CN110040190A - 一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统，属于爬壁机器人吸附系统技术领域，其组成主要包括配气盘组件，吸盘组件，电磁换向阀，真空泵，配气盘组件有两个，分别与爬壁机器人的主动轮和从动轮同轴连接，当爬壁机器人行走时，处于主动轮处贴紧壁面的吸盘组件配气通路打开，真空泵经配气通路使吸盘腔产生负压，从而压紧壁面，处于从动轮处贴紧壁面的吸盘组件，其吸盘腔内的负压则经配气通路释放。本发明气动回路简单，管路数量少，布置方便，故障率低，配气控制容易，吸附可靠，行走自由。

Description

一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统

技术领域

本发明涉及爬壁机器人吸附系统技术领域，尤其是指一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统。

背景技术

爬壁机器人可以用于罐体探伤检查、高层建筑物的清洁和喷涂、灾难救援等领域。利用爬壁机器人可以将人类从危险的作业环境中解放出来，提高工作效率，降低作业成本。爬壁机器人必须具备吸附和移动两个基本功能，而常见吸附方式有负压吸附和磁吸附两种。其中负压吸附可以通过吸盘内产生负压而吸附于壁面上，不受壁面材料的限制，因而得到了广泛的应用。吸盘履带式爬壁机器人具有灵活的机动性能、较强的越障能力、较好的壁面适应能力等优点，受到该领域专业技术人员的高度关注。目前的吸盘履带式爬壁机器人吸附系统结构复杂，管路数目多，布置困难，极易出现管路干涉、缠绕等问题，如何设计出结构简单、管路简洁、吸附可靠的吸盘履带式爬壁机器人吸附系统，成为了一项急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统，本发明结构简单，配气管路数量少，布置方便，故障率低，可实现爬壁机器人的可靠吸附与自由行走。

本发明的目的是以如下方式实现的：

一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统，包括配气盘组件，吸盘组件，电磁换向阀，真空泵；所述的配气盘组件包括配气盘体，配气阀，所述的配气阀设有配气阀气孔，第一配气弹簧，第一配气活塞，所述配气阀的配气阀体内壁加工了两个配气槽，所述的配气阀沿周向均布在配气盘体内；所述的吸盘组件，包括推杆，第二配气活塞，吸盘，第二配气弹簧，吸盘座，所述的吸盘座设有两个吸盘配气孔。

作为优选，所述的配气盘体中心设有气室，所述的配气阀气孔与气室相通，气室压盖固定在配气盘体上，气室压盖上安装有轴承，管接头与轴承的内圈为过盈配合。

作为优选，所述的配气阀的第一配气弹簧未压缩到位时，第一配气活塞将配气槽封闭；所述的吸盘组件的第二配气弹簧未压缩到位时，第二配气活塞将吸盘配气通路封闭；当吸盘组件处于贴紧壁面的位置时，在爬壁机器人自身重量的作用下，推杆将第一配气弹簧、第二配气弹簧压缩到位，吸盘腔通过吸盘配气孔、配气槽、配气阀气孔与气室形成配气通路。

作为优选，为了保证推杆能顺利的进入和脱离配气阀体，推杆应选用具有一定弹性的可变形材料。

作为优选，所述的配气盘组件有两个，分别与爬壁机器人的主动轮和从动轮同轴连接，当爬壁机器人前进，与主动轮同步转动的吸盘组件处于贴紧壁面的位置时，真空泵经配气通路使吸盘腔产生负压，从而压紧壁面；处于从动轮处贴紧壁面的吸盘组件，其吸盘腔内的负压则经配气通路释放。

作为优选，爬壁机器人前进、后退的行进状态转换时，可通过电磁换向阀左位、右位的切换，实现主动轮处贴紧壁面的吸盘组件形成负压，被动轮处贴紧壁面的吸盘组件释放负压。

本发明的有益效果是，吸附系统气动回路简单，管路数量少，布置方便，故障率低，配气控制容易，吸附可靠。

附图说明

图1是吸盘履带式爬壁机器人的外观示意图，图2是吸盘配气过程示意图，图3是吸盘配气局部放大图，图4是配气阀剖视图，图5是配气盘组件装配图，图6是图5的A-A剖视图，图7是吸盘组件剖视图，图8是吸附系统气压原理图。

图中，1–配气盘组件；2–吸盘组件；3–电磁换向阀；4–真空泵；5–履带；11–配气盘体；12–配气阀；13–管接头；14–气管；15–轴承；16–气室压盖；111–气室；121–配气阀气孔；122–配气阀体；123–第一配气弹簧；124–配气槽；125–第一配气活塞；21–推杆；22–第二配气活塞；23–吸盘；24–第二配气弹簧；25–吸盘腔；26–吸盘座；27–吸盘配气孔。

具体实施方式

为使本发明专利的目的、技术方案和优点更加清楚明了，以下结合附图进一步说明本发明的具体结构和工作方式。

如附图1～附图8所示，一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统，包括配气盘组件1，吸盘组件2，电磁换向阀3，真空泵4；所述的配气盘组件1包括配气盘体11，配气阀12，所述的配气阀12设有配气阀气孔121，第一配气弹簧123，第一配气活塞125，所述配气阀12的配气阀体122内壁加工了两个配气槽124，所述的配气阀12沿周向均布在配气盘体11内；所述的吸盘组件2，包括推杆21，第二配气活塞22，吸盘23，第二配气弹簧24，吸盘座26，所述的吸盘座26设有两个吸盘配气孔27。

进一步，如附图3～附图5所示，所述的配气盘体11中心设有气室111，所述的配气阀气孔121与气室111相通，气室压盖16固定在配气盘体11上，气室压盖16上安装有轴承15，管接头13与轴承15的内圈为过盈配合。

进一步，如附图4所示，所述的配气阀12的第一配气弹簧123未压缩到位时，第一配气活塞125将配气槽124封闭；附图7所示，所述的吸盘组件2的第二配气弹簧24未压缩到位时，第二配气活塞22将吸盘配气通路27封闭。

进一步，如附图3所示，当吸盘组件2处于贴紧壁面的位置时，在爬壁机器人自身重量的作用下，推杆21将第一配气弹簧123、第二配气弹簧24压缩到位，吸盘腔25通过吸盘配气孔27、配气槽124、配气阀气孔121与气室111形成配气通路。

进一步，为了保证推杆21能顺利的进入和脱离配气阀体122，推杆应选用具有一定弹性的可变形材料。

进一步，如附图1、附图3、附图8所示，所述的配气盘组件1有两个，分别与爬壁机器人的主动轮和从动轮同轴连接(主动轮和从动轮图中未画出)，当爬壁机器人前进，与主动轮同步转动的吸盘组件2处于贴紧壁面的位置时，配气通路打开，真空泵4经电磁换向阀3、气管14、配气通路使吸盘组件2的吸盘腔25产生负压，从而压紧壁面。

进一步，当推杆21脱离配气阀体122后，所述的配气阀12的第一配气弹簧123复位，第一配气活塞125将配气槽124封闭；所述的吸盘组件2的第二配气弹簧24复位，第二配气活塞22将吸盘配气通路27封闭，由于爬壁机器人行进的过程中，处于主动轮和从动轮之间贴紧壁面的若干吸盘组件2是不动的，保证了机器人行进过程中的可靠吸附。

进一步，处于从动轮处贴紧壁面的吸盘组件2，当推杆21进入配气阀体122，吸盘组件2和配气盘组件1的配气通路打开，吸盘组件2的吸盘腔25内的负压则经配气通路释放，实现了机器人的自由行走。

进一步，如附图8所示，爬壁机器人前进、后退的行进状态转换时，可通过电磁换向阀3左位、右位的切换，确保主动轮处贴紧壁面的吸盘组件2形成负压，被动轮处贴紧壁面的吸盘组件2释放负压。

以上描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统，其特征在于，包括配气盘组件（1），吸盘组件（2），电磁换向阀（3），真空泵（4）；所述的配气盘组件（1）包括配气盘体（11），配气阀（12），所述的配气阀（12）设有配气阀气孔（121），第一配气弹簧（123），第一配气活塞（125），所述配气阀（12）的配气阀体（122）内壁加工了两个配气槽（124），所述的配气阀（12）沿周向均布在配气盘体（11）内；所述的吸盘组件（2），包括推杆（21），第二配气活塞（22），吸盘（23），第二配气弹簧（24），吸盘座（26），所述的吸盘座（26）设有两个吸盘配气孔（27）。

2.根据权利要求1所述的一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统，其特征在于，所述的配气盘体（11）中心设有气室（111），所述的配气阀气孔（121）与气室（111）相通，气室压盖（16）固定在配气盘体（11）上，气室压盖（16）上安装有轴承（15），管接头（13）与轴承（15）的内圈为过盈配合。

3.根据权利要求1所述的一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统，其特征在于，所述的配气阀（12）的第一配气弹簧（123）未压缩到位时，第一配气活塞（125）将配气槽（124）封闭；所述的吸盘组件（2）的第二配气弹簧（24）未压缩到位时，第二配气活塞（22）将吸盘配气通路（27）封闭；当吸盘组件（2）处于贴紧壁面的位置时，推杆（21）将第一配气弹簧（123）、第二配气弹簧（24）压缩到位，吸盘腔（25）通过吸盘配气孔（27）、配气槽（124）、配气阀气孔（121）与气室（111）形成配气通路。

4.根据权利要求1所述的一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统，其特征在于，所述的配气盘组件（1）有两个，分别与爬壁机器人的主动轮和从动轮同轴连接，当爬壁机器人前进，与主动轮同步转动的吸盘组件（2）处于贴紧壁面的位置时，真空泵（4）经配气通路使吸盘腔（25）产生负压，从而压紧壁面；处于从动轮处贴紧壁面的吸盘组件（2），其吸盘腔（25）内的负压则经配气通路释放。

5.根据权利要求1所述的一种用于吸盘履带式爬壁机器人的吸附系统，其特征在于，爬壁机器人前进、后退的行进状态转换时，可通过电磁换向阀（3）左位、右位的切换，实现主动轮处贴紧壁面的吸盘组件（2）形成负压，被动轮处贴紧壁面的吸盘组件（2）释放负压。