CN111319695A - 一种爬行旋转轮的吸盘机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种爬行旋转轮的吸盘机构，包括：内柱体，内柱体的外周壁沿周向依次设置有第一通气口、抽气口与第二通气口，内柱体内设置有第一腔体、抽气腔体、第二腔体，内柱体的左端面设置有第一开口、连接口与第二开口，连接口连接有抽气管；外柱体，外柱体内设置有容纳腔体，外柱体的左端面设置有与容纳腔体相互连通的第三开口，外柱体的右端面设置有传动轴，外柱体的外周壁均匀设置有若干个与容纳腔体相互连通的通孔，通孔内设置有真空吸盘，内柱体从第三开口伸入容纳腔体内，内柱体与外柱体之间连接有轴承，本发明可稳定地吸附在物体表面上移动，并且整体结构更加简洁，体积更小，运动时稳定性更高，可承受负载更大。
Description
技术领域
本发明涉及一种移动机器人领域，尤其涉及一种爬行旋转轮的吸盘机构。
背景技术
传统的空气吸盘主要是通过对吸盘内部空气抽出，使得在吸盘内外产生压力差，形成负压吸附在物体接触表面，吸盘与物体接触面吸附与脱离时，先将吸盘内空气抽出，吸盘内外形成压差，依靠大气压力作用牢固吸附在接触面上，在脱离时，需要往吸盘内充入空气，使吸盘内外的压力减小，直至脱离分开，因此吸盘主要依靠不断的向内部抽气和充气来完成，导致了吸盘运动机构在物体接触面的吸附移动时相应的控制过程繁琐，运动机构复杂。目前，爬行旋转轮的吸附及移动至少需要两对独立吸盘机构相互协同运动来完成，当一个吸盘吸附在接触面时，需要另一个与接触面脱离的吸盘机构移动到预设位置，然后再进行抽气吸附在接触面，然后往初始吸附的吸盘内充气使之脱离接触面，移动至预设的另一个位置再进行吸附，通过不间断的吸附、脱离、移动、再吸附的协同配合运动，实现了爬行机构的运动，因此整个爬行运动机构的控制繁琐、机构复杂、动力消耗大，使得制造成本陡增，能够承载的运动负载非常有限，不利于在移动爬行装置上的推广应用，成为制约移动机器人在垂直复杂曲面环境下使用的瓶颈。
发明内容
本发明目的在于提供一种爬行旋转轮的吸盘机构，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种爬行旋转轮的吸盘机构，包括：内柱体，所述内柱体的外周壁沿周向依次设置有第一通气口、抽气口与第二通气口，所述内柱体内设置有第一腔体、抽气腔体、第二腔体，所述内柱体的左端面设置有第一开口、连接口与第二开口，所述第一通气口与所述第一开口分别与所述第一腔体相互连通，所述抽气口与所述连接口分别与所述抽气腔体相互连通，所述第二通气口与所述第二开口分别于所述第二腔体相互连通，所述连接口连接有抽气管；外柱体，所述外柱体内设置有容纳腔体，所述外柱体的左端面设置有与所述容纳腔体相互连通的第三开口，所述外柱体的右端面设置有传动轴，所述外柱体的外周壁均匀设置有若干个与所述容纳腔体相互连通的通孔，所述通孔内设置有真空吸盘，所述内柱体从所述第三开口伸入所述容纳腔体内，所述内柱体与所述外柱体之间连接有轴承。
该技术方案至少具有如下的有益效果：通过抽气管可对抽气腔体内抽真空，从而在抽气口处形成负压，在外柱体上正对抽气口位置的真空吸盘则同样被真空，通过传动轴则可使外柱体自转，使得外柱体上的真空吸盘绕内柱体转动，如此使得真空吸盘的状态不断变化，实现真空吸盘在外部物体上吸附、脱离状态之间的切换，具体的，当真空吸盘在外柱体的带动下转动正对第一通气口时，此时第一通气口通过第一腔体与第一开口相互连通，即该真空吸盘的气压与大气压相等，当真空吸盘在外柱体的带动下转动至正对第二通气口时，此时抽气口通过抽气腔体与连接口相互连通，由于可从抽气管处抽气，使得抽气口处形成负压，真空吸盘内被抽取空气，被压紧在外部物体的接触面上，从而使真空吸盘吸附在物体接触面，当真空吸盘在外柱体的带动下转动至正对第二通气口时，此时第二通气口通过第二腔体与第二开口相互连通，由于真空吸盘内的气体压力与大气压力相等，真空吸盘与外部物体的接触面脱离，外柱体反转时，真空吸盘工作状态亦同样如此，如此通过外柱体上的多个真空吸盘，不断地在物体表面上实现吸附脱离的动作切换，可稳定地吸附在物体表面上移动，并且整体结构更加简洁，体积更小，运动时稳定性更高，可承受负载更大。
作为上述技术方案的进一步改进，所述容纳腔体的内壁与所述内柱体的外周壁之间设置有密封套，所述密封套固定设置于所述内柱体上，所述密封套的外周壁正对所述第一通气口、抽气口与第二通气口的位置依次设置有第一连通口、第二连通口与第三连通口。密封套可减少内柱体外周壁与容纳腔体内壁之间的间隙，对真空吸盘的抽气效果更好。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一通气口、抽气口与第二通气口均沿所述内柱体的长度方向延伸设置。可增加外柱体在转动时，真空吸盘经过第一通气口、抽气口与第二通气口的数量，从而使得整体在物体表面上吸附效果更好。
作为上述技术方案的进一步改进，所述通孔的直径不大于所述第一通气口至所述抽气口之间的距离。使得真空吸盘不会同时与第一通气口、抽气口相互连通，真空吸盘工作时更加稳定。
作为上述技术方案的进一步改进，所述通孔的直径不大于所述抽气口至所述第二通气口之间的距离。使得真空吸盘不会同时与第二通气口、抽气口相互连通，真空吸盘工作时更加稳定。
作为上述技术方案的进一步改进，所述真空吸盘包括固定管、连接于所述固定管一端的吸盘主体，所述固定管的外侧沿靠近所述吸盘主体的方向依次套接有内限位环与外限位环，所述内限位环与所述外限位环之间设置有避空间隙，所述容纳腔体的内壁正对所述通孔的位置设置有限位槽，所述内限位环位于所述限位槽内，所述固定管穿过所述通孔，所述外限位环与所述外柱体的外周壁相抵。通过内限位环与外限位环分别卡在外柱体的内侧壁与外侧壁上，可使得固定管在通孔内更加紧密固定，避免吸附力过大或离心过大使吸盘主体脱离出外柱体。
作为上述技术方案的进一步改进，所述抽气管远离所述内柱体的一端设置有气管接头。通过气管接头可方便地将抽气管连接至外设的抽气泵处。
作为上述技术方案的进一步改进，所述传动轴远离所述外柱体的一端设置有联轴器连接段。通过联轴器连接段可方便地将传动轴连接至外设的电机处。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的内柱体结构示意图；
图3是本发明的密封套结构示意图；
图4是本发明的真空吸盘结构示意图。
附图中：100-内柱体、110-第一通气口、120-抽气口、130-第二通气口、140-第一开口、150-第二开口、160-抽气管、170-气管接头、200-外柱体、210-传动轴、220-联轴器连接段、300-密封套、310-第一连通口、320-第二连通口、330-第三连通口、400-真空吸盘、410-固定管、420-吸盘主体、430-内限位环、440-外限位环。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1、图2与图3，一种爬行旋转轮的吸盘机构，包括：内柱体100，所述内柱体100的外周壁沿周向依次设置有第一通气口110、抽气口120与第二通气口130，所述内柱体100内设置有第一腔体、抽气腔体、第二腔体，所述内柱体100的左端面设置有第一开口140、连接口与第二开口150，所述第一通气口110与所述第一开口140分别与所述第一腔体相互连通，所述抽气口120与所述连接口分别与所述抽气腔体相互连通，所述第二通气口130与所述第二开口150分别于所述第二腔体相互连通，所述连接口连接有抽气管160；外柱体200，所述外柱体200内设置有容纳腔体，所述外柱体200的左端面设置有与所述容纳腔体相互连通的第三开口，所述外柱体200的右端面设置有传动轴210，所述外柱体200的外周壁均匀设置有若干个与所述容纳腔体相互连通的通孔，所述通孔内设置有真空吸盘400，所述内柱体100从所述第三开口伸入所述容纳腔体内，所述内柱体100与所述外柱体200之间连接有轴承。
由上述可知，通过抽气管160可对抽气腔体内抽真空，从而在抽气口120处形成负压，在外柱体200上正对抽气口120位置的真空吸盘400则同样被真空，通过传动轴210则可使外柱体200自转，使得外柱体200上的真空吸盘400绕内柱体100转动，如此使得真空吸盘400的状态不断变化，实现真空吸盘400在外部物体上吸附、脱离状态之间的切换，具体的，当真空吸盘400在外柱体200的带动下转动正对第一通气口110时，此时第一通气口110通过第一腔体与第一开口140相互连通，即该真空吸盘400的气压与大气压相等，当真空吸盘400在外柱体200的带动下转动至正对第二通气口130时，此时抽气口120通过抽气腔体与连接口相互连通，由于可从抽气管160处抽气，使得抽气口120处形成负压，真空吸盘400内被抽取空气，被压紧在外部物体的接触面上，从而使真空吸盘400吸附在物体接触面，当真空吸盘400在外柱体200的带动下转动至正对第二通气口130时，此时第二通气口130通过第二腔体与第二开口150相互连通，由于真空吸盘400内的气体压力与大气压力相等，真空吸盘400与外部物体的接触面脱离，外柱体200反转时，真空吸盘400工作状态亦同样如此，如此通过外柱体200上的多个真空吸盘400，不断地在物体表面上实现吸附脱离的动作切换，可稳定地吸附在物体表面上移动，并且整体结构更加简洁，体积更小，运动时稳定性更高，可承受负载更大。
在一些实施例中，所述容纳腔体的内壁与所述内柱体100的外周壁之间设置有密封套300，所述密封套300固定设置于所述内柱体100上，所述密封套300的外周壁正对所述第一通气口110、抽气口120与第二通气口130的位置依次设置有第一连通口310、第二连通口320与第三连通口330。密封套300可减少内柱体100外周壁与容纳腔体内壁之间的间隙，对真空吸盘400的抽气效果更好。
在一些实施例中，所述第一通气口110、抽气口120与第二通气口130均沿所述内柱体100的长度方向延伸设置。可增加外柱体200在转动时，真空吸盘400经过第一通气口110、抽气口120与第二通气口130的数量，从而使得整体在物体表面上吸附效果更好。
在一些实施例中，所述通孔的直径不大于所述第一通气口110至所述抽气口120之间的距离。使得真空吸盘400不会同时与第一通气口110、抽气口120相互连通，真空吸盘400工作时更加稳定。
在一些实施例中，所述通孔的直径不大于所述抽气口120至所述第二通气口130之间的距离。使得真空吸盘400不会同时与第二通气口130、抽气口120相互连通，真空吸盘400工作时更加稳定。
如图4所示，在一些实施例中，所述真空吸盘400包括固定管410、连接于所述固定管410一端的吸盘主体420，所述固定管410的外侧沿靠近所述吸盘主体420的方向依次套接有内限位环430与外限位环440，所述内限位环430与所述外限位环440之间设置有避空间隙，所述容纳腔体的内壁正对所述通孔的位置设置有限位槽，所述内限位环430位于所述限位槽内，所述固定管410穿过所述通孔，所述外限位环440与所述外柱体200的外周壁相抵。通过内限位环430与外限位环440分别卡在外柱体200的内侧壁与外侧壁上，可使得固定管410在通孔内更加紧密固定，避免吸附力过大或离心过大使吸盘主体420脱离出外柱体200。
在一些实施例中，所述抽气管160远离所述内柱体100的一端设置有气管接头170。通过气管接头170可方便地将抽气管160连接至外设的抽气泵处。
在一些实施例中，所述传动轴210远离所述外柱体200的一端设置有联轴器连接段220。通过联轴器连接段220可方便地将传动轴210连接至外设的电机处。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (8)
1.一种爬行旋转轮的吸盘机构，其特征在于：包括：
内柱体(100)，所述内柱体(100)的外周壁沿周向依次设置有第一通气口(110)、抽气口(120)与第二通气口(130)，所述内柱体(100)内设置有第一腔体、抽气腔体、第二腔体，所述内柱体(100)的左端面设置有第一开口(140)、连接口与第二开口(150)，所述第一通气口(110)与所述第一开口(140)分别与所述第一腔体相互连通，所述抽气口(120)与所述连接口分别与所述抽气腔体相互连通，所述第二通气口(130)与所述第二开口(150)分别于所述第二腔体相互连通，所述连接口连接有抽气管(160)；
外柱体(200)，所述外柱体(200)内设置有容纳腔体，所述外柱体(200)的左端面设置有与所述容纳腔体相互连通的第三开口，所述外柱体(200)的右端面设置有传动轴(210)，所述外柱体(200)的外周壁均匀设置有若干个与所述容纳腔体相互连通的通孔，所述通孔内设置有真空吸盘(400)，所述内柱体(100)从所述第三开口伸入所述容纳腔体内，所述内柱体(100)与所述外柱体(200)之间连接有轴承。
2.根据权利要求1所述的一种爬行旋转轮的吸盘机构，其特征在于：所述容纳腔体的内壁与所述内柱体(100)的外周壁之间设置有密封套(300)，所述密封套(300)固定设置于所述内柱体(100)上，所述密封套(300)的外周壁正对所述第一通气口(110)、抽气口(120)与第二通气口(130)的位置依次设置有第一连通口(310)、第二连通口(320)与第三连通口(330)。
3.根据权利要求2所述的一种爬行旋转轮的吸盘机构，其特征在于：所述第一通气口(110)、抽气口(120)与第二通气口(130)均沿所述内柱体(100)的长度方向延伸设置。
4.根据权利要求2所述的一种爬行旋转轮的吸盘机构，其特征在于：所述通孔的直径不大于所述第一通气口(110)至所述抽气口(120)之间的距离。
5.根据权利要求2所述的一种爬行旋转轮的吸盘机构，其特征在于：所述通孔的直径不大于所述抽气口(120)至所述第二通气口(130)之间的距离。
6.根据权利要求2所述的一种爬行旋转轮的吸盘机构，其特征在于：所述真空吸盘(400)包括固定管(410)、连接于所述固定管(410)一端的吸盘主体(420)，所述固定管(410)的外侧沿靠近所述吸盘主体(420)的方向依次套接有内限位环(430)与外限位环(440)，所述内限位环(430)与所述外限位环(440)之间设置有避空间隙，所述容纳腔体的内壁正对所述通孔的位置设置有限位槽，所述内限位环(430)位于所述限位槽内，所述固定管(410)穿过所述通孔，所述外限位环(440)与所述外柱体(200)的外周壁相抵。
7.根据权利要求2所述的一种爬行旋转轮的吸盘机构，其特征在于：所述抽气管(160)远离所述内柱体(100)的一端设置有气管接头(170)。
8.根据权利要求2所述的一种爬行旋转轮的吸盘机构，其特征在于：所述传动轴(210)远离所述外柱体(200)的一端设置有联轴器连接段(220)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No.33 Guangyun Road, Shishan town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee after: Foshan University Country or region after: China Address before: No.33 Guangyun Road, Shishan town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee before: FOSHAN University Country or region before: China |
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