CN106428282A - 一种喷漆/胶的爬墙小车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷漆/胶的爬墙小车，其包括机体和行走装置，其还包括控制系统、喷漆/胶装置和磁性底盘；所述喷漆/胶装置设置在所述机体的前端，其将具有磁性的材料喷涂到墙面上，所述材料吸附到墙面上后形成磁性路径；所述控制系统控制所述行走装置的行动和所述喷漆/胶装置的喷涂作业；所述磁性底盘具有磁性，该磁性底盘与所述磁性路径之间产生磁吸附力使所述行走装置与墙面之间产生压力；所述行走装置与墙面之间发生相对运动时行走装置受到来自墙面的向上的摩擦力，爬墙小车在该摩擦力和自身重力的作用下实现在墙面上的行走。本方案解决了现有技术中爬墙机器人不能适应所有的墙面环境和任务的局限性问题。

Description

一种喷漆/胶的爬墙小车
技术领域
本发明涉及爬壁机器人，具体是一种喷漆/胶的爬墙小车。
背景技术
随着城市高楼的不断兴建，土地面积不断减少，消防灭火、高空作业、打击犯罪反恐、救援侦探等众多领域变得日益困难。而且现如今的建筑样式多样、风格各异，存在着很多不规整的墙面，在抗震救灾、消防灭火中，更是由于灾害形成了各种各样的复杂墙面环境。因此，研制一种既能够在平地上行走自如，又能够攀爬绝大多数墙壁的机器人成为人们越来越迫切的需求，这会为这些领域提供一个很好的解决方案。
目前研制的爬墙机器人大致可以分为吸盘式、履带式、气动式。在这些运动机构中都存在一定的不足之处：其中吸盘式靠抽走机器人与墙壁之间的空气形成负压，这难以保证在足够粗糙或者不规整的墙面上保持一定负压；履带式爬墙机器人同样是采用吸附的工作原理，利用吸盘或者是干性黏合剂，这并不能适应所有的墙面；气动式爬墙机器人工作起来产生的噪声干扰太大，功率消耗高，不利于隐蔽性。
总之，虽然爬墙机器人的研究在日益蓬勃的发展，也有各式各样的爬墙机器人出现，但是都存在一定的局限性，并不能适应所有的墙面环境和任务，这很难保证爬墙机器人在大多数突发状况、复杂环境中得到很好的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷漆/胶的爬墙小车，其不拘泥于环境，能够自行创建吸附环境，能够解决现有技术中爬墙机器人不能适应所有的墙面环境和任务的局限性问题。
本发明的技术方案如下：
一种喷漆/胶的爬墙小车，其包括机体和行走装置，其还包括控制系统、喷漆/胶装置和磁性底盘；所述喷漆/胶装置设置在所述机体的前端，其将具有磁性的材料喷涂到墙面上，所述材料吸附到墙面上后形成磁性路径；所述控制系统控制所述行走装置的行动和所述喷漆/胶装置的喷涂作业；所述磁性底盘具有磁性且安装在机体底部，该磁性底盘与所述磁性路径之间产生磁吸附力使所述行走装置与墙面之间产生压力；所述行走装置与墙面之间发生相对运动时行走装置受到来自墙面的向上的摩擦力，爬墙小车在该摩擦力和自身重力的作用下实现在墙面上的行走。
进一步的，所述行走装置包括四个行动轮和一个电机；所述喷漆/胶装置包括辊筒驱动、辊筒、供漆/胶组件以及输漆/胶管道；所述控制系统包括中央控制器、电机驱动控制器和电池组件；所述中央控制器与电机驱动控制器、供漆/胶组件控制连接，所述电机驱动控制器控制连接电机，所述辊筒驱动由所述电机的传送带组成，电机转动驱动行动轮转动以及通过辊筒驱动带动辊筒转动；所述供漆/胶组件通过输漆/胶管道为辊筒提供形成所述磁性路径的材料；所述电池组件为所述中央控制器、电机驱动控制器和电机供电。
进一步的，所述控制系统还包括遥控器和遥控开关，所述遥控器通过遥控开关与所述中央控制器无线通信连接。
进一步的，所述形成磁性路径的材料由无色的漆/胶与铁粉混合加工而成。
本发明的爬墙小车采用喷漆/胶装置，将具有磁性的材料事先喷涂到墙面上形成磁性路径，不依赖于外界环境提供攀爬动力，依靠自身结构自行创建吸附环境，走到哪里就在哪里创建磁性环境，既节约成本又方便自如。本爬墙小车在磁性底盘与磁性路径的磁吸力作用下，爬墙小车的行走装置相对于墙面运动时，墙面对爬墙小车产生向上作用的摩擦力，在该摩擦力和爬墙小车的自重作用下，实现了爬墙小车“粘附”在墙面上的目标。由于喷漆/胶装置的喷漆/胶作业以及行走装置均受控制系统控制，因此能够方便实现在墙壁上悬停、自由行走的目标。
本发明针对现有爬墙机器人的不足，提供了一种新型喷漆/胶的爬墙小车，其不拘泥于环境，能够自行创建吸附环境，不仅能够攀爬几乎全部的墙壁，而且低功耗，工作时不会产生太大的动静，规避了其他爬墙机器人产生的强大干扰噪声，可以无噪声行动，很适合用于打击反恐犯罪。它的控制简单、行走机构简洁而且可以很好的适应复杂环境。本发明具有结构简单、转弯性能好、体积小、重量轻、控制简单、越障能力强的特点，容易实现，能够适应几乎所有的墙壁，并不会因为墙壁的不规整或者材质不同而使爬墙效果产生差异。同时，它的低功耗与无噪声也更有利于其隐蔽性，对在打击反恐犯罪中有很好的利用前景。
附图说明
图1为本发明一种具体实施例中的结构示意图；
图2为本发明的爬墙小车在墙面上爬行的状态图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
本发明针对现有爬墙机器人的不足，提出了一种喷漆/胶的爬墙小车，如图1所示，其包括机体9、行走装置、控制系统、喷漆/胶装置和磁性底盘17。
所述喷漆/胶装置设置在所述机体9的前端，在机器人行走过程中，它主要承担创造吸附环境的任务，其将具有磁性的材料喷涂到墙面上，所述材料吸附到墙面上后形成磁性路径，在爬墙小车前进的方向上提前铺设好磁性路径，创建磁吸附环境条件。上述磁性底盘17是一块具有磁性的底板，其高度很低且安装在机体9的底部，在爬墙小车行走的过程中尽量贴墙而行，使磁性底盘17与所述磁性路径之间产生较大的磁吸附力，该磁吸附力即是所述行走装置与墙面之间的压力，该压力的存在是墙面对爬墙小车产生向上摩擦力的必要条件。
所述控制系统控制所述行走装置前行后退拐弯等基本的行动以及所述喷漆/胶装置的正常喷涂作业，当行走装置与墙面之间发生相对运动时，行走装置受到来自墙面的向上的摩擦力，爬墙小车在该摩擦力和自身重力的作用下实现在墙面上的悬停和自由行走。
上述磁性路径的喷涂可以采用像喷雾机一样将漆/胶喷涂在墙上；也可以用辊筒3的方式，通过辊筒3的运动把漆/胶压在墙上；还可以像洒水车一样洒在前方；总之，有一系列的方式实现小车的喷漆/胶系统。
下面我们将用一个具体的例子来进一步阐述喷漆/胶爬墙机器人的原理与应用方式。该具体实施例中，所述行走装置包括四个行动轮1和一个电机4；所述喷漆/胶装置包括辊筒3驱动8、辊筒3、供漆/胶组件2以及输漆/胶管道16；所述控制系统包括中央控制器6、电机4驱动控制器14和电池组件5。所述中央控制器6与电机4驱动控制器14、供漆/胶组件2控制连接，所述电机4驱动控制器14控制连接电机4，所述辊筒3驱动8由所述电机4的传送带组成，电机4转动驱动行动轮1转动以及通过辊筒3驱动8带动辊筒3转动；所述供漆/胶组件2通过输漆/胶管道16为辊筒3提供形成所述磁性路径的材料；所述电池组件5为所述中央控制器6、电机4驱动控制器14和电机4供电。
上述供漆/胶组件2具有开关两个状态，均由中央控制器6控制它的开关。当处于开的时候，供漆/胶组件2通过输漆/胶管道16给辊筒3供漆/胶；当处于关的时候，则停止给辊筒3供漆/胶。所述行走装置选用具有大摩擦系数的轮子和大扭矩的电机4组成，大摩擦系数有利于增加轮子与墙面之间的摩擦，利于平衡重力。该种实施例结构简单、体积小、重量轻、控制简单并且容易实现，它能够适应几乎所有的墙壁，同时，它的低功耗与无噪声很适合要求隐蔽性的作业中。
为在地面或远处遥控方便，所述控制系统还包括遥控器和遥控开关7，所述遥控器通过遥控开关7与所述中央控制器6无线通信连接，工作人员手持遥控器站在地面上就可以控制爬墙小车上墙作业。
上述形成磁性路径的材料由无色的漆/胶与铁粉按一定的比例混合加工而成，漆/胶和铁粉具有很好的黏合性，能保证漆/胶干的时候，铁粉牢牢固定在墙上。这种材料能够适用于不同粗糙程度、不同材质的墙面，并且具有极快的风干速度，遇墙则干。同时它也是一种无色的漆/胶，不具有腐蚀破坏性，不会对墙面造成破坏。
本爬墙小车有两种工作模式：第一种，当在地面行走时，喷漆/胶装置处于关闭状态，小车在地面上自由行走。第二种，如图2所示，当接触到墙壁的时候，喷漆/胶装置开启，小车通过喷漆/胶装置把磁性的漆/胶喷涂到墙面上，快速风干之后变得很牢固，当小车运行到漆/胶的上方时，附着在墙面的铁粉和小车的磁性底盘17之间产生强大的磁吸附力，这个力垂直于墙面，把机体9牢牢压在墙上，车子重力与受到的摩擦力平衡，这样小车就不会掉下来了。而小车行动需要的力是沿着墙壁表面的，与铁粉和磁性底盘17产生的吸附力垂直，在车子行动的过程中，因为磁性吸引产生的压力并不会做功，因此并不会影响小车的行动。当小车运行到墙壁某处需要停下来的时候，控制系统控制喷漆/胶装置停止工作，关闭输漆/胶管道16，磁性底盘17与附着在墙壁表面上的漆/胶继续保持着吸引力。在车子爬墙的过程中，四个大摩擦系数的轮子能够使墙壁与车身之间产生更大的摩擦，有助于爬墙，喷漆/胶装置和机身不会发出噪声，有利于隐蔽性。同时，低底盘也有利于增大磁性底盘17与墙壁铁粉的吸引力。车子在墙壁上的行动也如平面行动，能够自由前进后退、转弯。

Claims (4)

1.一种喷漆/胶的爬墙小车，包括机体和行走装置，其特征在于：还包括控制系统、喷漆/胶装置和磁性底盘；
所述喷漆/胶装置设置在所述机体的前端，其将具有磁性的材料喷涂到墙面上，所述材料吸附到墙面上后形成磁性路径；
所述控制系统控制所述行走装置的行动和所述喷漆/胶装置的喷涂作业；所述磁性底盘具有磁性且安装在机体底部，该磁性底盘与所述磁性路径之间产生磁吸附力使所述行走装置与墙面之间产生压力；所述行走装置与墙面之间发生相对运动时行走装置受到来自墙面的向上的摩擦力，爬墙小车在该摩擦力和自身重力的作用下实现在墙面上的行走。
2.根据权利要求1所述的一种喷漆/胶的爬墙小车，其特征在于：所述行走装置包括四个行动轮和一个电机；所述喷漆/胶装置包括辊筒驱动、辊筒、供漆/胶组件以及输漆/胶管道；所述控制系统包括中央控制器、电机驱动控制器和电池组件；
所述中央控制器与电机驱动控制器、供漆/胶组件控制连接，所述电机驱动控制器控制连接电机，所述辊筒驱动由所述电机的传送带组成，电机转动驱动行动轮转动以及通过辊筒驱动带动辊筒转动；所述供漆/胶组件通过输漆/胶管道为辊筒提供形成所述磁性路径的材料；所述电池组件为所述中央控制器、电机驱动控制器和电机供电。
3.根据权利要求2所述的一种喷漆/胶的爬墙小车，其特征在于：所述控制系统还包括遥控器和遥控开关，所述遥控器通过遥控开关与所述中央控制器无线通信连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种喷漆/胶的爬墙小车，其特征在于：所述形成磁性路径的材料由无色的漆/胶与铁粉混合加工而成。
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