CN203666819U - 吸附齿条移动式爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布一种可在垂直面上运动的吸附齿条移动式爬壁机器人，属于机器人技术领域。包括框架和脚盘；框架上固定有吸盘组I、真空气泵I、电磁阀Ⅰ、滑板、齿条I；滑板上各设有一个滑动机座；滑动机座下开设滑槽，滑动机座上固定有同步电机，两滑动机座之间连接有齿条II和导向杆；同步电机连接传动齿轮；齿条II上设有滑座；滑座套装在齿条II和导向杆上，滑座下固定有气泵，滑座上固定有驱动电机；的驱动电机连接有驱动齿轮；气泵下端固定在脚盘上；脚盘下固定有吸盘组II，脚盘上固定真空气泵II和电磁阀II。本实用新型便于调整方向与更换路径；便于跨越障碍；可携带多种仪器设备；使用便利，结构简单，运行稳定可靠。

Description

吸附齿条移动式爬壁机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体是一种可在垂直面上运动的吸附齿条移动式爬壁机器人。

背景技术

随着城市建设的现代化程度越来越高，需要的壁面作业也越来越多。反恐侦查、高层建筑检测、壁面清洗等领域往往需要能实现爬壁功能的机器人。这种机器人可携带一些装备完成任务。爬壁机器人是能够在垂直峭壁上进行作业的机器人，它作为高空极限作业的一种机械装置，越来越受到人们的重视。但垂直峭壁上有时会有一些阻碍爬壁机器人运行的障碍物，对于一般爬壁机器人而言，这存在着很大的危险性。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种能跨越障碍的吸附齿条移动式爬壁机器人。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种吸附齿条移动式爬壁机器人，包括框架和脚盘；在所述框架的底面固定有吸盘组I，框架上固定有控制吸盘组I的真空气泵I和电磁阀Ⅰ，框架两端的中间位置上还各纵向固定有一滑板和齿条I；所述的滑板上各设有一个与滑板配合的滑动机座；所述的滑动机座下开设有与滑板配合的滑槽，滑动机座上固定有同步电机，两滑动机座之间还横向固定连接有齿条II和导向杆；所述的同步电机连接有与齿条I啮合的传动齿轮；所述的齿条II上设有滑座；所述的滑座套装在齿条II和导向杆上，滑座下固定有气泵，滑座上固定有驱动电机；所述的驱动电机连接有与齿条II啮合的驱动齿轮；所述的气泵下端固定在脚盘上；所述的脚盘下固定有吸盘组II，脚盘上固定有控制吸盘组II的真空气泵II和电磁阀II。

其进一步是：所述的吸盘组I由六个对称布置且通过螺柱与框架相连的吸盘组成；所述的电磁阀I与真空气泵Ⅰ通过橡胶定位在框架上。

所述的齿条I位于滑板的外侧，齿条通过螺钉固定在框架两端的中间位置。

所述的齿条II通过螺栓固定在两滑动机座上。

所述的导向杆横向贯穿滑座，导向杆两端通过螺钉固定在滑动机座上。

所述的同步电机通过螺栓固定在滑动机座上；所述的传动齿轮与同步电机的旋转轴通过销钉相连。

所述的驱动电机通过螺栓连接固定在滑座上；所述的驱动齿轮与驱动电机的旋转轴通过销钉连接。

所述的气泵的顶杆与滑座固定连接，气泵下端通过螺栓固定在脚盘上。

所述的吸盘组II由四个对称布置且通过螺柱与脚盘连接的吸盘组成；所述的电磁阀II与真空气泵II通过橡胶定位在脚盘上。

本吸附齿条移动式爬壁机器人可分为主体驱动部分、变向部分、吸附部分。其中，主体驱动部分包括框架、齿条II、滑座、驱动电机、驱动齿轮、导向杆。该部分的功能是实现整个装置在工作面上持续移动的功效。变向部分包括齿条I、传动齿轮、同步电机、滑板、滑槽、气泵、脚盘。该部分的功能是实现灵活变向，轻松越障的功效。吸附部分包括吸盘组I、电磁阀I、真空气泵I、框架、吸盘组II、电磁阀II、真空气泵II、脚盘构成。该部分的功能是实现稳定吸附与适时松盘、保证整个装置在垂直工作面上安全移动的功效。

本吸附齿条移动式爬壁机器人的有益功效是：

1、具有可移式的框架，便于调整方向与更换路径；

2、脚盘上的气泵，便于跨越具有一定高度的障碍；

3、本发明运用框架结构，其具有空间扩展性，可携带多种仪器设备；

4、本发明使用便利，结构简单，运行稳定可靠，便于推广运用。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是图1中仰视局部剖视图。

图中：1、框架；2、吸盘组I；3、电磁阀Ⅰ；4、真空气泵I；5、滑板；6、齿条I；7、传动齿轮；8、同步电机；9、滑动机座；10、驱动电机；11、齿条II；12、驱动齿轮；13、吸盘组II；14、真空气泵II；15、电磁阀II；16、滑座；17、滑槽；18、气泵；19、脚盘；20、导向杆。

具体实施方式

以下是本实用新型的一个具体实施例，现结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1和图2所示，一种吸附齿条移动式爬壁机器人，包括框架1和脚盘19。在框架1的底面固定有吸盘组I2，吸盘组I2由六个对称布置且通过螺柱与框架1相连的吸盘组成，框架1上通过橡胶定位有控制吸盘组I2的真空气泵I4和电磁阀Ⅰ3。框架1两端的中间位置上还各纵向固定有一滑板5和位于滑板5的外侧齿条I6，齿条6通过螺钉固定在框架1两端的中间位置。滑板5上各设有一个与滑板5配合的滑动机座9，滑动机座9下开设有与滑板5配合的滑槽17，滑动机座9上通过螺栓固定有同步电机8，两滑动机座之间还横向固定连接有齿条II11和导向杆20。齿条II11通过螺栓固定在两滑动机座9上，导向杆20横向贯穿滑座16，导向杆20两端通过螺钉固定在滑动机座9上。同步电机8连接有与齿条I6啮合的传动齿轮7，传动齿轮7与同步电机8的旋转轴通过销钉相连。齿条II11上设有滑座16，滑座16套装在齿条II11和导向杆20上，滑座16下固定有气泵18，滑座16上通过螺栓固定有驱动电机10。驱动电机10连接有与齿条II11啮合的驱动齿轮12，驱动齿轮12与驱动电机10的旋转轴通过销钉连接。气泵18下端通过螺栓固定在脚盘19上，气泵18的顶杆与滑座16固定连接。脚盘19下固定有吸盘组II13，吸盘组II13由四个对称布置且通过螺柱与脚盘19连接的吸盘组成；脚盘19上通过橡胶固定有控制吸盘组II13的真空气泵II14和电磁阀II15。框架1为方形框架，滑板5为长条形滑板。

由于驱动齿轮12在做旋转运动时会产生一定的消极扭矩，从而会破坏齿条II11与驱动齿轮12的紧密啮合，也从而增加了前进时的阻力，降低了工作效率，为了解决上述两个技术问题，在设计时，在此部分增加了导向杆20，此部件能完全解决上述技术问题。

当吸盘组进行吸附任务时，电磁阀首先开始工作，随后启动真空气泵，待吸盘组中形成一定负压时，先关闭电磁阀，再关闭真空泵，此时，吸盘组处于吸附状态。当吸盘组进行松盘任务时，只需打开电磁阀，使吸盘组内外气压处于平衡，此时，吸盘组处于松盘状态。该部分的功能是实现稳定吸附与适时松盘，保证整个装置在垂直工作面上安全移动的功效。

具体使用方法：首先，使吸附齿条移动式爬壁机器人两个吸盘组完全吸附在工作面上。再启动框架1上的电磁阀II，使框架1部分处于脱离工作面状态，再启动驱动电机10，由齿条II11与驱动齿轮12产生的运动效应，使得框架1在导向杆20的辅助下与垂直工作面平行直线运动，待驱动齿轮12运动到最大位置时，驱动电机10停止工作，此时，电磁阀I3打开，随后，吸盘组I2在真空气泵I4作用下吸附在工作面上，从而使框架1固定在工作面上，其次，电磁阀II15启动，使吸盘组II13处于松盘状态，从而使驱动齿轮12部分脱离工作面，再重新启动驱动电机10，根据相对运动原则，框架1固定，在齿条II11与驱动齿轮12相互作用下，驱动齿轮12部分沿导向杆20直线运动。两大部分交替吸附与运动，可实现整个装置在垂直工作面上直线运动。在运动过程中遇到障碍时，当障碍可避免时，则使框架1固定在工作面上，驱动齿轮12部分脱离工作面，启动同步电机8，根据作用力与反作用力原理，移滑动机座9带动齿条II11上的驱动齿轮12部分移动，待传动齿轮7运动到齿条6端口时，同步电机8停止工作，此时，电磁阀II15打开，吸盘组II13在真空气泵II14作用下吸附在工作面上，从而使得驱动齿轮12部分固定工作面上。两大部分在同步电机8作用下交替吸附移动，从而避开障碍物；当障碍不可避免时，则使框架1部分处于脱离工作面状态，驱动齿轮12部分处于吸附状态，启动气泵18把框架1顶起在主体驱动部分的辅助下，跨越障碍，待完成跨越后，气泵18再次工作，让框架1与工作面再次接触。框架1上的吸附系统工作，使框架1吸附在工作面上，随后，驱动齿轮12部分在吸附系统作用下，脱离工作面，在主体驱动部分作用下，顺利跨越障碍。该设计实用性强，负载能力强，具有较高的空间扩展性，使用方便，便于推广应用。

Claims (9)

1.一种吸附齿条移动式爬壁机器人，其特征在于：包括框架（1）和脚盘（19）；在所述框架（1）的底面固定有吸盘组I（2），框架（1）上固定有控制吸盘组I（2）的真空气泵I（4）和电磁阀Ⅰ（3），框架（1）两端的中间位置上还各纵向固定有一滑板（5）和齿条I（6）；所述的滑板（5）上各设有一个与滑板（5）配合的滑动机座（9）；所述的滑动机座（9）下开设有与滑板（5）配合的滑槽（17），滑动机座（9）上固定有同步电机（8），两滑动机座之间还横向固定连接有齿条II（11）和导向杆（20）；所述的同步电机（8）连接有与齿条I（6）啮合的传动齿轮（7）；所述的齿条II（11）上设有滑座（16）；所述的滑座（16）套装在齿条II（11）和导向杆（20）上，滑座（16）下固定有气泵（18），滑座（16）上固定有驱动电机（10）；所述的驱动电机（10）连接有与齿条II（11）啮合的驱动齿轮（12）；所述的气泵（18）下端固定在脚盘（19）上；所述的脚盘（19）下固定有吸盘组II（13），脚盘（19）上固定有控制吸盘组II（13）的真空气泵II（14）和电磁阀II（15）。

2.根据权利要求1所述的吸附齿条移动式爬壁机器人，其特征在于：所述的吸盘组I（2）由六个对称布置且通过螺柱与框架（1）相连的吸盘组成；所述的电磁阀I（3）与真空气泵Ⅰ（4）通过橡胶定位在框架（1）上。

3.根据权利要求1所述的吸附齿条移动式爬壁机器人，其特征在于：所述的齿条I（6）位于滑板（5）的外侧，齿条（6）通过螺钉固定在框架（1）两端的中间位置。

4.根据权利要求1所述的吸附齿条移动式爬壁机器人，其特征在于：所述的齿条II（11）通过螺栓固定在两滑动机座（9）上。

5.根据权利要求1所述的吸附齿条移动式爬壁机器人，其特征在于：所述的导向杆（20）横向贯穿滑座（16），导向杆（20）两端通过螺钉固定在滑动机座（9）上。

6.根据权利要求1所述的吸附齿条移动式爬壁机器人，其特征在于：所述的同步电机（8）通过螺栓固定在滑动机座（9）上；所述的传动齿轮（7）与同步电机（8）的旋转轴通过销钉相连。

7.根据权利要求1所述的吸附齿条移动式爬壁机器人，其特征在于：所述的驱动电机（10）通过螺栓连接固定在滑座（16）上；所述的驱动齿轮（12）与驱动电机（10）的旋转轴通过销钉连接。

8.根据权利要求1所述的吸附齿条移动式爬壁机器人，其特征在于：所述的气泵（18）的顶杆与滑座（16）固定连接，气泵（18）下端通过螺栓固定在脚盘（19）上。

9.根据权利要求1所述的吸附齿条移动式爬壁机器人，其特征在于：所述的吸盘组II（13）由四个对称布置且通过螺柱与脚盘（19）连接的吸盘组成；所述的电磁阀II（15）与真空气泵II（14）通过橡胶定位在脚盘（19）上。

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