CN202557649U - 一种六足气动壁面机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种六足气动壁面机器人包括机身和多个带有吸盘的行走支架，在机身的底部设有用于安装高空操作工具的安装座，其特征是：所述行走支架有六个，对称设置在机身的两侧，每个行走支架的通过气动肌肉驱动控制行走，行走端安装有压力传感器；在机身底部设有上、下底盘，其中不相邻的三个行走支架安装在同一底盘上呈三角形分布，在上、下底盘之间设有旋转电机，上、下底盘之间通过旋转电机的转轴连接；在机身内设有各种控制器、气动控制阀和真空发生器。本实用新型体积小、重量轻、出力大而柔顺，行走平稳，能够很好的适用于高楼外壁的清洁和墙壁缺陷监测和大型设备外壁的检修，不仅提高了工作效率，还避免了人工操作的危险性。

Description

一种六足气动壁面机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人，尤其是一种六足气动壁面机器人。

背景技术

随着高层建筑，以及高大工业设备的不断增多，高空克服重力作业开始扮演越来越重要的角色，比如对于高楼外壁的清洗、粉刷或是高大设备外壁的维修、检测等工作，尤其是在诸如核工业、建筑业、造船业等特殊场合，这种工作都是必不可少的。目前的高空操作一般都是采用人工吊绳，其危险性较大，工作环境恶劣，效率低下，而且成本很高。

发明内容

本实用新型根据现有技术的不足提供一种能够在墙面平稳的行走，同时还能又完成了建筑物外墙清洗、监测、喷涂等高空作业的任务的六足气动壁面机器人。

所述一种六足气动壁面机器人包括机身和多个带有吸盘的行走支架，在机身的底部设有用于安装高空操作工具的安装座，其特征是：所述行走支架有六个，对称设置在机身的两侧，每个行走支架的控制端设有可与外界动力源连接的气动肌肉，行走端安装有压力传感器；在机身底部设有上、下底盘，其中不相邻的三个行走支架安装在同一底盘上呈三角形分布，在上、下底盘之间设有旋转电机，上、下底盘通过旋转电机的转轴连接，并通过旋转电机带动旋转实现两个底盘的相对转动；；在机身内设有控制器和真空发生器，真空发生器通过两根真气输出管与六个行走支架的吸盘连通，其中设置在同一底盘上的三个行走支架连接相同的管道；六个压力传感器的信号输出端分别与控制器的信号输入端连接，其中设在同一底盘的三个支架上压力传感器通过同一信号输出线与控制器连接，控制器的信号输出端分别与设置真空发生器的两根真气输出管上的控制开关信号输入端连接。

在每个行走支架上设有吸盘开关阀，每个吸盘开关阀的信号输入端也与控制器的信号输出端连接。

在每个行走支架的支撑架与吸盘之间设有缓冲弹簧。

所述每个行走支架控制端的气动肌肉通过同一气动阀与外界动力源连接。

所述机身为半球形，设置在同一底盘上的三个行走支架呈等腰或等边三角形分布。

本实用新型是基于六足昆虫的仿生式行走方式，即六角步态原理，来实现在墙壁上的越障行走。采用气压传动具有无污染，反应快，简洁高效等特性，充分发挥了气动机构的节能和高效的特性，而气动肌腱作为气动系统的新型执行元件，具有体积小、重量轻、出力大而柔顺的特点，利用最新的气动肌肉为动力源驱动机器人行走，利用自适应平衡方式使运动平稳，越障能力大为提高。能够很好的适用于高楼外壁的清洁和墙壁缺陷监测，也可以使用与轮船等大型设备外壁的检修，不仅提高了工作效率，还避免了人工操作的危险性。

附图说明

图1为本实用新型的侧面结构示意图，

图2是本实用新型的正面结构示意图，

图3是本实用新型的俯视图，

图4是本实用新型的仰视图，

图5是本实用新型的原理框图。

图中：1-机身，2-行走支架，3、4-上、下底盘，5-气动肌肉，6-压力传感器，7-安装座，8-控制器，9-真空发生器，10-控制开关，11-吸盘开关阀，12-缓冲弹簧，13-气动阀，14-吸盘，15-旋转电机，16-清洁器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。图1、2、3中，所述一种六足气动壁面机器人包括机身1和多个带有吸盘14的行走支架2，在机身1的底部设有用于安装高空操作工具的安装座7，可以根据需要安装粉刷、清洁、维修、检测等高空作业工具，等其特征是：所述行走支架2有六个，对称设置在机身1的两侧，每个行走支架2的控制端设有可与外界动力源连接的气动肌肉5，行走端安装有压力传感器6；在机身1底部设有上、下底盘3、4，其中不相邻的三个行走支架2安装在同一底盘上呈三角形分布，始终保持三条腿贴着墙面，利用了三角形的稳定性，保证机身的稳定性；在上、下底盘之间设有旋转电机15，上、下底盘3、4之间通过旋转电机的转轴连接，并通过旋转电机15带动旋转实现两个底盘的相对转动，带动机身的转向，一般情况是将旋转电机安装在上底盘上。

图5中，在机身1内设有控制器8和真空发生器9，真空发生器9通过两根真气输出管与六个行走支架的吸盘连通，其中设置在同一底盘上的三个行走支架连接相同的管道，可以同时给同一底盘上的三个吸盘输入真气，保证三个底盘能够强力吸附在墙面上；六个压力传感器的信号输出端分别与控制器8的信号输入端连接，其中设在同一底盘的三个支架上压力传感器通过同一信号输出线与控制器连接，保证设置在同一底盘上的三个行走支架工作一致，控制器8的信号输出端分别与设置真空发生器的两根真气输出管上的控制开关10信号输入端连接。

在每个行走支架2上设有吸盘开关阀11，每个吸盘开关阀11的信号输入端也与控制器8的信号输出端连接。用于控制每个吸盘14的开启。

在每个行走支架2的支撑架与吸盘之间设有缓冲弹簧12。能够使行走支架很好的实现抬腿伸腿的功能。

所述每个行走支架2控制端的气动肌肉5通过同一气动阀13与外界动力源连接。

图4中，所述机身为半球形，设置在同一底盘上的三个行走支架呈等腰或等边三角形分布。保证行走的稳定性。

本实用新型通过设置在上、下底盘上的两组吸盘交替吸附墙面而完成机器人的前进、后退、左转、右转以及停止等五个基本动作，主要的动作原理：以向前运动为例，假设机器人处于初始状态，六个支架通过吸盘吸附在墙面，开始前进时，其中设置在上底盘上的三个行走支架的受力，压力传感器6将输送给控制器8，控制器8控制同一底盘上的真气发生器的控制开关10关闭，此底盘上的三根行走支架上的吸盘开关阀打开，吸盘脱落；之后吸盘脱落的三条行走支架2的抬腿肌肉比例阀降压，气动肌肉5舒张，在缓冲弹簧12的作用下控制其抬腿并向前迈腿动作。吸附在墙面上的三条行走支架迈腿肌肉比例阀升压，气动肌肉5收缩，克服扭簧作用，向后推，从而把身体向前推，行走完成后，抬起的三条行走支架的抬腿肌肉比例阀升压，气动肌肉5收缩，三条行走支架落下踩在壁面上，然后三条支架上的压力传感器6感受到压力同时把信号输入给控制器8，控制器8真空发生器控制开关打开，三条行走支架的吸盘开关打开，便可吸附在墙面上。

向后具有相同的动作原理。通过几个基本动作的组合，机器人便可以向各个方向运动和实现转弯动作。

使用时，根据需要安装适合的高空作业工具，比如清洁器16，然后将机器人放置在墙面，并通过气动源给予机器人供给动力。

Claims (5)

1.一种六足气动壁面机器人，包括机身(1)和多个带有吸盘(14)的行走支架(2)，在机身(1)的底部设有用于安装高空操作工具的安装座(7)，其特征是：所述行走支架(2)有六个，对称设置在机身(1)的两侧，每个行走支架(2)的控制端设有可与外界动力源连接的气动肌肉(5)，行走端安装有压力传感器(6)；在机身(1)底部设有上、下底盘(3、4)，其中不相邻的三个行走支架(2)安装在同一底盘上呈三角形分布，在上、下底盘(3、4)之间设有旋转电机，上、下底盘通过旋转电机(15)的转轴连接，并通过旋转电机(15)带动旋转实现两个底盘的相对转动；在机身(1)内设有控制器(8)和真空发生器(9)，真空发生器(9)通过两根真气输出管与六个行走支架的吸盘连通，其中设置在同一底盘上的三个行走支架连接相同的管道；六个压力传感器的信号输出端分别与控制器(8)的信号输入端连接，其中设在同一底盘的三个支架上压力传感器通过同一信号输出线与控制器连接，控制器(8)的信号输出端分别与设置真空发生器的两根真气输出管上的控制开关(10)信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种六足气动壁面机器人，其特征是：在每个行走支架(2)上设有吸盘开关阀(11)，每个吸盘开关阀(11)的信号输入端也与控制器(8)的信号输出端连接。

3.根据权利要求1所述的一种六足气动壁面机器人，其特征是：在每个行走支架(2)的支撑架与吸盘之间设有缓冲弹簧(12)。

4.根据权利要求1所述的一种六足气动壁面机器人，其特征是：所述机身为半球形，设置在同一底盘上的三个行走支架呈等腰或等边三角形分布。

5.根据权利要求1所述的一种六足气动壁面机器人，其特征是：所述每个行走支架(2)控制端的气动肌肉(5)通过同一气动阀(13)与外界动力源连接。

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