有吸附孔(133)，所述吸附孔允许真空在所述真空分配箱(200)与所述孔口(123)中的所述一部分之间通过。

12.根据权利要求11所述的真空壁爬行器(1)，其中，所述柔性带(120)的厚度(T)为所述轴距(W)的5-20％。

13.根据权利要求11或12所述的真空壁爬行器(1)，其中，所述柔性带(120)的柔软度为10-30肖氏度。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的真空壁爬行器(1)，所述真空壁爬行器包括权利要求4至10中任一项所限定的进一步的特征。

15.一种真空壁爬行器(1)，具有至少一个真空履带单元(100)，所述真空壁爬行器包括：

履带框架(150)；

环形履带(110)，设置成在所述两个带轮(140、141)上循环，并且所述环形履带包括柔性带(120)，所述柔性带(120)包括多个孔口(123)，并且所述环形履带具有一厚度(T)；以及

真空分配箱(200)，设置在所述履带框架(150)中，

其中，所述真空分配箱(200)与所述孔口(123)中的一部分连通，以当所述环形履带(110)循环时向所述孔口(123)中的所述一部分分配真空，其特征在于，所述柔性带(120)包括外部带(20)，所述外部带的柔软度为10-30肖氏度。