CN106005322A - 水下振动吸附装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下振动吸附装置,包括底座、盖体和振动吸附总成;振动吸附总成包括第一吸附组件、第二吸附组件、振动驱动机构和松脱组件,第一吸附组件包括第一吸盘安装板和至少一个第一吸附单元,第二吸附组件包括第二吸盘安装板和至少一个第二吸附单元,振动驱动机构包括动力装置、下固定板和可同时驱动第一吸盘安装板和第二吸盘安装板上下运动以分别使第一吸附单元和第二吸附单元产生振动吸附的驱动组件;使得第一吸附组件和第二吸附组件的吸附单元可同时振动从而产生持续稳定的吸附力,吸附能力强,抗失效能力高,且第一吸盘安装板、第二吸盘安装板为上下位置布置,结构紧凑,占用空间较小。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动化机械部件,特别涉及一种水下振动吸附装置。
背景技术
振动吸附装置广泛用于爬壁机器人、重物的抓取等领域,其采用振动吸附的方式实现附着。设吸盘腔内压强等于外界压强时所处的状态为平衡状态,吸盘在自然状态下其裙边与壁面良好接触时,令其高度为平衡高度,吸盘在外力的作用下使其高度以平衡高度为中心,以一定振幅振动而与壁面吸附的现象,叫做振动吸附。现有技术中,吸附装置多采用负压吸盘方式实现,为实现吸附效果,通常需外接气泵等动力源从而使得吸盘内部产生负压,使得驱动机构复杂,功耗较高,另外,整体结构占用空间较大,工作局限性较大,且各吸盘间协调性不高,机器人的安全性降低,不能持续地吸附在壁面上。
并且,现有的空气中振动吸附模块虽可以实现吸盘的稳定吸附,但不能用于水下等液体环境。因此,需要全新设计一种水下振动吸附模块,使其其结构紧凑,吸附能力强,且功耗较低,模块间的抗失效能力强。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种水下振动吸附模块,其结构紧凑,吸附能力强,且功耗较低,模块间的抗失效能力强。
本发明的水下振动吸附装置,包括底座、盖体和振动吸附总成;所述振动吸附总成包括第一吸附组件、第二吸附组件、振动驱动机构和用于解除吸附的松脱组件,所述第一吸附组件包括第一吸盘安装板和设置在第一吸盘安装板上的至少一个第一吸附单元,所述第二吸附组件包括第二吸盘安装板和设置在第二吸盘安装板上的至少一个第二吸附单元,所述振动驱动机构包括动力装置、与底座固定连接并用于安装动力装置的下固定板和可同时驱动第一吸盘安装板和第二吸盘安装板上下运动以分别使第一吸附单元和第二吸附单元产生振动吸附的驱动组件,所述第一吸盘安装板、所述下固定板和所述第二吸盘安装板自上而下依次设置,所述第一吸附单元以可相对滑动的方式自上而下依次穿过下固定板、第二吸盘安装板和底座,所述第二吸附单元以可相对滑动的方式穿过所述底座。
进一步,第一吸附单元和所述第二吸附单元结构相同,均包括吸盘和内部为中空结构并与吸盘连通的导向柱,所述第一吸附单元的导向柱和所述第二吸附单元的导向柱均与所述松脱组件连通。
进一步,驱动组件包括由动力装置驱动转动的驱动轴、第一偏心轮和第二偏心轮,所述第一偏心轮和所述第二偏心轮均固定在驱动轴上并相对于所述驱动轴呈180°对称分布,驱动组件还包括外套配合于第一偏心轮并与第一吸盘安装板连接的第一连接板和外套配合于第二偏心轮并与第二吸盘安装板连接的第二连接板,所述下固定板上设置有用于第二连接板穿过与第二吸盘安装板连接的过孔。
进一步,底座上设置有对导向柱导向的导向套筒,所述导向柱外侧设有密封环,所述导向柱位于所述密封环的轴向两侧分别设有一个石墨导向环。
进一步,松脱组件包括对应每一导向柱设有一个阀口的阀体、用于启闭阀体的阀口的活塞、与活塞连接的活塞杆和用于产生力驱使活塞杆上下运动的电磁阀,还包括用于连通阀口与对应导向柱的橡胶管,所述电磁阀固定设置于所述下固定板上。
进一步,阀体上端与盖体的顶壁抵止配合且阀体上设置有用于密封的第一密封圈;所述盖体与底座固定连接,且底座上设置有用于与盖体的侧壁接触进行密封的第二密封圈。
进一步,吸盘包括吸盘本体和与吸盘本体可拆卸连接并用于与导向柱连接的转换头。
进一步,动力装置为直流伺服电机,所述下固定板还设置有驱动轴架,所述驱动轴的尾部转动配合支撑于所述驱动轴架。
进一步,第一吸盘安装板的下侧设置有用于与第一连接板连接的第一连接座,所述第二吸盘安装板的上侧设置有用于与第二连接板连接的第二连接座;所述第一连接板和所述第二连接板均为凸轮状结构。
进一步,振动吸附总成还包括位于所述第一吸盘安装板上方的上固定板,所述上固定板通过第一连接柱与底座连接,且第一吸盘安装板和第二吸盘安装板均外套于第一连接柱并可进行滑动导向;下固定板通过第一连接柱与底座连接,所述第二吸盘安装板外套与第二连接柱并可沿第二连接柱进行滑动导向;上固定板和第一吸盘安装板上对应位置设有用于对松脱组件安装避让的缺口。
本发明的有益效果:本发明的水下振动吸附装置,通过设置两组吸附组件,且两组吸附组件均通过同一驱动机构进行驱动,使得第一吸附组件和第二吸附组件的吸附单元可同时振动从而产生持续稳定的吸附力,吸附能力强,抗失效能力高,从而实现稳定的吸附,且第一吸盘安装板、第二吸盘安装板为上下位置布置,结构紧凑,占用空间较小,第一吸附单元和第二吸附单元间的振动吸附相互不影响,工作稳定;且本发明在水下环境和空气环境中均可使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明整体结构示意图;
图2为本发明中的振动吸附总成结构示意图;
图3本发明中的第一吸附组件结构示意图;
图4为本发明中的第二吸附组件结构示意图;
图5为本发明中的振动驱动机构结构示意图;
图6为本发明中的振动驱动机构与第一吸盘安装板和第二吸盘安装板盘配合示意图;
图7为本发明中的松脱组件结构示意图;
图8为本发明中的吸附单元的吸盘结构示意图;
图9为本发明中的连接板和偏心轮结构示意图;
图10为本发明中的导向柱与导向套筒配合示意图。
具体实施方式
图1为本发明整体结构示意图,图2为本发明中的振动吸附总成结构示意图,图3本发明中的第一吸附组件结构示意图,图4为本发明中的第二吸附组件结构示意图,图5为本发明中的振动驱动机构结构示意图,图6为本发明中的振动驱动机构与第一吸盘安装板和第二吸盘安装板盘配合示意图,图7为本发明中的松脱组件结构示意图,图8为本发明中的吸附单元的吸盘结构示意图,图9为本发明中的连接板和偏心轮结构示意图,如图所示:本实施例的水下振动吸附装置,包括底座1、盖体2和振动吸附总成;所述振动吸附总成包括第一吸附组件、第二吸附组件、振动驱动机构和用于解除吸附的松脱组件3,所述第一吸附组件包括第一吸盘安装板4和设置在第一吸盘安装板4上的至少一个第一吸附单元5,所述第二吸附组件包括第二吸盘安装板6和设置在第二吸盘安装板6上的至少一个第二吸附单元7,所述振动驱动机构包括动力装置8、与底座1固定连接并用于安装动力装置8的下固定板9和可同时驱动第一吸盘安装板4和第二吸盘安装板6上下运动以分别使第一吸附单元5和第二吸附单元7产生振动吸附的驱动组件,所述第一吸盘安装板4、所述下固定板9和所述第二吸盘安装板6自上而下依次设置,所述第一吸附单元5以可相对滑动的方式自上而下依次穿过下固定板9、第二吸盘安装板6和底座1,所述第二吸附单元7以可相对滑动的方式穿过所述底座1;如图所示,第一吸附单元5和第二吸附单元7分别设置三个,振动驱动机构可同时驱动第一吸盘安装板4和第二吸盘安装板6上下运动,从而带动第一吸附单元5和第二吸附单元7上下运动产生振动吸附,第一吸附单元5和第二吸附单元7均与底座1滑动配合,并第一吸附单元5和第二吸附单元7的末端均伸出底座1;另外,盖体2与底座1连接用于保护振动吸附总成,当不需要吸附时,通过松脱组件3对第一吸附单元5和第二吸附单元7内部消除负压,从而使得吸附力小时,模块自动脱落。
本实施例中,第一吸附单元5和所述第二吸附单元7结构相同,均包括吸盘(图中为吸盘10和吸盘10a)和内部为中空结构并与吸盘连通的导向柱(图中为导向柱11和导向柱11a),所述第一吸附单元5的导向柱和所述第二吸附单元7的导向柱均与所述松脱组件3连通;当振动吸附时,吸盘内部产生负压进行吸附,当需要脱落时,通过松脱组件3对吸盘内部消除负压。
本实施例中,驱动组件包括由动力装置8驱动转动的驱动轴12、第一偏心轮13和第二偏心轮14,所述第一偏心轮13和所述第二偏心轮14均固定在驱动轴12上并相对于驱动轴呈180°对称分布,驱动组件还包括外套配合于第一偏心轮13并与第一吸盘安装板4连接的第一连接板15和外套配合于第二偏心轮14并与第二吸盘安装板6连接的第二连接板16,所述下固定板9上设置有用于第二连接板16穿过与第二吸盘安装板6连接的过孔20;其中,第一偏心轮13和第二偏心轮14均固定设置驱动轴12上,通过第一偏心轮13和第二偏心轮14分别驱动对应的第一连接板15和第二连接板16,由第一连接板15和第二连接板16分别带动第一吸盘安装板4和第二吸盘安装板6上下运动,从而驱动第一吸附单元5和第二吸附单元7产生上下振动进行吸附;相当于第一偏心轮和第二偏心轮呈180°对称分布在驱动轴的两侧,利用偏心轮的偏心特性驱使第一吸盘安装板4和第二吸盘安装板6的上下往复运动,第一连接板15和第一吸盘安装板4为铰接,第二连接板16和第二吸盘安装板6为铰接,第一偏心轮13圆周设置在第一连接板15的偏心轮安装孔内并可相对转动,第二偏心轮14圆周设置在第二连接板16的偏心轮安装孔内并可相对转动,即第一偏心轮和第二偏心轮的运动轨迹的相位差为180°,当第一吸附单元向上运动时,第二吸附单元向下运动,反之相反,其运动原理为现有,在此不再赘述;通过上述驱动方式,可保持第一吸附单元和第二吸附单元同步吸附,并同时可使得第一吸附单元和第二吸附单元中的一个保持正压效果,另一保持负压效果,以达到维持压力平衡的效果。
本实施例中,底座1上设置有对导向柱导向的导向套筒(图中为导向套筒21和导向套筒21a),所述导向柱外侧设有密封环22,所述导向柱位于所述密封环的轴向两侧分别设有一个石墨导向环(图中为石墨导向环23和石墨导向环23a);其中,密封环为格莱密封环,进行密封,利于水下环境的使用,另外,石墨导向环用于导向,减小摩擦,在导向柱的外圆周设置密封环槽和导向环槽。
本实施例中,松脱组件3包括对应每一导向柱设有一个阀口的阀体3-1、用于启闭阀体3-1的阀口3-5的活塞3-2、与活塞3-2连接的活塞杆3-3和用于产生力驱使活塞杆3-3上下运动的电磁阀3-4,还包括用于连通阀口与对应导向柱的橡胶管,所述电磁阀固定设置于所述下固定板9上;如图所示,第一吸附单元5和第二吸附单元7各设置三个,即有六个导向柱,则阀体3-1为六通阀,设置六个阀口,每一阀口通过一个橡胶管(图中未示出)与导向柱连通,当断电的时候,活塞杆3-3顶着活塞不动,将六个阀口全部堵死,当通电的时候,电磁阀产生吸力拉动活塞杆3-3往下运动,进而带动活塞往下运动,从而六通阀的阀口全部打开,由于吸盘内部与外部存在负压差,会使得外部介质自动通过六通阀的阀口、橡胶管和导向柱进入吸盘内部,使得吸盘内部的负压差慢慢消失,从而使得吸附力消失,模块自动脱落。
本实施例中,阀体上端与盖体的顶壁抵止配合且阀体上设置有用于密封的第一密封圈27,阀体的上端设置有密封圈安装槽,第一密封圈可为O形密封圈,安装于密封圈安装槽内,用于和盖体连接时起到密封的作用;盖体与底座固定连接,且底座上设置有用于与盖体的侧壁接触进行密封的第二密封圈28;如图所示,底座为台阶结构,在底座上的台阶面上紧贴台阶根部位置设置有第二密封圈,可为0形密封圈,底座与盖体通过螺钉紧固,并且第二密封圈紧贴盖体的侧壁内壁设置,从而保持密封,用于水下环境。
本实施例中,以吸盘10为例,吸盘包括吸盘本体10-1和与吸盘本体可拆卸连接并用于与导向柱连接的转换头10-2;便于拆卸和更换。
本实施例中,动力装置8为直流伺服电机,所述下固定板9还设置有驱动轴架19,所述驱动轴12的尾部转动配合支撑于所述驱动轴架19;对驱动轴12尾部形成支撑,防止偏心。
本实施例中,第一吸盘安装板4的下侧设置有用于与第一连接板15连接的第一连接座17,所述第二吸盘安装板6的上侧设置有用于与第二连接板16连接的第二连接座18;所述第一连接板15和所述第二连接板16均为凸轮状结构。
本实施例中,振动吸附总成还包括位于所述第一吸盘安装板4上方的上固定板24,所述上固定板通过第一连接柱25与底座1连接,且第一吸盘安装板4和第二吸盘安装板6均外套于第一连接柱并可进行滑动导向;
所述下固定板9通过第一连接柱与底座1连接,所述第二吸盘安装板6外套与第二连接柱并可沿第二连接柱26进行滑动导向。
本实施例中,上固定板和第一吸盘安装板4上对应位置设有用于对松脱组件3安装避让的缺口。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种水下振动吸附装置,其特征在于:包括底座、盖体和振动吸附总成;所述振动吸附总成包括第一吸附组件、第二吸附组件、振动驱动机构和用于解除吸附的松脱组件,所述第一吸附组件包括第一吸盘安装板和设置在第一吸盘安装板上的至少一个第一吸附单元,所述第二吸附组件包括第二吸盘安装板和设置在第二吸盘安装板上的至少一个第二吸附单元,所述振动驱动机构包括动力装置、与底座固定连接并用于安装动力装置的下固定板和可同时驱动第一吸盘安装板和第二吸盘安装板上下运动以分别使第一吸附单元和第二吸附单元产生振动吸附的驱动组件,所述第一吸盘安装板、所述下固定板和所述第二吸盘安装板自上而下依次设置,所述第一吸附单元以可相对滑动的方式自上而下依次穿过下固定板、第二吸盘安装板和底座,所述第二吸附单元以可相对滑动的方式穿过所述底座。
2.根据权利要求1所述的水下振动吸附装置,其特征在于:所述第一吸附单元和所述第二吸附单元结构相同,均包括吸盘和内部为中空结构并与吸盘连通的导向柱,所述第一吸附单元的导向柱和所述第二吸附单元的导向柱均与所述松脱组件连通。
3.根据权利要求2所述的水下振动吸附装置,其特征在于:所述驱动组件包括由动力装置驱动转动的驱动轴、第一偏心轮和第二偏心轮,所述第一偏心轮和所述第二偏心轮均固定在驱动轴上并相对于所述驱动轴呈180°对称分布,驱动组件还包括外套配合于第一偏心轮并与第一吸盘安装板连接的第一连接板和外套配合于第二偏心轮并与第二吸盘安装板连接的第二连接板,所述下固定板上设置有用于第二连接板穿过与第二吸盘安装板连接的过孔。
4.根据权利要求2所述的水下振动吸附装置,其特征在于:所述底座上设置有对导向柱导向的导向套筒,所述导向柱外侧设有密封环,所述导向柱位于所述密封环的轴向两侧分别设有一个石墨导向环。
5.根据权利要求2所述的水下振动吸附装置,其特征在于:所述松脱组件包括对应每一导向柱设有一个阀口的阀体、用于启闭阀体的阀口的活塞、与活塞连接的活塞杆和用于产生力驱使活塞杆上下运动的电磁阀,还包括用于连通阀口与对应导向柱的橡胶管,所述电磁阀固定设置于所述下固定板上。
6.根据权利要求5所述的水下振动吸附装置,其特征在于:所述阀体上端与盖体的顶壁抵止配合且阀体上设置有用于密封的第一密封圈;所述盖体与底座固定连接,且底座上设置有用于与盖体的侧壁接触进行密封的第二密封圈。
7.根据权利要求2所述的水下振动吸附装置,其特征在于:所述吸盘包括吸盘本体和与吸盘本体可拆卸连接并用于与导向柱连接的转换头。
8.根据权利要求3所述的水下振动吸附装置,其特征在于:所述动力装置为直流伺服电机,所述下固定板还设置有驱动轴架,所述驱动轴的尾部转动配合支撑于所述驱动轴架。
9.根据权利要求3所述的水下振动吸附装置,其特征在于:所述第一吸盘安装板的下侧设置有用于与第一连接板连接的第一连接座,所述第二吸盘安装板的上侧设置有用于与第二连接板连接的第二连接座;所述第一连接板和所述第二连接板均为凸轮状结构。
10.根据权利要求1所述的水下振动吸附装置,其特征在于:所述振动吸附总成还包括位于所述第一吸盘安装板上方的上固定板,所述上固定板通过第一连接柱与底座连接,且第一吸盘安装板和第二吸盘安装板均外套于第一连接柱并可进行滑动导向;
所述下固定板通过第一连接柱与底座连接,所述第二吸盘安装板外套与第二连接柱并可沿第二连接柱进行滑动导向;
所述上固定板和第一吸盘安装板上对应位置设有用于对松脱组件安装避让的缺口。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |