CN114889717B - 一种高空履带式吸附爬壁机器人 - Google Patents

一种高空履带式吸附爬壁机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种高空履带式吸附爬壁机器人，包括车体，其包括载物平板，所述载物平板的下方铰接安装有前轮移动架，所述载物平板的一侧铰接安装有后轮移动架；履带组件，所述履带组件包括行走驱动组件、吸附组件与真空发生组件；控制器，所述控制器均与所述行走驱动组件、所述吸附组件和所述真空发生组件电性连接；本发明通过真空发生组件使吸附组件产生吸力，并通过前轮移动架上的两组履带组件增加与墙壁之间的吸附力，前轮移动架可沿载物平板竖直转动，进而使车体能够从水平墙壁向有角度的墙壁之间进行移动，后轮移动架可沿水平方向与载物平板发生转动，进而使车体可以进行左右转向，增加了本装置移动的灵活性。

Description

一种高空履带式吸附爬壁机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种高空履带式吸附爬壁机器人。
背景技术
在高空作业领域经常需要用到爬壁机器人，申请号为“CN201811487998.7”的中国专利提出一种用于钢板爬壁的真空吸附履带，包括传送履带、吸附控制箱，传送履带设有履带链、固定轴、连接轴，吸附控制箱设有电源控制装置、第一压力吸附装置、磁铁吸附装置、第二压力吸附装置、第一传动齿轮、第二传动齿轮，该装置能够通过压力吸附装置和磁铁吸附装置能够加强吸附性，解决爬壁机器人在玻璃幕墙上进行玻璃吸附和钢板吸附的问题，但该种机器人运动的范围有限，无法适应有些玻璃幕墙之间的窗框，且同时不具备越障功能，自由度少，只能在光滑垂直面上移动。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种高空履带式吸附爬壁机器人，以解决运动的范围有限，无法适应有些玻璃幕墙之间的窗框，且同时不具备越障功能，自由度少，只能在光滑垂直面上移动的问题。
基于上述目的，本发明提供了一种高空履带式吸附爬壁机器人，包括：
车体，其包括载物平板，所述载物平板的下方铰接安装有前轮移动架，所述载物平板的一侧铰接安装有后轮支撑架；
履带组件，其分别安装在所述前轮移动架与所述后轮支撑架的下部，所述履带组件包括行走驱动组件、吸附组件与真空发生组件；
控制器，其安装在所述车体的上部，所述控制器均与所述行走驱动组件、所述吸附组件和所述真空发生组件电性连接。
可选的，所述车体还包括后轮移动架与两个前承载架，两个所述前承载架分别安装在所述载物平板的两侧，所述前承载架的下端安装有连接板，所述前轮移动架与所述连接板相铰接，所述后轮移动架铰接在所述载物平板的下端的一侧，所述后轮移动架的两端安装有L型连接板，所述L型连接板与所述后轮支撑架通过螺栓连接。
可选的，前轮移动架沿竖直方向与载物平板相铰接，所述后轮移动架沿水平方向与所述载物平板相铰接。
可选的，所述行走驱动组件包括框架，所述框架的两侧均安装有侧板，两个所述侧板之间的两端均安装有连接轴，一个所述连接轴上可转动的安装有主动轮，所述主动轮的一侧安装有驱动齿轮，所述框架上还安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端安装有动力齿轮，所述动力齿轮与所述驱动齿轮相啮合，另一个所述连接轴上可转动的安装有被动轮，所述主动轮与所述被动轮之间传动安装有履带，所述吸附组件安装在所述履带上，所述真空发生组件安装在所述框架上。
可选的，所述履带的两侧均设有链节双滚子，所述主动轮与所述被动轮上均凸设有链齿，所述链齿与所述链节双滚子相配合。
可选的，所述吸附组件包括燕尾块，所述燕尾块安装在所述履带的内侧，所述燕尾块上镶嵌安装有吸盘，所述吸盘的吸气端贯穿所述燕尾块，所述燕尾块与所述真空发生组件相匹配。
可选的，所述燕尾块为铝质材质。
可选的，所述真空发生组件包括块体，所述块体的下端沿其长度方向开设有燕尾槽，所述燕尾块与所述燕尾槽相匹配，所述块体的一端安装有真空发生器，所述真空发生器设有进口端，所述进口端的一侧通过管路连接有吸气端，所述进口端与所述吸气端之间设有抽吸通路与阻断通路，所述抽吸管路上依次安装有流量计、减压阀、供给阀、单向阀与真空过滤器，所述阻断管路上依次安装有破坏阀与节流阀，所述抽吸通路上还安装有真空压力开关。
可选的，所述单向阀上还安装有排气口。
本发明的有益效果：本发明通过真空发生组件使吸附组件产生吸力，并通过行走驱动组件带动车体移动，当移动至有前方有障碍物时，前轮移动架上的两组履带组件能够增加车体越过障碍物时与墙壁之间的吸附面积，进而增加与墙壁之间的吸附力，前轮移动架可沿载物平板竖直转动，进而使车体能够从水平墙壁向有角度的墙壁之间进行移动，后轮移动架可沿水平方向与载物平板发生转动，进而使车体可以进行左右转向，增加了本装置移动的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明实施例的高空履带式吸附爬壁机器人的示意图；
图2为本发明实施例的车体的示意图；
图3为本发明实施例的行走驱动组件的示意图；
图4为本发明实施例的行走驱动组件的俯视图；
图5为本发明实施例的吸附组件的示意图；
图6为本发明实施例的吸盘与燕尾块的位置示意图；
图7为本发明实施例的真空发生器与履带的位置示意图；
图8为本发明实施例的抽吸通路与阻断通路的示意图。
图中标记为：
1、主动轮；2、被动轮；3、连接轴；4、侧板；5、驱动电机底座；6、驱动齿轮；7、滚子轴承；8、摩擦片；9、块体；10、燕尾块；11、链节双滚子；12、吸盘；13、驱动电机；15、真空发生器；16、前轮移动架；17、连接板；18、载物平板；19、前承载架；20、U型连接平板；21、后轮移动架；22、L型连接板；23、车体螺栓；24、后轮支撑架；25、平板支撑杆；26、进口端；27、流量计；28、减压阀；29、供给阀；30、破坏阀；31、节流阀；32、单向阀；33、排气口；34、真空压力开关；35、真空过滤器；36、吸气端；37、控制器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
一种高空履带式吸附爬壁机器人，如图1和图2所示，包括：
车体，其包括载物平板18，所述载物平板18的下方铰接安装有前轮移动架16，所述载物平板18的一侧铰接安装有后轮支撑架24；具体的说，前轮移动架16可沿竖直方向与载物平板18发生转动，后轮移动架21可沿水平方向与载物平板18发生转动；
履带组件，其分别安装在所述前轮移动架16与所述后轮支撑架24的下部，所述履带组件包括行走驱动组件、吸附组件与真空发生组件；具体的说，前轮移动架16安装有两组履带组件；
控制器37，其安装在所述车体的上部，所述控制器37均与所述行走驱动组件、所述吸附组件和所述真空发生组件电性连接。
其中，通过真空发生组件使吸附组件产生吸力，并通过行走驱动组件带动车体移动，当移动至有前方有障碍物时，前轮移动架16上的两组履带组件能够增加车体越过障碍物时与墙壁之间的吸附面积，进而增加与墙壁之间的吸附力，前轮移动架16可沿载物平板18竖直转动，进而使车体能够从水平墙壁向有角度的墙壁之间进行移动，后轮移动架21可沿水平方向与载物平板18发生转动，进而使车体可以进行左右转向，增加了本装置移动的灵活性。
具体的说，如图2所示，所述车体还包括后轮移动架21与两个前承载架19，两个所述前承载架19分别安装在所述载物平板18的两侧，所述前承载架19的下端安装有连接板17，所述前轮移动架16与所述连接板17相铰接，前轮移动架16和前承载架19通过连接板17和车体螺栓23组合安装可进行越障，前承载架19通过U型连接平板20与车体螺栓23和载物平板18组合安装，且两载物平板18间附有平板支撑杆25作为部分支撑作用。后轮移动架21与底部载物平板18通过U型连接平板20与车体螺栓23组合安装，后轮支撑架24通过L型连接板22和车体螺栓23与后轮移动架21组合安装，可实现整体的进行左右转向。所述后轮移动架21铰接在所述载物平板18的下端的一侧，所述后轮移动架21的两端安装有L型连接板22，所述L型连接板22与所述后轮支撑架24通过螺栓连接。
在一种实施方式中，如图3和图4所示，所述行走驱动组件包括框架，所述框架的两侧均安装有侧板4，两个所述侧板4之间的两端均安装有连接轴3，一个所述连接轴3上通过滚子轴承7连接等可转动的方式安装有主动轮1，主动轮1外侧安装有摩擦片8，所述主动轮1的一侧安装有驱动齿轮6，所述框架上还安装有驱动电机13，驱动电机13通过螺栓安装在驱动电机底座5上，驱动电机底座5焊接于履带侧板4上，所述驱动电机13的输出端安装有动力齿轮，所述动力齿轮与所述驱动齿轮6相啮合，另一个所述连接轴3上通过轴承连接等可转动的方式安装有被动轮2，所述主动轮1与所述被动轮2之间传动安装有履带，所述吸附组件安装在所述履带上，所述真空发生组件安装在所述框架上。
具体的说，所述履带的两侧均设有链节双滚子11，所述主动轮1与所述被动轮2上均凸设有链齿，所述链齿与所述链节双滚子11相配合。在本实施例中，主动轮1与被动轮2均凸设有6个齿数的链齿。
在一种实施方式中，如图5、图6、图7、图8所示，所述吸附组件包括燕尾块10，所述燕尾块10焊接安装在所述履带的内侧，所述燕尾块10上镶嵌安装有吸盘12，所述吸盘12的吸气端36贯穿所述燕尾块10，所述燕尾块10与所述真空发生组件相匹配，所述真空发生组件包括块体9，所述燕尾块10与块体9均为铝质材质，所述块体9的下端沿其长度方向开设有燕尾槽，所述燕尾块10与所述燕尾槽相匹配，燕尾块10内表面与燕尾槽内表面进行精密加工，进而使燕尾块10与块体9之间为紧密配合，实现密封效果，所述块体9的一端安装有真空发生器15，所述真空发生器15设有进口端26，所述进口端26的一侧通过管路连接有吸气端36，所述进口端26与所述吸气端36之间设有抽吸通路与阻断通路，所述抽吸管路上依次安装有流量计27、减压阀28、供给阀29、单向阀32与真空过滤器35，所述阻断管路上依次安装有破坏阀30与节流阀31，所述抽吸通路上还安装有真空压力开关34，所述单向阀32上还安装有排气口33。
使用时，驱动电机13带动驱动齿轮6使主动轮1发生转动，从而带动链节双滚子11上的铝质燕尾块10转动，吸盘12镶嵌于燕尾块10中，当燕尾块10上的吸盘12另一端口移动到真空发生器15时，控制器37发出信号至真空发生器15，真空发生器15工作产生吸力，供给阀29接到控制信号，使抽吸通路连通，真空发生器15对抽吸通路内的气体进行抽吸，当燕尾块10移动至燕尾槽内时，抽吸通路使吸盘12产生负压，燕尾块10内表面和吸盘12另一端平齐，且与燕尾槽发生紧密贴合实现密封效果，一直吸附于所贴附的平面，当燕尾块10恰好脱离燕尾槽时密封结束，则脱离吸附平面，进而空载转动以实现下一循环；
当需要断开吸附时，控制信号传到破坏阀30，破坏阀30使阻断通路内吸入空气，进而破坏吸盘12处的负压状态。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高空履带式吸附爬壁机器人，其特征在于，包括：
车体，其包括载物平板(18)，所述载物平板(18)的下方铰接安装有前轮移动架(16)，所述载物平板(18)的一侧铰接安装有后轮支撑架(24)；
履带组件，其分别安装在所述前轮移动架(16)与所述后轮支撑架(24)的下部，所述履带组件包括行走驱动组件、吸附组件与真空发生组件；
控制器(37)，其安装在所述车体的上部，所述控制器(37)均与所述行走驱动组件、所述吸附组件和所述真空发生组件电性连接；
其中，所述车体还包括后轮移动架(21)与两个前承载架(19)，两个所述前承载架(19)分别安装在所述载物平板(18)的两侧，所述前承载架(19)的下端安装有连接板(17)，所述前轮移动架(16)与所述连接板(17)相铰接，所述后轮移动架(21)铰接在所述载物平板(18)的下端的一侧，所述后轮移动架(21)的两端安装有L型连接板(22)，所述L型连接板(22)与所述后轮支撑架(24)通过螺栓连接；
其中，所述前轮移动架(16)沿竖直方向与所述载物平板(18)相铰接，所述后轮移动架(21)沿水平方向与所述载物平板(18)相铰接；
其中，所述前轮移动架(16)安装有两组履带组件；
所述吸附组件包括燕尾块(10)，所述燕尾块(10)安装在履带的内侧，所述燕尾块(10)上镶嵌安装有吸盘(12)，所述吸盘(12)的吸气端(36)贯穿所述燕尾块(10)，所述燕尾块(10)与所述真空发生组件相匹配；
所述真空发生组件包括块体(9)，所述块体(9)的下端沿其长度方向开设有燕尾槽，所述燕尾块(10)与所述燕尾槽相匹配，所述块体(9)的一端安装有真空发生器(15)，所述真空发生器(15)设有进口端(26)，所述进口端(26)的一侧通过管路连接有吸气端(36)，所述进口端(26)与所述吸气端(36)之间设有抽吸通路与阻断通路，所述抽吸通路上依次安装有流量计(27)、减压阀(28)、供给阀(29)、单向阀(32)与真空过滤器(35)，所述阻断通路上依次安装有破坏阀(30)与节流阀(31)。
2.根据权利要求1所述的高空履带式吸附爬壁机器人，其特征在于，所述行走驱动组件包括框架，所述框架的两侧均安装有侧板(4)，两个所述侧板(4)之间的两端均安装有连接轴(3)，一个所述连接轴(3)上可转动的安装有主动轮(1)，所述主动轮(1)的一侧安装有驱动齿轮(6)，所述框架上还安装有驱动电机(13)，所述驱动电机(13)的输出端安装有动力齿轮，所述动力齿轮与所述驱动齿轮(6)相啮合，另一个所述连接轴(3)上可转动的安装有被动轮(2)，所述主动轮(1)与所述被动轮(2)之间传动安装有履带，所述吸附组件安装在所述履带上，所述真空发生组件安装在所述框架上。
3.根据权利要求2所述的高空履带式吸附爬壁机器人，其特征在于，所述履带的两侧均设有链节双滚子(11)，所述主动轮(1)与所述被动轮(2)上均凸设有链齿，所述链齿与所述链节双滚子(11)相配合。
4.根据权利要求1所述的高空履带式吸附爬壁机器人，其特征在于，所述燕尾块(10)为铝质材质。
5.根据权利要求1所述的高空履带式吸附爬壁机器人，其特征在于，所述单向阀(32)上还安装有排气口(33)。
6.根据权利要求1所述的高空履带式吸附爬壁机器人，其特征在于，所述抽吸通路上还安装有真空压力开关(34)。
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