CN204567835U - 爬壁机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种爬壁机器人，其包括主体、主体吸附机构和四个爪部吸附机构；所述主体吸附机构通过舵机可转动地固定于所述主体上，且位于所述主体的中心位置处，四个爪部吸附机构分别固定于所述主体上，且位于所述主体吸附机构周围；所述主体吸附机构能吸附墙壁；所述四个爪部吸附机构能吸附墙壁，并能相对于主体平动。本实用新型的爬壁机器人行进动作可分解为：四爪行进；四爪吸附；主体脱离；主体行进；主体吸附；四爪脱离；从而通过这些动作的循环实现所述爬壁机器人沿竖直墙壁的上下运动，这不仅避免了使用传统人工进行壁面工作时效率低、资源浪费和事故频发等现象，也避免了吊缆式游壁平台无法摆脱人工操作、需要预设轨道等不足之处。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种爬壁机器人。
背景技术
随着经济和科学技术的迅猛发展，社会对军事侦查、工程探测、消防救援等方面的要求日益提高，导致各种特殊工况下的高难、高危工作急剧增加。近年来，越来越多的人员开始从事高空壁面工作，如：对高楼外壁面进行清洗，对石化企业中的储料罐外壁进行检测和维护，对大面积钢板进行喷漆，以及在高楼事故中进行抢险救灾等工作。和与日俱增的工作需求对应的是传统的人工壁面作业方式。这种工作方式危险性高、保障低、耗时耗力。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种爬壁机器人，其能替代人力从事高空壁面工作，工作效率较高。
本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种爬壁机器人，其包括主体、主体吸附机构和四个爪部吸附机构；
所述主体吸附机构通过舵机可转动地固定于所述主体上，且位于所述主体的中心位置处，所述四个爪部吸附机构分别固定于所述主体上，且位于所述主体吸附机构周围；所述主体吸附机构能吸附墙壁；所述四个爪部吸附机构能吸附墙壁，并能相对于主体平动。
可选的，所述主体呈方形，所述四个爪部吸附机构位于所述主体的四个角部。
可选的，所述主体吸附机构包括主体吸盘固定部和多个吸盘组件；所述主体吸盘固定部上固定有舵机，所述舵机的输出轴上固定有花键轴；所述主体的下表面上开设有花键槽，所述花键轴与所述花键槽相配合；所述多个吸盘组件固定于所述主体吸盘固定部上。
可选的，所述主体吸盘固定部为环形，所述多个吸盘组件沿所述主体吸盘固定部的圆周方向等间距地固定于所述主体吸盘固定部上。
可选的，所述吸盘组件包括壳体、真空泵、吸盘、吸盘固定件和两位三通电磁阀；所述壳体固定于所述主体吸盘固定部上，所述吸盘固定于所述吸盘固定件上，所述吸盘固定件固定于所述壳体的底部；所述真空泵固定于所述壳体内；所述真空泵的抽气口与所述两位三通电磁阀的A口连通，所述两位三通电磁阀的另外两个口中的一个与所述吸盘固定件连通，另外一个与空气连通；所述吸盘固定件与所述吸盘连通。
可选的，所述四个爪部吸附机构结构相同，均包括第一电机、第一减速器、第二电机、第二减速器、第一摇臂、第二摇臂、第一转动杆、第二转动杆、爪部吸盘固定部和多个吸盘组件；所述第一电机固定于所述第一减速器上，且所述第一电机的输出轴与所述第一减速器的输入轴传动连接，所述第二电机固定于所述第二减速器上，且所述第二电机的输出轴与所述第二减速器的输入轴传动连接；所述第一减速器的输出轴与所述第一摇臂的一端固定连接；所述第一转动杆的一端固定于所述爪部吸盘固定部上，所述第一转动杆的另一端可转动地设置于所述第一摇臂的另一端内；所述第二减速器的输出轴与所述第二摇臂的一端固定连接，所述第二转动杆的一端固定于所述主体上，且所述第二转动杆的另一端可转动地设置于所述第二摇臂内；所述第一减速器固定于所述主体上，所述第二减速器固定于所述爪部吸盘固定部上；所述多个吸盘组件固定于所述爪部吸盘固定部上。
可选的，所述第一摇臂和第二摇臂之间相互平行，所述花键轴垂直于所述主体；所述第一摇臂垂直于所述第一减速器的输出轴；所述第二摇臂垂直于所述第二减速器的输出轴；所述第一转动杆平行于所述第一减速器的输出轴；所述第二转动杆平行于所述第二减速器的输出轴。
可选的，所述爪部吸附机构的吸盘组件与所述主体吸附机构的吸盘组件结构相同，且所述爪部吸附机构的吸盘组件的壳体固定于所述爪部吸盘固定部上。
本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的爬壁机器人一个完整的壁面直线行进动作可分解为：四爪行进；四爪吸附；主体脱离；主体行进；主体吸附；四爪脱离；从而通过这些动作的循环实现所述爬壁机器人沿竖直墙壁的上下运动，这不仅避免了使用传统人工进行壁面工作时效率低、资源浪费和事故频发等现象，也避免了吊缆式游壁平台无法摆脱人工操作、需要预设轨道等不足之处。
附图说明
图1为本实用新型的爬壁机器人的结构示意图；
图2为本实用新型的第一电机和第一减速器的爆炸结构示意图；
图3为本实用新型的主体吸附机构的结构示意图；
图4为图1的A部放大示意图；
图5为本实用新型的吸盘组件的爆炸结构示意图；
图中标记示意为：1-主体；2-主体吸附机构；21-主体吸盘固定部；22-吸盘组件；23-壳体；24-真空泵；25-吸盘；26-吸盘固定件；3-爪部吸附机构；30-第一电机；31-第一减速器；32-第二电机；33-第二减速器；34-第一摇臂；35-第二摇臂；36-第一转动杆；37-第二转动杆；38-爪部吸盘固定部；4-舵机；5-花键轴。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种爬壁机器人，其包括主体1、主体吸附机构2和四个爪部吸附机构3。
所述主体1为方形板，所述主体吸附机构2通过舵机4可转动地固定于所述主体1上，且位于所述主体1的中心位置处，所述四个爪部吸附机构3分别固定于所述主体1的四个角部；所述主体吸附机构2能吸附墙壁；所述四个爪部吸附机构3能吸附墙壁，并能相对于主体平动。
本实用新型的爬壁机器人一个完整的壁面直线行进动作可分解为：四爪行进；四爪吸附；主体脱离；主体行进；主体吸附；四爪脱离；从而通过这些动作的循环实现所述爬壁机器人沿竖直墙壁的上下运动，这不仅避免了使用传统人工进行壁面工作时效率低、资源浪费和事故频发等现象，也避免了吊缆式游壁平台无法摆脱人工操作、需要预设轨道等不足之处。
所述主体吸附机构2包括主体吸盘固定部21和多个吸盘组件22；所述主体吸盘固定部21为环形，所述主体吸盘固定部21上固定有舵机4，所述舵机4的输出轴上固定有花键轴5；所述主体1的下表面上开设有花键槽，所述花键轴5与所述花键槽相配合；所述多个吸盘组件22沿所述主体吸盘固定部21的圆周方向等间距地固定于所述主体吸盘固定部21上；所述吸盘组件22包括壳体23、真空泵24、吸盘25、吸盘固定件26和两位三通电磁阀；所述吸盘25固定于所述吸盘固定件26上，所述吸盘固定件26固定于所述壳体23的底部；所述真空泵24固定于所述壳体23内；所述真空泵24的抽气口与所述两位三通电磁阀的A口连通，所述两位三通电磁阀的A口是与所述两位三通电磁阀的另外两个口均可以连通的接口，所述两位三通电磁阀的另外两个口中的一个与所述吸盘固定件26连通，另外一个与空气连通；所述吸盘固定件26与所述吸盘连通；本实施例中，优选地，所述吸盘固定件26的中心开设有通孔，所述吸盘25与所述通孔连通，所述真空泵24的抽气口也与所述通孔连通。
所述四个爪部吸附机构3结构相同，均包括第一电机30、第一减速器31、第二电机32、第二减速器33、第一摇臂34、第二摇臂35、第一转动杆36、第二转动杆37、爪部吸盘固定部38和多个吸盘组件22；所述第一电机30固定于所述第一减速器31上，且所述第一电机30的输出轴与所述第一减速器31的输入轴传动连接，所述第二电机32固定于所述第二减速器33上，且所述第二电机32的输出轴与所述第二减速器33的输入轴传动连接，以通过所述第一电机30驱动所述第一减速器31运动，并通过所述第二电机32驱动所述第二减速器33运动；所述第一减速器31的输出轴与所述第一摇臂34的一端固定连接；所述第一转动杆36的一端固定于所述爪部吸盘固定部38上，所述第一转动杆36的另一端可转动地设置于所述第一摇臂34的另一端内；所述第二减速器33的输出轴与所述第二摇臂35的一端固定连接，所述第二转动杆37的一端固定于所述主体1上，且所述第二转动杆37的另一端可转动地设置于所述第二摇臂35内；所述第一减速器31固定于所述主体1上，所述第二减速器33固定于所述爪部吸盘固定部38上；所述多个吸盘组件22固定于所述爪部吸盘固定部38上；本实用新型的爪部吸附机构3通过第一电机30驱动第一摇臂34转动，并通过第二电机32驱动第二摇臂35转动，所述第一摇臂34和第二摇臂35之间相互平行，因此，所述爪部吸盘固定部38可以在第一电机30和第二电机32的控制下实现上下运动；更优选地，所述四个爪部吸附机构3的第一摇臂34和第二摇臂35之间均互相平行；从而各个爪部吸附机构3与主体1之间形成平行双曲柄机构，各个爪部吸附机构3以各自的第一转动杆36为轴做圆周运动，直至各个爪部吸附机构3接触所述墙壁。
本实施例中，所述爪部吸附机构3的吸盘组件与所述主体吸附机构2的吸盘组件结构相同。
本实施例中，所述花键轴5垂直于所述主体1，以当所述花键轴5转动时，能带动所述主体1转动；更优选地，所述第一摇臂34垂直于所述第一减速器31的输出轴；所述第二摇臂35垂直于所述第二减速器33的输出轴；所述第一转动杆36平行于所述第一减速器31的输出轴；所述第二转动杆37平行于所述第二减速器33的输出轴。
本实用新型的爬壁机器人可以适用于玻璃、瓷砖、水泥等平整或较为光滑的壁面，靠真空吸附系统、直线行进系统以及定点转向系统协同，并可以搭载功能模块，在远程中心控制下完成作业；其具有体积小、适合多种材料壁面、低功耗、效率高等特色。可在以下范围内进行推广应用：
1、传统民用：清洁与探测：壁面清洁、粉料涂刷、高空修复等危险作业，建筑探测、壁面摄影等；
2、危险民用：消防与化工：消防作业中，高层废墟搜救、救援药品传送；化工领域内，大型设备探伤及维护、化学反应空间的数据实时采集传输等。
3、军用：侦查与毁伤：借助攀爬优势，搭载相应设备进行间谍作业，如实时监控(搭载针孔摄像及图像传输)、壁面毁伤(搭载爆破装置)等。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种爬壁机器人，其特征在于，包括主体(1)、主体吸附机构(2)和四个爪部吸附机构(3)；
所述主体吸附机构(2)通过舵机(4)可转动地固定于所述主体(1)上，且位于所述主体(1)的中心位置处，所述四个爪部吸附机构(3)分别固定于所述主体(1)上，且位于所述主体吸附机构周围；所述主体吸附机构(2)能吸附墙壁；所述四个爪部吸附机构(3)能吸附墙壁，并能相对于主体平动。
2.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述主体(1)呈方形，所述四个爪部吸附机构(3)位于所述主体(1)的四个角部。
3.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述主体吸附机构(2)包括主体吸盘固定部(21)和多个吸盘组件(22)；所述主体吸盘固定部(21)上固定有舵机(4)，所述舵机(4)的输出轴上固定有花键轴(5)；所述主体(1)的下表面上开设有花键槽，所述花键轴(5)与所述花键槽相配合；所述多个吸盘组件(22)固定于所述主体吸盘固定部(21)上。
4.根据权利要求3所述的爬壁机器人，其特征在于，所述主体吸盘固定部(21)为环形，所述多个吸盘组件(22)沿所述主体吸盘固定部(21)的圆周方向等间距地固定于所述主体吸盘固定部(21)上。
5.根据权利要求4所述的爬壁机器人，其特征在于，所述吸盘组件(22)包括壳体(23)、真空泵(24)、吸盘(25)、吸盘固定件(26)和两位三通电磁阀；所述壳体(23)固定于所述主体吸盘固定部(21)上，所述吸盘(25)固定于所述吸盘固定件(26)上，所述吸盘固定件(26)固定于所述壳体(23)的底部；所述真空泵(24)固定于所述壳体(23)内；所述真空泵(24)的抽气口与所述两位三通电磁阀的A口连通，所述两位三通电磁阀的另外两个口中的一个与所述吸盘固定件(26)连通，另外一个与空气连通；所述吸盘固定件(26)与所述吸盘连通。
6.根据权利要求5所述的爬壁机器人，其特征在于，所述四个爪部吸附机构(3)结构相同，均包括第一电机(30)、第一减速器(31)、第二电机(32)、第二减速器(33)、第一摇臂(34)、第二摇臂(35)、第一转动杆(36)、第二转动杆(37)、爪部吸盘固定部(38)和多个吸盘组件(22)；所述第一电机(30)固定于所述第一减速器(31)上，且所述第一电机(30)的输出轴与所述第一减速器(31)的输入轴传动连接，所述第二电机(32)固定于所述第二减速器(33)上，且所述第二电机(32)的输出轴与所述第二减速器(33)的输入轴传动连接；所述第一减速器(31)的输出轴与所述第一摇臂(34)的一端固定连接；所述第一转动杆(36)的一端固定于所述爪部吸盘固定部(38)上，所述第一转动杆(36)的另一端可转动地设置于所述第一摇臂(34)的另一端内；所述第二减速器(33)的输出轴与所述第二摇臂(35)的一端固定连接，所述第二转动杆(37)的一端固定于所述主体(1)上，且所述第二转动杆(37)的另一端可转动地设置于所述第二摇臂(35)内；所述第一减速器(31)固定于所述主体(1)上，所述第二减速器(33)固定于所述爪部吸盘固定部(38)上；所述多个吸盘组件(22)固定于所述爪部吸盘固定部(38)上。
7.根据权利要求6所述的爬壁机器人，其特征在于，所述第一摇臂(34)和第二摇臂(35)之间相互平行，所述花键轴(5)垂直于所述主体(1)；所述第一摇臂(34)垂直于所述第一减速器(31)的输出轴；所述第二摇臂(35)垂直于所述第二减速器(33)的输出轴；所述第一转动杆(36)平行于所述第一减速器(31)的输出轴；所述第二转动杆(37)平行于所述第二减速器(33)的输出轴。
8.根据权利要求7所述的爬壁机器人，其特征在于，所述爪部吸附机构的吸盘组件与所述主体吸附机构的吸盘组件结构相同，且所述爪部吸附机构的吸盘组件的壳体固定于所述爪部吸盘固定部(38)上。
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