CN203381704U - 爬壁机器人伸缩脚臂 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种爬壁机器人伸缩脚臂，每个伸缩脚臂单元的结构是，包括气缸座，气缸座通过顶部的接耳与滑杆固定连接，气缸座通过水平接耳与横杆固定连接，气缸座向下与脚臂气缸缸体固定连接，脚臂气缸活塞杆下端与吸盘固定板固定连接，吸盘固定板下表面固定安装有真空吸盘。本实用新型的装置，在伸缩脚臂上设置有折叠板，使得在吸盘受力时，将大部分力由折叠板直接传至气缸座，受力就不会由气缸单独承载，保护了气缸也使爬壁机器人整体承载较为合理，增加了移动的灵活性。

Description

爬壁机器人伸缩脚臂
技术领域
本实用新型属于工业机器人技术领域，涉及一种爬壁机器人伸缩脚臂。
背景技术
目前，国际上对爬壁机器人的研究主要集中在机体的吸附方式、运动机构、驱动机理和车载作业系统等几个方面。按照吸附方式，爬壁机器人可以分为真空吸附、磁吸附、气流负压吸附等几类；按照运动机构，可分为轮式、履带式、多足步行式、框架式、飞行式等；按照驱动机理，可分为电机驱动、液压驱动、气压驱动、喷气推动等。就真空吸附的框架式气动机器人而言，吸盘的伸缩决定了机器人对壁面的吸附与放松灵活性和可靠性，对机器人的壁面行走、移动起着至关重要的作用。
目前，对吸附式爬壁机器人研究较少，对其脚臂的伸缩研究更少，现有的脚臂伸缩方式结构也较为复杂，难以控制和制造，承载能力弱，直接影响了爬壁机器人的适用性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种爬壁机器人伸缩脚臂，解决了现有技术中的吸附式爬壁机器人，由于脚臂伸缩方式结构较为复杂，难以控制和制造，承载能力弱的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种爬壁机器人伸缩脚臂，每个伸缩脚臂单元的结构是，包括气缸座，气缸座通过顶部的接耳与滑杆固定连接，气缸座通过水平接耳与横杆固定连接，气缸座向下与脚臂气缸缸体固定连接，脚臂气缸活塞杆下端与吸盘固定板固定连接，吸盘固定板下表面固定安装有真空吸盘。
本实用新型的爬壁机器人伸缩脚臂，其特点还在于：
气缸座通过两侧的铰接耳分别与外侧上折叠板和内侧上折叠板铰接，外侧上折叠板通过外侧下折叠板与吸盘固定板外侧铰接，内侧上折叠板通过内侧下折叠板与吸盘固定板内侧铰接。
脚臂气缸为常伸出的单作用气缸，脚臂气缸的内腔上部与活塞杆之间设置有弹簧，脚臂气缸的活塞杆向下与吸盘固定板固定连接。
爬壁机器人主体上设置有能够移动的横向矩形框架和纵向矩形框架，该两个矩形框架均由一对平行设置的滑杆及两端的横杆依次连接构成；每个滑杆的两端向下分别固定安装有一组伸缩脚臂单元。
本实用新型的有益效果是，采用伸缩式脚臂结构，利用其简单的结构，针对性的受力承载，强的伸缩性的特点，使脚部吸盘可以自由伸缩的条件下可以提升爬壁机器人的脚臂受载荷能力，使爬壁机器人的整体性能有所提高和改善，成为吸附式爬壁机器人的重要组成部件。并且结构简单可行，成本低，制造方便。
附图说明
图1是本实用新型装置在爬壁机器人上的安装位置示意图；
图2是本实用新型爬壁机器人伸缩脚臂的结构示意图；
图3是本实用新型爬壁机器人伸缩脚臂的主视图；
图4是本实用新型爬壁机器人伸缩脚臂的左视图；
图5是本实用新型装置中的脚臂气缸7的轴测图；
图6是本实用新型装置中的脚臂气缸7的符号示意图；
图7是本实用新型装置中的气缸座2的轴测图；
图8是本实用新型装置中的单侧折叠板的轴测图。
图中，1.滑杆，2.气缸座，3.外侧上折叠板，4.外侧下折叠板，5.真空吸盘，6.吸盘固定板，7.脚臂气缸，8.内侧下折叠板，9.内侧上折叠板，10.横杆，11.弹簧。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
参照图1，本实用新型爬壁机器人伸缩脚臂的结构是，在爬壁机器人主体上设置有能够移动的横向矩形框架和纵向矩形框架，每个矩形框架均由一对平行设置的滑杆1及两端的横杆10依次连接构成；每个滑杆1的两端向下分别固定安装有一组本实用新型的伸缩脚臂单元，（总共8个伸缩脚臂单元）；
参照图2、图3、图4、图7、图8，每个伸缩脚臂单元的结构是，包括气缸座2，气缸座2通过顶部的（长槽形）接耳与滑杆1固定连接，气缸座2通过水平接耳与横杆10固定连接，气缸座2向下与脚臂气缸7缸体固定连接，脚臂气缸7活塞杆下端与吸盘固定板6固定连接，吸盘固定板6下表面固定安装有真空吸盘5；气缸座2通过两侧的铰接耳分别与外侧上折叠板3和内侧上折叠板9铰接，外侧上折叠板3通过外侧下折叠板4与吸盘固定板6外侧铰接，内侧上折叠板9通过内侧下折叠板8与吸盘固定板6内侧铰接；
参照图5、图6，脚臂气缸7为常伸出的单作用气缸，脚臂气缸7的内腔上部与活塞杆之间设置有弹簧11，脚臂气缸7的活塞杆向下与吸盘固定板6固定连接。
真空吸盘5与吸盘固定板6一起随活塞杆的收缩实现上下移动，脚臂气缸7泄压后，活塞杆靠弹簧11的弹力伸出，力量不大又能保证真空吸盘5与壁面柔性贴合，脚臂气缸7通入气压后，活塞杆克服弹簧11的弹力迅速收缩。真空吸盘5所受力通过两组折叠板传至气缸座2，保护了脚臂气缸7又不影响脚臂伸缩的灵活性。
由于脚臂气缸7能够承受的径向力较小，而爬壁机器人又需要有相当的承载能力，所以在脚臂上设计了折叠板结构，使真空吸盘5的径向受力直接传至气缸座2，当脚臂气缸7伸缩时，折叠板有一定的伸缩能力，随着活塞杆的伸出而变化，从而起到了一定的传力作用。
本实用新型的工作原理是，
1）当爬壁机器人需要吸附在壁面上时，首先将脚臂气缸7的气压降至标准大气压，弹簧11伸张活塞杆伸出，吸盘固定板6及真空吸盘5在弹簧11的作用下柔和的贴紧壁面，然后真空泵将真空吸盘5内的空气吸出，从而将真空吸盘5可靠附着在壁面上。
2）当爬壁机器人需要移动时，先将真空吸盘5内的气压恢复为大气压力，使真空吸盘5对壁面失去吸附力，然后再对脚臂气缸7通入一定的气压，使其活塞杆收缩，从而将真空吸盘5及吸盘固定板6带离壁面，然后再通过行走机构移动。
本实用新型的装置，当脚臂气缸7通入气压时气缸收缩，当压力减小时气缸伸出，这样就带动气缸端部的真空吸盘实现上下移动。同时，为了增加爬壁机器人的负载能力和吸力，在伸缩脚臂上设置有折叠板，使得在吸盘受力时，将大部分力由折叠板直接传至气缸座，受力就不会由气缸单独承载，保护了气缸也使爬壁机器人整体承载较为合理，增加了移动的灵活性。

Claims (4)

1.一种爬壁机器人伸缩脚臂，其特点在于：每个伸缩脚臂单元的结构是，包括气缸座（2），气缸座（2）通过顶部的接耳与滑杆（1）固定连接，气缸座（2）通过水平接耳与横杆（10）固定连接，气缸座（2）向下与脚臂气缸（7）缸体固定连接，脚臂气缸（7）活塞杆下端与吸盘固定板（6）固定连接，吸盘固定板（6）下表面固定安装有真空吸盘（5）。
2.根据权利要求1所述的爬壁机器人伸缩脚臂，其特点在于：所述的气缸座（2）通过两侧的铰接耳分别与外侧上折叠板（3）和内侧上折叠板（9）铰接，外侧上折叠板（3）通过外侧下折叠板（4）与吸盘固定板（6）外侧铰接，内侧上折叠板（9）通过内侧下折叠板（8）与吸盘固定板（6）内侧铰接。
3.根据权利要求1所述的爬壁机器人伸缩脚臂，其特点在于：所述的脚臂气缸（7）为常伸出的单作用气缸，脚臂气缸（7）的内腔上部与活塞杆之间设置有弹簧（11），脚臂气缸（7）的活塞杆向下与吸盘固定板（6）固定连接。
4.根据权利要求1所述的爬壁机器人伸缩脚臂，其特点在于：所述的爬壁机器人主体上设置有能够移动的横向矩形框架和纵向矩形框架，该两个矩形框架均由一对平行设置的滑杆（1）及两端的横杆（10）依次连接构成；每个滑杆（1）的两端向下分别固定安装有一组伸缩脚臂单元。
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