CN111452881A - 一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人领域，具体是一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，包括操作台，操作台顶部的一侧通过螺栓连接有粉尘浓度传感器，操作台顶部的另一侧焊接有连接板，连接板顶部的中间处通过螺栓连接有第一气缸，且连接板的内部开设有连通孔，第一气缸的活塞杆贯穿连通孔，且第一气缸活塞杆的端部设置有主转轴，第一气缸活塞杆的端部通过主转轴转动连接有抓杆，且抓杆远离主转轴的一端设置有副转轴，副转轴的外部一侧焊接有抓手。本发明的粉尘浓度传感器感应空气中粉尘颗粒的浓度，通过控制器将相关数据传输到计算机终端，对空气的粉尘浓度进行监测采样，确定环境质量水平，方便了不同高度空间的监测，操作便捷。

Description

一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体是一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器人，是自动化机器人，爬壁机器人又称为壁面移动机器人，因为垂直壁面作业超出人的极限，因此在国外又称为极限作业机器人，在一些有限的空间中，需要机器人完成不同的作业，以此为人类提供方便。

中国专利号CN201310515723.0提供一种用于爬壁机器人的履带吸盘组合式行走装置，包括后轮、履带、辅助轮、扭杆悬挂机构和前轮，履带设置在后轮和前轮之间，履带的外侧表面布设有多个吸盘，扭杆悬挂机构设置在履带的内侧，扭杆悬挂机构的一端与爬壁机器人的底盘铰接，另一端与辅助轮铰接。

上述专利CN201310515723.0中，可将吸盘可靠地吸附在墙面上，且能在运动时，有效减小运动冲击和驱动损耗，但是在运动的过程中遇到不平整的接触面容易发生倾斜的情况，无法对环境进行监测采样，需对物品等进行拿取时，机器人不具备抓取功能，且机器人的稳定性不高，因此亟需研发一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，以解决上述背景技术中提出的在运动的过程中遇到不平整的接触面容易发生倾斜的情况，无法对环境进行监测采样，需对物品等进行拿取时，机器人不具备抓取功能，且机器人的稳定性不高的问题。

本发明的技术方案是：一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，包括操作台，所述操作台顶部的一侧通过螺栓连接有粉尘浓度传感器，所述操作台顶部的另一侧焊接有连接板，所述连接板顶部的中间处通过螺栓连接有第一气缸，且连接板的内部开设有连通孔，所述第一气缸的活塞杆贯穿连通孔，且第一气缸活塞杆的端部设置有主转轴，所述第一气缸活塞杆的端部通过主转轴转动连接有抓杆，且抓杆远离主转轴的一端设置有副转轴，所述副转轴的外部一侧焊接有抓手，所述操作台的底部焊接有稳固杆，且副转轴转动连接在稳固杆的一侧，所述操作台靠近稳固杆的底部一侧通过螺栓连接有摄像头，所述操作台一侧的外壁通过螺栓连接有控制器。

进一步地，所述操作台底部的一侧通过螺栓连接有真空泵，且真空泵的两侧分别焊接有输气管和抽气管，所述操作台靠近真空泵的底部一侧通过螺栓连接有主吸盘，所述输气管和抽气管的端部贯穿主吸盘。

进一步地，所述操作台底部的两侧均通过螺栓连接有电机，所述电机输出轴的端部焊接有转动杆，且转动杆的端部通过键与键槽连接有齿轮。

进一步地，所述齿轮的外部传动连接有爬壁带，所述爬壁带的外壁呈等距离焊接有连接杆，且连接杆的底部通过螺栓连接有副吸盘。

进一步地，所述爬壁带的内壁呈等距离开设有卡齿，且卡齿的外部与齿轮的外壁相啮合。

进一步地，所述操作台顶部的两侧均设置有主转动轴，所述主转动轴外部的一侧焊接有主杆，所述主杆远离主转动轴的一侧焊接有支杆。

进一步地，所述支杆的底部设置有副转动轴，所述副转动轴外部的一侧焊接有防倾倒板。

进一步地，所述防倾倒板两侧的外壁焊接有若干个固定杆，所述固定杆底部的一侧通过螺栓连接有防倾杆吸盘，所述操作台靠近主转动轴的顶部两侧均通过螺栓连接有第二气缸，且第二气缸活塞杆的端部通过转轴转动连接在主杆的底部一侧。

进一步地，所述操作台靠近控制器的一侧外壁焊接有固定板，所述固定板底部的一侧通过螺栓连接有测距传感器。

进一步地，所述粉尘浓度传感器、真空泵、电机、第一气缸、测距传感器、第二气缸、摄像头分别通过传输线和控制器形成电性连接。

本发明通过改进在此提供一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

（1）粉尘浓度传感器感应空气中粉尘颗粒的浓度，通过控制器将相关数据传输到计算机终端，对空气的粉尘浓度进行监测采样，确定环境质量水平，方便了不同高度空间的监测，操作便捷。

（2）摄像头对接触面进行摄像，当接触面上有需要拿取的物品时，抓手张开，接触物品后第一气缸的活塞杆推回，抓手对物品进行抓取，可对需要采集的物品进行抓取采样。

（3）测距传感器感应到与接触面的距离，当距离发生变化时，接触面处于凹凸的状态，主杆的一端向下压动支杆与防倾倒板，使防倾倒吸盘与接触面相接触，防止操作台发生侧翻的情况，对操作台进行稳固的支撑。

（4）真空泵通过抽气管使主吸盘下方形成负压，主吸盘能够与接触面贴合，在爬壁带移动时，其外部的副吸盘吸附在接触面，两者共同进行爬壁，增加操作台的稳定性，减少操作台的掉落。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的局部侧视示意图；

图3是本发明的局部剖面示意图；

图4是本发明的抓手结构示意图；

图5是本发明的防倾倒板结构示意图；

图6是本发明的电性连接关系示意图；

附图标记说明：

1操作台、2爬壁带、3主吸盘、4粉尘浓度传感器、5真空泵、6输气管、7副吸盘、8电机、9转动杆、10齿轮、11主转动轴、12主杆、13支杆、14防倾倒板、15固定杆、16防倾倒吸盘、17第一气缸、18固定板、19控制器、20测距传感器、21连接板、22第二气缸、23、稳固杆、24抓手、25主转轴、26副转轴、27摄像头、28卡齿、29副转动轴、30抓杆、31连接杆、32连通孔、33抽气管。

具体实施方式

下面将结合附图1至图6对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，如图1-图6所示，包括操作台1，操作台1顶部的一侧通过螺栓连接有粉尘浓度传感器4，粉尘浓度传感器4感应空气中粉尘颗粒的浓度，粉尘浓度传感器4的型号为GCG1000，通过控制器19将相关数据传输到计算机终端，对空气的粉尘浓度进行监测，操作台1顶部的另一侧焊接有连接板21，连接板21顶部的中间处通过螺栓连接有第一气缸17，第一气缸17的型号为SC63*300，且连接板21的内部开设有连通孔32，第一气缸17的活塞杆贯穿连通孔32，且第一气缸17活塞杆的端部设置有主转轴25，第一气缸17活塞杆的端部通过主转轴25转动连接有抓杆30，且抓杆30远离主转轴25的一端设置有副转轴26，副转轴26的外部一侧焊接有抓手24，操作台1的底部焊接有稳固杆23，且副转轴26转动连接在稳固杆23的一侧，操作台1靠近稳固杆23的底部一侧通过螺栓连接有摄像头27，摄像头27对接触面进行摄像，操作台1一侧的外壁通过螺栓连接有控制器19，控制器19的型号为CX-442，当接触面上有需要拿取的物品时，第一气缸17的活塞杆推动抓杆30的一端，抓杆30与抓手24一侧的副转轴26转动在稳固杆23的底部，两个抓手24之间的距离增加，抓手24张开，接触物品后第一气缸17的活塞杆推回，抓手24对物品进行抓取，可对物品进行抓取采样。

进一步地，操作台1底部的一侧通过螺栓连接有真空泵5，且真空泵5的两侧分别焊接有输气管6和抽气管33，操作台1靠近真空泵5的底部一侧通过螺栓连接有主吸盘3，输气管6和抽气管33的端部贯穿主吸盘3，真空泵5通过抽气管33使主吸盘3下方形成负压，主吸盘3能够与接触面贴合使主吸盘3稳固的攀在接触面上。

进一步地，操作台1底部的两侧均通过螺栓连接有电机8，电机8的型号为10SGN，电机8输出轴的端部焊接有转动杆9，电机8为双轴电机，且转动杆9的端部通过键与键槽连接有齿轮10，电机8的输出轴带动齿轮10转动。

进一步地，齿轮10的外部传动连接有爬壁带2，爬壁带2的外壁呈等距离焊接有连接杆31，且连接杆31的底部通过螺栓连接有副吸盘7，副吸盘7吸附在接触面，类似壁虎的脚掌，与主吸盘3共同增加操作台1的稳定性。

进一步地，爬壁带2的内壁呈等距离开设有卡齿28，且卡齿28的外部与齿轮10的外壁相啮合，齿轮10的外部与爬壁带2的内部啮合，使操作台1两侧的爬壁带2进行移动。

进一步地，操作台1顶部的两侧均设置有主转动轴11，主转动轴11外部的一侧焊接有主杆12，主杆12远离主转动轴11的一侧焊接有支杆13。

进一步地，支杆13的底部设置有副转动轴29，副转动轴29外部的一侧焊接有防倾倒板14，防倾倒板14使防倾倒吸盘16与接触面相接触。

进一步地，防倾倒板14两侧的外壁焊接有若干个固定杆15，固定杆15底部的一侧通过螺栓连接有防倾杆吸盘16，操作台1靠近主转动轴11的顶部两侧均通过螺栓连接有第二气缸22，第二气缸22的型号为SC63*200，且第二气缸22活塞杆的端部通过转轴转动连接在主杆12的底部一侧，当距离发生变化时，说明接触面处于凹凸的状态，第二气缸22的活塞杆将主杆12向下拉，主杆12的一端通过主转动轴11转动在操作台1上，主杆12的另一端向下压动支杆13与防倾倒板14，使防倾倒吸盘16与接触面相接触，防止操作台1发生侧翻的情况。

进一步地，操作台1靠近控制器19的一侧外壁焊接有固定板18，固定板18底部的一侧通过螺栓连接有测距传感器20，测距传感器20的型号为L2-40，测距传感器20感应到与接触面的距离，通过控制器19传输到计算机终端。

进一步地，粉尘浓度传感器4、真空泵5、电机8、第一气缸17、测距传感器20、第二气缸22、摄像头27分别通过传输线和控制器19形成电性连接。

工作原理：电机8的输出轴带动齿轮10转动，齿轮10的外部与爬壁带2的内部啮合，使操作台1两侧的爬壁带2进行移动，真空泵5通过抽气管33使主吸盘3下方形成负压，主吸盘3能够与接触面贴合使主吸盘3稳固的攀在接触面上，在爬壁带2移动时，其外部的副吸盘7吸附在接触面，类似壁虎的脚掌，攀爬到一定位置后，粉尘浓度传感器4感应空气中粉尘颗粒的浓度，通过控制器19将相关数据传输到计算机终端，对空气的粉尘浓度进行监测，摄像头27对接触面进行摄像，当接触面上有需要拿取的物品时，第一气缸17的活塞杆推动抓杆30的一端，抓杆30与抓手24一侧的副转轴26转动在稳固杆23的底部，两个抓手24之间的距离增加，抓手24张开，接触物品后第一气缸17的活塞杆推回，抓手24对物品进行抓取，可对物品进行抓取采样，测距传感器20感应到与接触面的距离，通过控制器19传输到计算机终端，当距离发生变化时，说明接触面处于凹凸的状态，第二气缸22的活塞杆将主杆12向下拉，主杆12的一端通过主转动轴11转动在操作台1上，主杆12的另一端向下压动支杆13与防倾倒板14，使防倾倒吸盘16与接触面相接触，防止操作台1发生侧翻的情况，防倾倒吸盘16对操作台1进行支撑。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，其特征在于：包括操作台（1），所述操作台（1）顶部的一侧通过螺栓连接有粉尘浓度传感器（4），所述操作台（1）顶部的另一侧焊接有连接板（21），所述连接板（21）顶部的中间处通过螺栓连接有第一气缸（17），且连接板（21）的内部开设有连通孔（32），所述第一气缸（17）的活塞杆贯穿连通孔（32），且第一气缸（17）活塞杆的端部设置有主转轴（25），所述第一气缸（17）活塞杆的端部通过主转轴（25）转动连接有抓杆（30），且抓杆（30）远离主转轴（25）的一端设置有副转轴（26），所述副转轴（26）的外部一侧焊接有抓手（24），

所述操作台（1）的底部焊接有稳固杆（23），且副转轴（26）转动连接在稳固杆（23）的一侧，所述操作台（1）靠近稳固杆（23）的底部一侧通过螺栓连接有摄像头（27），所述操作台（1）一侧的外壁通过螺栓连接有控制器（19）。

2.根据权利要求1所述的一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，其特征在于：所述操作台（1）底部的一侧通过螺栓连接有真空泵（5），且真空泵（5）的两侧分别焊接有输气管（6）和抽气管（33），所述操作台（1）靠近真空泵（5）的底部一侧通过螺栓连接有主吸盘（3），所述输气管（6）和抽气管（33）的端部贯穿主吸盘（3）。

3.根据权利要求1所述的一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，其特征在于：所述操作台（1）底部的两侧均通过螺栓连接有电机（8），所述电机（8）输出轴的端部焊接有转动杆（9），且转动杆（9）的端部通过键与键槽连接有齿轮（10）。

4.根据权利要求3所述的一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，其特征在于：所述齿轮（10）的外部传动连接有爬壁带（2），所述爬壁带（2）的外壁呈等距离焊接有连接杆（31），且连接杆（31）的底部通过螺栓连接有副吸盘（7）。

5.根据权利要求3所述的一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，其特征在于：所述爬壁带（2）的内壁呈等距离开设有卡齿（28），且卡齿（28）的外部与齿轮（10）的外壁相啮合。

6.根据权利要求1所述的一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，其特征在于：所述操作台（1）顶部的两侧均设置有主转动轴（11），所述主转动轴（11）外部的一侧焊接有主杆（12），所述主杆（12）远离主转动轴（11）的一侧焊接有支杆（13）。

7.根据权利要求6所述的一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，其特征在于：所述支杆（13）的底部设置有副转动轴（29），所述副转动轴（29）外部的一侧焊接有防倾倒板（14）。

8.根据权利要求7所述的一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，其特征在于：所述防倾倒板（14）两侧的外壁焊接有若干个固定杆（15），所述固定杆（15）底部的一侧通过螺栓连接有防倾杆吸盘（16），所述操作台（1）靠近主转动轴（11）的顶部两侧均通过螺栓连接有第二气缸（22），且第二气缸（22）活塞杆的端部通过转轴转动连接在主杆（12）的底部一侧。

9.根据权利要求1所述的一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，其特征在于：所述操作台（1）靠近控制器（19）的一侧外壁焊接有固定板（18），所述固定板（18）底部的一侧通过螺栓连接有测距传感器（20）。

10.根据权利要求9所述的一种具有环境监测采样功能的爬壁机器人，其特征在于：所述粉尘浓度传感器（4）、真空泵（5）、电机（8）、第一气缸（17）、测距传感器（20）、第二气缸（22）、摄像头（27）分别通过传输线和控制器（19）形成电性连接。

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