CN109263741B - 一种适用于玻璃壁面的爬行装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种适用于玻璃壁面的爬行装置，包括定距杆、传动机构和若干吸附机构，传动机构对称安装在左右两侧的定距杆上，传动机构包括安装在左右两侧定距杆之间的齿轮组件和分别安装在左右两侧定距杆外侧的链轮组I和链轮组II，链轮组I和链轮组II上分别缠绕有链条I和链条II，链轮组I和所述链轮组II的结构相同；每个吸附机构包括圆形的吸盘壳体，吸盘壳体中央固接吸盘杆，吸盘壳体表面位于吸盘杆两侧对称固接两组吸盘凸台，每组吸盘凸台之间通过两个相互平行的销轴II与链条I和链条II连接。本发明公开的爬行装置，解决了现有爬行装置结构复杂，工作效率低的问题，该爬行装置具有吸附和爬行两个作用。
Description
技术领域
本发明属于高空玻璃清洗装置技术领域，涉及一种适用于玻璃壁面的爬行装置。
背景技术
壁面移动机械人属于极限作业机器人。所谓极限作业是指一些危险的工作条件(如放射性、高温、高压、垂直壁面、宇宙环境等)下所进行的检测、维修、救援等作业。这些作业对人类来讲是危险的也是不易实现的，目前使用的爬行装置中一般采用多个活塞缸或电机和相关机构与真空吸盘相连，实现爬行装置在光滑壁面上的直行、转弯和静止，整体机构复杂、笨重，过重的质量不利于其在光滑壁面上的吸附，复杂的机构也增加了爬行装置制造成本，降低了整个装置的可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于玻璃壁面的爬行装置，解决了现有爬行装置结构复杂，工作效率低的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种适用于玻璃壁面的爬行装置，包括定距杆、传动机构和若干吸附机构，传动机构对称安装在左右两侧的定距杆上，传动机构包括安装在左右两侧定距杆之间的齿轮组件和分别安装在左右两侧定距杆外侧的链轮组I和链轮组II，链轮组I和链轮组II上分别缠绕有链条I和链条II，链轮组I和链轮组II的结构相同；
每个吸附机构包括圆形的吸盘壳体，吸盘壳体中央间隙连接吸盘杆，吸盘壳体表面位于吸盘杆两侧对称固接两组吸盘凸台，每组吸盘凸台之间与链条I和链条II连接。
本发明的其他特点还在于，
齿轮组件包括连接在左右两侧定距杆之间两两相互平行的大齿轮轴、小齿轮轴和轴，大齿轮轴和轴位于定距杆的两端，小齿轮轴位于大齿轮轴和轴的中间，大齿轮轴中间键连接大齿轮，小齿轮轴中间键连接小齿轮，大齿轮啮合小齿轮，小齿轮轴的一端通过联轴器连接电机I，电机I固接在定距杆上；大齿轮轴和轴两端均穿过定距杆分别连接链轮组I和链轮组II。
链轮组I包括分别固接在大齿轮轴和轴一端的两个大链轮，两个大链轮之间缠绕啮合链条I，链条I还与三个小链轮啮合，定距杆中央通过螺栓固接有三角固定架，三角固定架中央开设有销轴孔通过销轴I连接另一个三角固定架，另一个三角固定架位于传动机构外侧，并且在表面螺栓孔处通过螺栓固定在压杆上，三个小链轮位于两个三角固定架的之间，并且通过销柱固定在两个三角固定架的三角，三个小链轮可以绕销柱转动。
每个定距杆上还固接辅助安装壳，辅助安装壳内部顶端上固接直线电机，辅助安装壳相对的两侧开有凹槽，凹槽内放置有拉杆，拉杆的轴线与定距杆平行，拉杆通过螺纹孔与直线电机丝杠轴螺纹连接。
拉杆的中央与凹槽配合连接的地方开有对应的凸台，拉杆的内部沿轴向开设有“凹”字形通孔，通孔两端设置有弧面轨道，通孔内部表面除过两端的地方呈平面轨道。
吸盘壳体上位于吸盘凸台的外侧还固接有滚轮支撑台，滚轮支撑台通过销轴连接滚轮，吸盘杆的一端固接一垂直于吸盘杆的横杆，横杆两端各过盈配合连接一轴承II内圈，轴承II外圈在弧面轨道内和平面轨道上滚动，吸盘杆的另一端通过螺母连接丁基橡胶，丁基橡胶连接在吸盘壳体的圆周上。
本发明的有益效果是，一种适用于玻璃壁面的爬行装置，解决了现有爬行装置结构复杂，工作效率低的问题。该爬行装置可以代替人工在一些极限环境作业，在高强度、高危险的工作环境中具有良好的应用前景。而且爬行装置还可应用于那些与地面呈一定角度的壁面清洗中的移动机构。该爬行装置具有吸附和爬行两个作用，吸盘进入拉杆时产生吸附力，在爬行的过程中，前面的吸盘依次通过拉杆进入吸附状态，尾部的最后一个吸盘，分别依次经过拉杆中平面轨道与端部弧面轨道，实现吸盘由吸附状态逐渐变为贴紧壁面无吸附力状态，吸盘离开壁面时就不会是吸附状态，便不会给爬行装置前行造成阻力。
附图说明
图1是本发明的一种适用于玻璃壁面的爬行装置的结构示意图；
图2是本发明的一种适用于玻璃壁面的爬行装置中传动结构的示意图；
图3是三角固定架的结构示意图；
图4是拉杆的机构示意图；
图5是吸盘的结构示意图。
图中，1.大齿轮，2.大齿轮轴，3.定距杆，4.链轮组I，5.电机I，6.链条I，7.小齿轮轴，8.小齿轮，9.轴，10.链条II，11.拉杆，12.直线电机，13.辅助安装壳，14.凹槽，15.直线电机丝杠轴，16.链轮组II，17.吸附机构，18.大链轮，19.三角固定架，20.压杆，21.小链轮，22.轴承I，23.销轴I，24.螺栓孔，25.销轴孔，27.弧面轨道，28.平面轨道，29.销轴II，30.轴承II，31.吸盘杆，32.吸盘凸台，33.滚轮，34.吸盘壳体，35.丁基橡胶，36.滚轮支撑台，37.螺纹孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种适用于玻璃壁面的爬行装置，如图1和图2所示，包括定距杆3、传动机构和若干吸附机构17，传动机构对称安装在左右两侧的定距杆3上，传动机构包括安装在左右两侧所述定距杆3之间的齿轮组件和分别安装在左右两侧定距杆3外侧的链轮组I4和链轮组II16，链轮组I4和链轮组II16上分别缠绕有链条I6和链条II10，链轮组I4和链轮组II16的结构相同。
齿轮组件包括通过轴承I22过盈配合连接在左右两侧定距杆3之间两两相互平行的大齿轮轴2、小齿轮轴7和轴9，大齿轮轴2和轴9位于定距杆3的两端，小齿轮轴7位于大齿轮轴2和轴9的中间，大齿轮轴2中间键连接大齿轮1，小齿轮轴7中间键连接小齿轮8，大齿轮1啮合小齿轮8，小齿轮轴7的一端通过联轴器连接电机I5，电机I5固接在定距杆3上；大齿轮轴2和轴9两端均穿过定距杆3分别通过螺纹连接链轮组I4和链轮组II16，链轮组I4和链轮组II16分别缠绕有链条I6和链条II10，链轮组I4和链轮组II16的结构相同。
链轮组I4包括分别通过螺纹连接在大齿轮轴2和轴9一端的两个大链轮18，两个大链轮18之间缠绕啮合链条I6，链条I6还与三个小链轮21啮合，定距杆3中央通过螺栓固接有三角固定架19，如图3所示，三角固定架19中央开设有销轴孔25通过销轴I23连接另一个三角固定架19，另一个三角固定架19位于传动机构外侧，并且在表面的螺栓孔24处通过螺栓固定在压杆20上，三个小链轮21位于两个三角固定架19的之间，并且通过销柱固定在两个三角固定架19的三角，三个小链轮21可以绕销柱转动。
每个定距杆3上还固接辅助安装壳13，辅助安装壳13内部顶端上固接直线电机12，辅助安装壳13相对的两侧开有凹槽14，凹槽14内放置有拉杆11，拉杆11的轴线与定距杆3平行，拉杆11通过螺纹孔37与直线电机丝杠轴15螺纹连接。
如图4所示，拉杆11的中央与凹槽14配合连接的地方开有对应的凸台，拉杆11的内部沿轴向开设有“凹”字形通孔，通孔两端设置有弧面轨道27，通孔内部表面呈平面轨道28，除过两端的地方。
如图5所示，吸附机构17包括圆形的吸盘壳体34，吸盘壳体34中央间隙连接吸盘杆31，吸盘壳体34表面位于吸盘杆31两侧对称固接一组吸盘凸台32，每组吸盘凸台32之间通过两个相互平行的销轴II29连接在链条I6和链条II10上，吸盘壳体34上位于吸盘凸台32的外侧还固接有滚轮支撑台36，滚轮支撑台36通过销轴连接滚轮33，当前面洗盘贴向玻璃面(即进入吸附状态)时，滚轮33刚好紧贴压杆20，这样可使吸盘丁基橡胶35面能够与玻璃面平行，更好的使吸盘贴紧玻璃面，吸盘杆31的一端固接一垂直于吸盘杆31的横杆，横杆两端均通过过盈配合连接一轴承II30内圈，轴承II30外圈在弧面轨道27内和平面轨道28上滚动，吸盘杆31的另一端通过螺母连接丁基橡胶35，丁基橡胶35连接在吸盘壳体34的圆周上。
本发明的一种适用于玻璃壁面的爬行装置，工作过程为：装置放上壁面之前，启动直线电机12下移，使直线电机丝杠轴15带动拉杆11下移，使吸附机构17的丁基橡35胶紧贴壁面(轴承II30通过弧面轨道27已经进入到平面轨道28)，待整体爬行装置放到壁面上时，使直线电机12向上移动，使直线电机丝杠轴15带动11拉杆上移，使丁基橡胶35中部拉起远离壁面，然后，启动电机I5，带动小齿轮8转动，小齿轮8带动大齿轮1转动，大齿轮1带动链轮组I4和链轮组II16转动起来(三者同轴)，整个爬行装置往前行进(若要后退，将电机I5反转即可；若要停止，关掉电机I5即可)。
此爬行装置主要两部分：吸附和移动。吸附主要特点是当吸盘未进入拉杆11时，不产生吸附力，当其进入拉杆11结构中的端部弧面轨道和平面轨道后(此时即所有朝向壁面的吸盘皆紧紧吸附在壁面上)。前进过程中，此类似履带运动的爬行装置，前面的吸盘依次通过拉杆进入吸附状态，尾部的最后一个吸盘，分别依次经过拉杆结构中平面轨道(吸盘的丁基橡胶35中部为拉起远离壁面状态)与端部弧面轨道(吸盘的丁基橡胶35渐渐靠近壁面)，即吸盘由吸附状态逐渐变为贴紧壁面无吸附力状态，吸盘离开壁面时就不会是吸附状态，便不会给爬行装置前行造成阻力。
Claims (4)
1.一种适用于玻璃壁面的爬行装置，其特征在于，包括定距杆(3)、传动机构和若干吸附机构(17)，所述传动机构对称安装在左右两侧的所述定距杆(3)上，所述传动机构包括安装在左右两侧所述定距杆(3)之间的齿轮组件和分别安装在左右两侧所述定距杆(3)外侧的链轮组I(4)和链轮组II(16)，所述链轮组I(4)和链轮组II(16)上分别缠绕有链条I(6)和链条II(10)，所述链轮组I(4)和所述链轮组II(16)的结构相同；
每个所述吸附机构(17)包括圆形的吸盘壳体(34)，所述吸盘壳体(34)中央间隙连接吸盘杆(31)，所述吸盘壳体(34)表面位于所述吸盘杆(31)两侧对称固接两组吸盘凸台(32)，每组所述吸盘凸台(32)与所述链条I(6)和所述链条II(10)连接；
所述齿轮组件包括连接在左右两侧所述定距杆(3)之间两两相互平行的大齿轮轴(2)、小齿轮轴(7)和轴(9)，所述大齿轮轴(2)和轴(9)位于所述定距杆(3)的两端，所述小齿轮轴(7)位于所述大齿轮轴(2)和轴(9)的中间，所述大齿轮轴(2)中间键连接大齿轮(1)，所述小齿轮轴(7)中间键连接小齿轮(8)，所述大齿轮(1)啮合小齿轮(8)，所述小齿轮轴(7)的一端通过联轴器连接电机I(5)，所述电机I(5)固接在所述定距杆(3)上；所述大齿轮轴(2)和所述轴(9)两端均穿过所述定距杆(3)分别连接所述链轮组I(4)和所述链轮组II(16)；
所述链轮组I(4)包括分别固接在所述大齿轮轴(2)和所述轴(9)一端的两个大链轮(18)，两个所述大链轮(18)之间缠绕啮合链条I(6)，所述链条I(6)还与三个小链轮(21)啮合，所述定距杆(3)中央通过螺栓固接有三角固定架(19)，所述三角固定架(19)中央开设有销轴孔(25)通过销轴I(23)连接另一个三角固定架(19)，所述另一个三角固定架(19)位于所述传动机构外侧，并且在表面螺栓孔(24)处通过螺栓固定在压杆(20)上，三个所述小链轮(21)位于两个所述三角固定架(19)的之间，并且通过销柱固定在两个所述三角固定架(19)的三角，三个所述小链轮(21)可以绕所述销柱转动。
2.如权利要求1所述的一种适用于玻璃壁面的爬行装置，其特征在于，每个所述定距杆(3)上还固接辅助安装壳(13)，所述辅助安装壳(13)内部顶端上固接直线电机(12)，所述辅助安装壳(13)相对的两侧开有凹槽(14)，所述凹槽(14)内放置有拉杆(11)，所述拉杆(11)的轴线与所述定距杆(3)平行，所述拉杆(11)通过螺纹孔(37)与直线电机丝杠轴(15)螺纹连接。
3.如权利要求2所述的一种适用于玻璃壁面的爬行装置，其特征在于，所述拉杆(11)的中央与所述凹槽(14)配合连接的地方开有对应的凸台，所述拉杆(11)的内部沿轴向开设有“凹”字形通孔，所述通孔两端设置有弧面轨道(27)，所述通孔内部表面除过两端的地方呈平面轨道(28)。
4.如权利要求3所述的一种适用于玻璃壁面的爬行装置，其特征在于，所述吸盘壳体(34)上位于所述吸盘凸台(32)的外侧还固接有滚轮支撑台(36)，所述滚轮支撑台(36)通过销轴连接滚轮(33)，所述吸盘杆(31)的一端固接一垂直于所述吸盘杆(31)的横杆，所述横杆两端各过盈配合连接一轴承II(30)内圈，所述轴承II(30)外圈在所述弧面轨道(27)内和所述平面轨道(28)上滚动，所述吸盘杆(31)的另一端通过螺母连接丁基橡胶(35)，所述丁基橡胶(35)连接在所述吸盘壳体(34)的圆周上。
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