CN110948525A - 一种爬壁机器人安全防护联合保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于爬壁机器人在工作时遇到异常或突发情况时的爬壁机器人安全防护联合保护装置。它对爬壁机器人的所有吸附装置进行实时检测、控制，达到对机器人的保护和回收。其技术方案：本装置主体由主气囊仓、环形气囊仓、磁吸式气囊仓、控制模块和气体发生器模块构成，主气囊仓内底部放置控制模块，用导线连接气体发生器A，气囊A与气体发生器A相连放在控制模块上部，囊口安装安全阀A；控制模块连接环形气囊仓和磁吸式气囊仓内的气体发生器，气囊B放在环形气囊仓内与环形气囊仓内表面贴合，气囊B口安装安全阀B；磁吸式气囊仓内安装气体发生器C，囊口安装安全阀C。本装置采用模块化、小型化结构，安装简单，拆卸方便，增大了安全性。

Description

一种爬壁机器人安全防护联合保护装置
技术领域
本发明涉及一种用于爬壁机器人在工作时遇到异常或突发情况时的安全防护联合保护装置，是一种利用传感器实时检测吸附力大小，然后将数据传输到控制模块进行判断是否需要对爬壁机器人进行保护，适用于高空作业的爬壁机器人领域。
背景技术
目前，机器人在各行各业都得到了广泛的发展和应用，爬壁机器人作为特种机器人中的一种，通过利用吸附技术，可以在恶劣、危险等高空环境下进行特定工作的自动化机械装置，主要用于石化工业、核工业、造船业、消防行业等领域。由于爬壁机器人在高空环境工作时从壁面脱落的风险较高，尤其是当机器人正在工作时如果发生意外，不仅会对爬壁机器人造成无法修复的损坏，丢失一些重要数据，高空坠落的爬壁机器人还有可能砸到行人，危及他人的安全。
目前，市面上对于爬壁机器人保护装置还处于比较空缺阶段。本发明所设计的爬壁机器人安全防护联合保护装置是一种可以随时安装、拆卸的独立装置，爬壁机器人在复杂高空环境中工作之前，将保护装置安装在爬壁机器人上，当遇到突发情况或者产生意外而发生坠落时，对爬壁机器人进行保护。
发明内容
本发明的目的是：为了克服当爬壁机器人出现故障或者意外时，对爬壁机器人进行保护和回收，特提供一种爬壁机器人安全防护联合保护装置。
本发明是通过力传感器对爬壁机器人的所有吸附装置进行实时的检测，同时控制模块分析数据，若检测到吸附力不足以支撑机器人继续工作，控制多方位多位置的气囊打开，达到对爬壁机器人的保护和回收等功能。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种爬壁机器人安全防护联合保护装置，是由可拆卸的主气囊仓、环形气囊仓、磁吸式气囊仓、控制模块和气体发生器模块构成，其特征在于：主气囊仓(1)四个侧面的中部连着固定板A(5)，固定板A(5)和固定板B(6)用螺栓A(7)连接，用螺母A(8)固定。安装在爬壁机器人核心器件所在位置的外表面上，选择不同长度的螺栓固定在不同厚度的爬壁机器人主体上。主气囊仓(1)内底部放置控制模块(4)，用导线(24)连接气体发生器A(9)。气体发生器A(9)安装在控制模块(4)一侧，受控制模块(4)控制；气囊A(10)与气体发生器A(9)相连接，存放在控制模块(4)上部，气囊A(10)口安装安全阀A(11)，安全阀A(11)控制充气速度与放气回收。同时控制模块(4)还连接环形气囊仓(2)内的气体发生器A(9)和磁吸式气囊仓(3)内的气体发生器B(15)，整个装置的所有气体发生器同时都与主气囊仓(1)内的控制模块(4)连接，都采用导线(24)进行连接控制。环形气囊仓(2)外表面中部采用能拉伸折叠的弹性材料连接，其中一端表面的锯齿状卡槽(23)在连接时与另一端的内部卡扣(12)连接，采用卡扣(12)与不同卡槽连接的方法，可以实现安装在不同半径的爬壁机器人的环形装置上。气囊B(13)存放在环形气囊仓(2)内部，气囊B(13)与环形气囊仓(2)内表面贴合，气体发生器B(15)位于环形气囊仓(2)内部下表面的边缘位置，与主气囊仓(1)内的控制模块(4)连接，气囊B(13)口安装安全阀B(14)。磁吸式气囊仓(3)外表面底部为磁铁(16)材料，外表面顶部用螺栓B(17)安装把手(21)，并用螺母B(22)固定，辅助磁吸式气囊仓(3)进行安装与拆卸。气体发生器C(18)位于磁吸式气囊仓(3)内底部的边缘位置，与控制模块(4)连接。气囊C(19)存放在磁吸式气囊仓3的内部，安装在气体发生器C(18)的上半部分，与磁吸式气囊仓(3)内表面贴合，气囊C(19)口安装安全阀C(20)。
一种爬壁机器人安全防护联合保护装置，其特征是：环形气囊仓(2)外表面中部用可拉伸折叠的弹性材料连接，其中一端表面为锯齿状卡槽(23)，另一端的内部为卡扣(12)装置，通过拉伸或者折叠中部的弹性材料可以改变整个装置的长度，之后采用卡扣(12)与不同卡槽连接的方法，可变内径的环形气囊仓(2)可灵活安装在不同尺寸形状的爬壁机器人上。
一种爬壁机器人安全防护联合保护装置，其特征是：磁吸式气囊仓(3)外表面顶部用螺栓B(17)安装可拆卸的把手(21)，并用螺母B(22)固定，方便磁吸式气囊仓(3)的安装和拆卸，外表面的底部为磁铁(16)材料，可以直接吸附固定在爬壁机器人较平整的外表面之上，或者将两个磁吸式气囊分别放置在安装部位的两面，通过底部相互吸合进行固定，不受爬壁机器人材料限制，可以安装在任意合适位置。
本发明的有益效果是：(1)本装置采用三种不同的安装方式，适用安装在各种结构不同的爬壁机器人上，安装方式多样，灵活性大；(2)本装置采用模块化、小型化结构，安装简单，拆卸灵活，携带方便；(3)本装置所有的保护装置都受控于同一个控制模块，减少反应时间，增大安全性；(4)本装置可以增加在危险、恶劣的环境中工作的爬壁机器人对于复杂环境工作的适应程度，避免爬壁机器人在遇到突发情况时产生损坏。
附图说明
图1是本发明爬壁机器人安全防护联合保护装置的装配结构示意图。
图2是本装置主气囊仓的俯视示意图。
图3是本装置的主气囊仓的剖面结构示意图。
图4是本装置的环形气囊仓竖直剖面结构示意图。
图5是本装置的环形气囊仓水平剖面结构示意图。
图6是本装置的磁吸式气囊仓的俯视示意图。
图7是本装置的磁吸式气囊仓水平剖面结构示意图。
图中：1、主气囊仓，2、环形气囊仓，3、磁吸式气囊仓，4、控制模块，5、固定板A,6、固定板B，7、螺栓A，8、螺母A，9、气体发生器A，10、气囊A，11、安全阀A，12、卡扣，13、气囊B，14、安全阀B，15、气体发生器B，16、磁铁，17、螺栓B，18、气体发生器C，19、气囊C，20、安全阀C，21、把手，22、螺母B，23、卡槽，24、导线。
具体实施方式
下面结合图1、2、3、4、5对本发明装置做进一步说明。
在使用爬壁机器人安全防护联合保护装置时，首先主气囊仓(1)通过四周所连接的固定板A(5)用螺栓A(7)固定板B(6)来固定主气囊仓(1)的位置，之后选择合适长度的螺栓并选择固定板上合适长度的螺孔位置进行安装，然后用螺母A(8)进行固定。在爬壁机器人的环形装置上选择环形气囊仓(2)进行安装，安装时，首先将环形气囊仓(2)拉开到最长尺寸，然后选择合适长度进行弯曲闭合，将环形气囊仓带有锯齿状卡槽的一侧插入有内部卡扣(12)的另一端，选择适合爬壁机器人安装位置半径的卡槽后，用卡扣(12)卡紧装置。在无法使用环形气囊仓(2)的位置，选择使用磁吸式气囊仓(3)，由于磁吸式气囊仓(3)底部为磁铁(16)结构，可以将磁吸式气囊仓(3)直接吸附在爬壁机器人外表面上，也可以使用两个磁吸式气囊仓(3)相结合，放置于需要吸附部位的上下表面，进行组合吸附。
当爬壁机器人吸附力不足，无法正常工作时，位于爬壁机器人吸附装置的力传感器进吸附力进行检测，并将数据传输到位于主气囊仓(1)内的控制模块(4)，控制模块(4)对数据进行分析，控制模块(4)将相关信号发送至位于主气囊仓(1)和爬壁机器人各个合适位置的环形气囊仓(2)和磁吸式气囊仓(3)内的气体发生器A(9)、气体发生器B(15)、气体发生器C(18)，气体发生器接收到信号之后，发出点火命令，产生大量的氮气，产生的氮气释放充满气囊。安装在爬壁机器人上各个位置气囊仓内的气囊迅速膨胀，将爬壁机器人整个包裹，避免由于从高空坠落对机器人产生的损坏。爬壁机器人到达安全位置之后，设置在安全气囊充气口位置的安全阀将会自动卸放一部分的气体，以便于爬壁机器人的回收工作。

Claims (3)

1.一种爬壁机器人安全防护联合保护装置，是由可拆卸的主气囊仓、环形气囊仓、磁吸式气囊仓、控制模块和气体发生器模块构成，其特征在于：所述的主气囊仓(1)四个侧面的中部连着固定板A(5)，固定板A(5)和固定板B(6)用螺栓A(7)连接，用螺母A(8)固定安装在爬壁机器人核心器件所在位置的外表面上，选择不同长度的螺栓固定在不同厚度的爬壁机器人主体上；主气囊仓(1)内底部放置控制模块(4)，用导线(24)连接气体发生器A(9)，气体发生器A(9)安装在控制模块(4)一侧，受控制模块(4)控制；气囊A(10)与气体发生器A(9)相连接，存放在控制模块(4)上部，气囊A(10)口安装安全阀A(11)，安全阀A(11)控制充气速度与放气回收，同时控制模块(4)还连接环形气囊仓(2)内的气体发生器A(9)和磁吸式气囊仓(3)内的气体发生器B(15)，气体发生器A(9)、气体发生器B(15)、气体发生器C(18)同时都与主气囊仓(1)内的控制模块(4)连接，都采用导线(24)进行连接控制；所述环形气囊仓(2)外表面中部采用能拉伸折叠的弹性材料连接，其中一端表面的锯齿状卡槽(23)在连接时与另一端的内部卡扣(12)连接，采用卡扣(12)与不同卡槽连接的方法，可以实现安装在不同半径的爬壁机器人的环形装置上；气囊B(13)存放在环形气囊仓(2)内部，气囊B(13)与环形气囊仓(2)内表面贴合，气体发生器B(15)位于环形气囊仓(2)内部的下表面的边缘位置，与主气囊仓(1)内的控制模块(4)连接，气囊B(13)口安装安全阀B(14)；所述磁吸式气囊仓(3)底部为磁铁(16)结构，外表面顶部用螺栓B(17)安装把手(21)，并用螺母B(22)固定，辅助磁吸式气囊仓3进行安装与拆卸，气体发生器C(18)位于磁吸式气囊仓(3)内底部的边缘位置，用导线(24)与位于主气囊仓(1)内的控制模块(4)连接；气囊C(19)存放在磁吸式气囊仓(3)的内部，安装在气体发生器C(18)的上半部分，与磁吸式气囊仓(3)内表面贴合，气囊C(19)口安装安全阀C(20)。
2.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人安全防护联合保护装置，其特征是：环形气囊仓(2)外表面中部用可拉伸折叠的弹性材料连接，其中一端表面为锯齿状的卡槽(23)，另一端的内部为卡扣(12)装置，通过拉伸或者折叠中部的弹性材料可以改变整个装置的长度，之后采用卡扣(12)与不同卡槽连接的方式，可以改变环形气囊仓(2)的内径，可变内径的环形气囊仓(2)可灵活安装在不同尺寸形状的爬壁机器人上。
3.根据权利要求1所述的一种爬壁机器人安全防护联合保护装置，其特征是：磁吸式气囊仓(3)外表面顶部用螺栓B(17)安装可拆卸的把手(21)，并用螺母B(22)固定，外表面的底部为磁铁(16)材料，可以直接吸附固定在爬壁机器人的外表面之上，或者将两个磁吸式气囊分别放置在安装部位的两面，通过底部相互吸合进行固定，可以安装在任意合适位置。
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