CN108284886A - 一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人 - Google Patents

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郭立强
李可
胡永斌
丁建宁
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces

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Abstract

本发明涉及机器人技术领域，特指一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人。其包括两个真空吸盘、两个通气结构、两个伸缩结构，两个连接结构、一个弯曲结构，整体呈对称结构。通过对本发明各部分结构进行充放气，及控制充放气量的多少，使各结构实现相应的运动，以此达到机器人在墙面上的运动和转换墙面的运动过程，同时该机器人的结构简单，运动可行，适于大规模生产。

Description

一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特指一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人。
背景技术
随着科技的进步，工业机器人在各个领域得到了广泛的应用。爬墙机器人作为工业用机器人的一种，指的是能够在垂直陡壁上进行作业的机器人，它作为高空极限作业的一种机械装置，可以代替人工在高空、毒气毒液、辐射等高危环境下进行特种作业，在热电厂、核工业、消防等领域有着广泛的应用。积极研究和发展爬墙机器人技术，可以直接应用于或带动相关链条产业的进步，从整体上促进生产力的发展，提高人民的生活质量。
爬墙机器人必须具有两个基本功能：在墙壁上的吸附功能和移动功能。按吸附功能分类：真空吸附、磁吸附和推力吸附三种形式；真空吸附又分为单吸盘和多吸盘两种结构形式，具有不受壁面材料限制的优点。移动功能的实现有3种方式：腿足式、车轮式和履带式。腿足式又分为两足和多足等。车轮式移动速度快，控制灵活，但维持一定的吸附力较困难；腿足式移动速度慢，但负载能力强；履带式对壁面的适应性强，且着地面积大，但不易转弯。
近年来，国内外对爬墙机器人进行了深入的研究，腿足式、车轮式、履带式、步进式、蠕动式等各种新式爬墙机器人相继出现，公告号为CN104015832A的发明专利申请公开了一种“气动爬墙机器人”。所述爬墙机器人由前隔板、中间运动板、后安装结构板、前后导向机构、气缸、左右导向机构、舵机、吸盘组件和驱动控制机构组件，该机器人虽然机动性较好，但不能让机器人从一个工作面转移到另一个工作面；公开号为CN205251438U的实用新型专利公开了“一种爬墙清扫机器人”。所述爬墙机器人结构简单灵活，越障能力较好，但仍不能实现机器人从一个工作面到另一个工作面的转换。在现有的这些爬墙机器人中，大部分只能在单一的墙面工作，很少涉及让机器人转换到另外一个工作面，并且这些机器人大都结构较为复杂，不适合大规模投入生产。现有的相关技术在实现机器人的爬墙上面已经成熟，眼前最为紧迫的是需要设计出一种结构简单，可以翻转墙面、可以转换到另外一个墙面工作的爬墙机器人。
发明内容
本发明的目的是解决现有爬墙机器人很少涉及让机器人完成从一个工作面到另一个工作面的转换，并且现有的爬墙机器人大都结构复杂，不利于大规模生产的技术问题。提供一种依靠真空吸盘的吸附作用，伸缩结构的伸缩以及弯曲结构的弯曲来完成机器人的爬墙以及工作面的转换工作，并且能够降低生产成本，适应于大规模生产的爬墙机器人。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案为：一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人，其特征在于，包括两个真空吸盘、两个通气结构、两个伸缩结构，两个连接结构、一个弯曲结构，整体呈对称结构；即以弯曲结构为中心，弯曲结构两端依次密封连接，连接顺序为连接结构、伸缩结构、通气结构和真空吸盘。
所述通气结构内部设有通气孔，并且有两个出气孔，通气结构的靠近出气孔2的一端与真空吸盘通过粘结方法密封连接、靠近出气孔1的一端与伸缩结构的一端通过粘结方法密封连接。
所述伸缩结构的内部中空，其两端分别与通气结构和连接结构通过粘结方法密封连接。
所述连接结构分别与伸缩结构的一端和弯曲结构的一端密封连接，在连接结构的内部有若干个贯通连接结构的通气孔。
所述弯曲结构的两端通过粘结的方法分别与连接结构密封连接；弯曲结构内部设有与连接结构通气孔对应的若干个腔分别与连接结构的通气孔相连通。
所述的真空吸盘与通气结构采用粘结方式密封连接，并通过通气结构的出气孔2、外界的气管与外部气源相连接。
所述的伸缩结构的两端分别通过粘结方式与通气结构和连接结构密封连接，通过通气结构的出气孔1、外界的气管与外部气源连接。
所述弯曲结构的两端均通过粘结方式分别与连接结构密封连接，弯曲结构内部的若干个腔分别与连接结构的若干个通气孔相连通，外界的气管与连接结构的通气孔一一对应密封连接，并依次从伸缩结构和通气结构的内部穿过，最后从通气结构的出气孔1穿出，与外部气源连接，从而实现弯曲结构内部的腔与外部气源的连通。
本发明采用吸盘吸附原理，使机器人可以吸附于墙面。外部气源通过通气管与各部分结构相连接，并通过控制装置，对相关结构进行充放气，达到机器人爬墙和翻转墙面的运动过程。
与其他类型的爬墙机器人相比，本发明具有如下优势：
通过对本发明各部分结构进行充放气，及控制充放气量的多少，使各结构实现相应的运动，以此达到机器人在墙面上的运动和转换墙面的运动过程，同时该机器人的结构简单，运动可行，适于大规模生产。
附图说明
图1本发明的结构示意图。
图2通气结构2的结构示意图。
图3伸缩结构3的结构示意图。
图4连接结构4的结构示意图。
图5弯曲结构5的结构示意图。
1、真空吸盘；2、通气结构；3、伸缩结构；4、连接结构；5、弯曲结构。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不应以此限制本发明。
图一为本发明的结构图，本发明所采用的技术方案是：一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人，其特征在于，包括两个真空吸盘1、两个通气结构2、两个伸缩结构3，两个连接结构4、一个弯曲结构5。所述真空吸盘1与通气结构2采用粘结方式密封连接，并通过通气结构2的出气孔2和外界的气管与外部的气源完成连接；所述伸缩结构3的一端与通气结构2采用密封方式连接，内部与通气结构2的出气孔1连通，通过通气结构2的出气孔1、外界的气管实现与外部气源的连接，通过控制充放气与充放气量的多少来控制伸缩结构3的伸缩运动和伸缩的长短，伸缩结构3的另一端与连接结构4通过粘结的方法密封连接；所述弯曲结构5的两端分别与两个连接结构4采用粘结方式密封连接，并且保证连接结构4的6个沿圆周方向均布的通气孔分别与弯曲结构5的6个沿圆周方向均布的腔室相连通，与连接结构4的6个通气孔相连接的6根外界的气管穿过伸缩结构3的内部，而后从通气结构2的出气孔1穿出与外部气源连接。所述弯曲结构5内部具有6个腔室，当需要弯曲时，只需对与目标方向临近的一个或两个腔室抽气，并同时对相反方向的一个或者两个腔室进行充气，通过控制充气量的多少来控制弯曲的程度。
机器人通过真空吸盘吸附在墙壁上，当需要控制机器人运动时，控制其中一个真空吸盘1与工作面分离，并控制弯曲结构5向前进方向弯曲180°，调整伸缩结构3，使真空吸盘与工作面接触，之后控制真空吸盘1完成与工作面的吸附，并准备下一个前进工作过程。通过两个真空吸盘1交替与工作面吸附脱离，弯曲结构调整行进方向，使得机器人能够在工作面上持续行走。当需要机器人从一个工作面转换到另外一个工作面时，控制其中一个真空吸盘与工作面分离，然后控制伸缩结构3伸长至适当位置，调整弯曲结构5，使其弯向目标墙面的方向，再通过控制伸缩结构3使真空吸盘1与目标墙面接触，继而完成后续吸附的工作。

Claims (7)

1.一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人，其特征在于，包括两个真空吸盘、两个通气结构、两个伸缩结构，两个连接结构、一个弯曲结构，整体呈对称结构；
所述通气结构内部设有通气孔，并且有两个出气孔，通气结构的靠近出气孔2的一端与真空吸盘通过粘结方法密封连接、靠近出气孔1的一端与伸缩结构的一端通过粘结方法密封连接；
所述伸缩结构的内部中空，其两端分别与通气结构和连接结构通过粘结方法密封连接；
所述连接结构分别与伸缩结构的一端和弯曲结构的一端密封连接，在连接结构的内部有若干个贯通连接结构的通气孔；
所述弯曲结构的两端通过粘结的方法分别与连接结构密封连接；弯曲结构内部设有与连接结构通气孔对应的若干个腔；
所述的真空吸盘通过通气结构的出气孔2、外界的气管与外部气源相连接；
所述的伸缩结构通过通气结构的出气孔1、外界的气管与外部气源连接；
所述弯曲结构内部的若干个腔分别与连接结构的若干个通气孔一一对应相连通，外界的气管与连接结构的通气孔一一对应密封连接，并依次从伸缩结构和通气结构的内部穿过，最后从通气结构的出气孔1穿出，与外部气源连接，从而实现弯曲结构内部的腔与外部气源的连通。
2.如权利要求1所述的一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人，其特征在于，通过控制充放气与充放气量的多少来控制伸缩结构的伸缩运动和伸缩的长短。
3.如权利要求1所述的一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人，其特征在于，当需要弯曲时，只需对与目标方向临近的一个或两个腔室抽气，并同时对相反方向的一个或者两个腔室进行充气，通过控制充气量的多少来控制弯曲的程度。
4.如权利要求1所述的一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人，其特征在于，所述连接结构的内部有6个贯通连接结构的通气孔，沿连接结构圆周方向均布。
5.如权利要求1所述的一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人，其特征在于，所述弯曲结构内部设有与连接结构通气孔一一对应的6个腔，沿弯曲结构圆周方向均布。
6.如权利要求1所述的一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人，其特征在于，机器人通过真空吸盘吸附在墙壁上，当需要控制机器人运动时，控制其中一个真空吸盘与工作面分离，并控制弯曲结构向前进方向弯曲180°，调整伸缩结构，使真空吸盘与工作面接触，之后控制真空吸盘完成与工作面的吸附，并准备下一个前进工作过程，通过两个真空吸盘交替与工作面吸附脱离，弯曲结构调整行进方向，使得机器人能够在工作面上持续行走；当需要机器人从一个工作面转换到另外一个工作面时，控制其中一个真空吸盘与工作面分离，然后控制伸缩结构伸长至适当位置，调整弯曲结构，使其弯向目标墙面的方向，再通过控制伸缩结构使真空吸盘与目标墙面接触，继而完成后续吸附的工作。
7.如权利要求1所述的一种采用翻越方式行走的双吸盘爬墙机器人，其特征在于，所述整体呈对称结构指：以弯曲结构为中心，弯曲结构两端依次密封连接，连接顺序为连接结构、伸缩结构、通气结构和真空吸盘。
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