CN206107387U - 一种具有新型行走机构的壁面机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有新型行走机构的壁面机器人，包括机架及设置在其上的吸盘、行走轮和驱动装置；行走轮的数量至少为2个，其对称设置在机架的两侧，并与机架可转动地连接；驱动装置与行走轮连接，用于驱动行走轮；吸盘的数量为若干个，吸盘包括滑动盘和与其密封配合的弹性皮碗，弹性皮碗上设有与机架连接的安装部；吸盘与真空发生器连接。本实用新型行走结构简单，便于生产制造，控制方便且运行稳定。

Description

一种具有新型行走机构的壁面机器人

技术领域

本实用新型涉及智能机器人技术领域，特别涉及一种具有新型行走机构的壁面机器人。

背景技术

现有具有行走功能的机器人，其行走机构通常采用硅胶吸盘，通过将硅胶吸盘吸附在壁面上或者从壁面上脱离，在此过程中移动机器人主体，从而实现机器人在壁面上的行走。此种结构需要设置多组行走机构，零部件较多，结构复杂。在壁面有缝隙或不平整时，需将吸盘从壁面上脱离后重新调整吸盘落点，控制方式麻烦，运行易不稳定。

实用新型内容

针对以上现有技术存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有新型行走机构的壁面机器人，其行走结构简单，便于生产制造，控制方便且运行稳定。

为了解决上述技术问题，本实用新型的具有新型行走机构的壁面机器人，包括机架及设置在其上的吸盘、行走轮和驱动装置；所述行走轮的数量至少为2个，其对称设置在所述机架的两侧，并与所述机架可转动地连接；所述驱动装置与所述行走轮连接，用于驱动所述行走轮；所述吸盘的数量为若干个，所述吸盘包括滑动盘和与其密封配合的弹性皮碗，弹性皮碗上设有与所述机架连接的安装部；所述吸盘与真空发生器连接。

为进一步完善技术方案，本实用新型还包括以下技术特征：

作为进一步改进，所述滑动盘与玻璃幕墙贴合的壁面上设有凹槽，所述凹槽内设有与所述弹性皮碗连通的抽气孔；所述滑动盘表面光滑，材质可为PTFE、POM、金属镀膜材料或陶瓷。

作为进一步改进，所述滑动盘的周壁设置倒角。

作为进一步改进，所述弹性皮碗沿轴向设置风琴型褶皱，褶皱的个数可为2个或3个。

作为进一步改进，所述滑动盘与所述弹性皮碗配合的一侧延伸有凸台，所述凸台与所述弹性皮碗通过燕尾榫结构配合连接。

作为进一步改进，所述吸盘的数量为8个，所述吸盘呈矩形排列；每个所述吸盘上均设置有安全阀。

作为进一步改进，所述行走轮数量为4个，所述机架的四角处分别设置行走轮安装座，所述行走轮中心开设轴向通孔，行走轮安装轴穿过所述通孔将行走轮安装在所述行走轮安装座上。

作为进一步改进，所述行走轮的表面为齿状花纹、波浪形花纹或并排多列横向花纹。

作为进一步改进，所述行走轮为麦克纳姆轮。

作为进一步改进，所述驱动装置的数量与所述行走轮对应，所述驱动装置为电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：吸盘结构设置为可滑动式吸盘，吸盘吸附在壁面上滑动，行走轮滚动配合，实现机器人的行走，行走方式新颖，结构简单，零部件较少使得便于生产制造；且吸盘直接在壁面上滑动，机器人运行平稳；吸盘滑动盘的周壁设置倒角，机器人行走过程中遇到壁面缝隙，可直接滑动越过缝隙，避免被卡住；弹性皮碗为风琴型褶皱，吸盘压紧贴合壁面时具有缓冲作用；采用麦克纳姆轮，机器人在行走中转向灵活。

附图说明

图1为本实用新型具有新型行走机构的壁面机器人第一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型具有新型行走机构的壁面机器人第二实施例的结构示意图。

图3为本实用新型中吸盘的结构示意图。

图4为图3中所示的滑动盘的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将结合附图和实施例作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。

第一实施例请参阅图1、图3和图4所示，本实用新型具有新型行走机构的壁面机器人，机架10及设置在其上的吸盘20、行走轮30和驱动装置40。在本实施例中，机架10为方形，行走轮30的数量设置为4个，其分别对称设置在机架10的四角处。在其他实施例中，机架10也可以为其他形状，相应的，行走轮30的数量及分布根据机架10的大小形状调整。机架10对应行走轮30的位置固定有行走轮安装座11。行走轮30的中部开设轴向通孔，行走轮安装轴31穿过通孔，转动连接在行走轮安装座11上。每个行走轮30对应连接有一驱动装置40，驱动装置40可以为电机，驱动装置驱动行走轮30转动，依靠行走轮30与壁面的摩擦力，实现在壁面上行走。

吸盘20包括滑动盘21和与其密封配合的弹性皮碗22，弹性皮碗22远离滑动盘21的一侧上设有安装部，使用螺栓将安装部锁固连接到机架10上。滑动盘21用于在壁面上滑动，故必须采用光滑、耐磨的硬质材料，如PTFE、POM、金属镀膜材料或陶瓷等，使得吸盘在壁面上滑动时，滑动摩擦力小，较优地，可以使用PTFE。滑动盘21与壁面贴合的面上设有凹槽211，该凹槽211的形状与滑动盘21的外形相匹配。本实施例中，滑动盘21为圆形，凹槽211也设置为圆形。吸盘在吸附壁面上的吸附能力与凹槽11的大小有关，凹槽11越大，抽真空后，其产生的吸附能力越强，考虑到吸盘与吸附壁面的接触面积，较佳的方案中,凹槽11的直径r与滑动盘10的直径R设置为大致r＝0.8R。本实施例中，滑动盘10的直径为95.5mm，凹槽11的边缘与滑动盘10的外周壁的间隔距离为9.75mm。凹槽211的中部设有与弹性皮碗22连通的抽气孔212。由于壁面可能存在缝隙，如玻璃幕墙上玻璃之间存在胶缝或高度差，在滑动盘21的外周壁设置为倒角，当吸盘20滑动至缝隙处，倒角的圆滑曲面可使得吸盘直接越过缝隙而不会被卡住，从而实现机器人在壁面上平稳顺利地运行。

弹性皮碗22材质可为橡胶或聚氨酯，其沿轴向设置风琴型褶皱。当吸盘20压紧贴合壁面时，由于壁面上可能存在高度差，弹性皮碗22的风琴型褶皱起到缓冲作用，可适应一定范围内的误差。根据实际需要，褶皱的个数可以为2个或3个。滑动盘21与弹性皮碗22配合的一侧延伸有凸台213，凸台213与弹性皮碗22之间通过燕尾榫结构配合连接。吸盘20与真空发生器连接，吸盘20压紧贴合壁面后，真空发生器将凹槽211内的空气通过抽气孔212中抽出，形成真空，此时在燕尾榫结构的作用下，滑动盘21和弹性皮碗22之间连接更加紧密，密封效果好。

在本实施例中，吸盘20的数量为8个，其在机架10上呈矩形分布。吸盘20的个数可根据实际机器人的大小调整，为了保证吸附效果，至少为2个。吸盘20与真空发生器连接，每个吸盘20均单独设置有安全阀。在个别吸盘20越过壁面缝隙或不平整地方时，不影响其他吸盘20的真空度，保证机器人能在壁面上稳定吸附。当然，在其他实施例中，也可以使真空发生器与每个吸盘20连接的管路相互独立，当个别吸盘20的真空度不满足时，不至于使整个真空系统被破坏。吸盘20吸力大小可通过进入真空发生器的压力进行调节。

由于机器人在壁面上的运动主要依靠行走轮30与壁面之间的摩擦，故要求行走轮30的胎面需满足摩擦系数较大的特点，经过实践，行走轮30的表面花纹可采用齿状花纹、波浪形花纹或并排多列横向花纹等。

初始状态下，与行走轮30的胎面相比，吸盘20上滑动盘21的表面距离壁面更近，使得机器人放置至壁面上时，吸盘20更好地与壁面接触。吸盘20吸附至壁面上后，弹性皮碗22上的风琴型褶皱被压缩，吸盘整体高度减少，行走轮30与壁面充分接触，使得行走轮30与壁面之间产生足够的摩擦力。

第二实施例请参阅图2、图3和图4，本实施例中与第一实施例的区别为，行走轮30’选择麦克纳姆轮，其好处在于结构紧凑，转动灵活，可以全方位实现前行、横移、斜形、旋转及组合等运动方式，方便机器人对玻璃幕墙上特定位置的清洗。

本实用新型具有新型行走机构的壁面机器人不仅可以实现在竖直壁面上行走，在倾斜甚至倒挂的状态都可实现行走。且由于使用滑动盘21在壁面上滑动和行走轮30与壁面摩擦的方式，可适应多种光滑表面，如玻璃、瓷砖、板材或光滑金属材料等。

本实用新型具有新型行走机构的壁面机器人的工作过程为：吸盘20压紧贴合在壁面，真空发生器抽真空，使吸盘20吸附在壁面上；驱动装置40驱动行走轮30转动，利用行走轮30与壁面的摩擦力，带动机器人在壁面上行走；在此过程中，吸盘20始终吸附在壁面上滑动。

以上所述仅为实用新型的实施例，其并非用以限定本实用新型的专利保护范围。任何熟习相像技艺者，在不脱离本实用新型的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有新型行走机构的壁面机器人，其特征在于：包括机架及设置在其上的吸盘、行走轮和驱动装置；所述行走轮的数量至少为2个，其对称设置在所述机架的两侧，并与所述机架可转动地连接；所述驱动装置与所述行走轮连接，用于驱动所述行走轮；所述吸盘的数量为若干个，所述吸盘包括滑动盘和与其密封配合的弹性皮碗，弹性皮碗上设有与所述机架连接的安装部；所述吸盘与真空发生器连接。

2.根据权利要求1所述的具有新型行走机构的壁面机器人，其特征在于：所述滑动盘与玻璃幕墙贴合的壁面上设有凹槽，所述凹槽内设有与所述弹性皮碗连通的抽气孔；所述滑动盘表面光滑，材质可为PTFE、POM、金属镀膜材料或陶瓷。

3.根据权利要求2所述的具有新型行走机构的壁面机器人，其特征在于：所述滑动盘的周壁设置倒角。

4.根据权利要求1所述的具有新型行走机构的壁面机器人，其特征在于：所述弹性皮碗沿轴向设置风琴型褶皱，褶皱的个数可为2个或3个。

5.根据权利要求3或4所述的具有新型行走机构的壁面机器人，其特征在于：所述滑动盘与所述弹性皮碗配合的一侧延伸有凸台，所述凸台与所述弹性皮碗通过燕尾榫结构配合连接。

6.根据权利要求5所述的具有新型行走机构的壁面机器人，其特征在于：所述吸盘的数量为8个，所述吸盘呈矩形排列；每个所述吸盘上均设置有安全阀。

7.根据权利要求5所述的具有新型行走机构的壁面机器人，其特征在于：所述行走轮数量为4个，所述机架的四角处分别设置行走轮安装座，所述行走轮中心开设轴向通孔，行走轮安装轴穿过所述通孔将行走轮安装在所述行走轮安装座上。

8.根据权利要求7所述的具有新型行走机构的壁面机器人，其特征在于：所述行走轮的表面为齿状花纹、波浪形花纹或并排多列横向花纹。

9.根据权利要求7所述的具有新型行走机构的壁面机器人，其特征在于：所述行走轮为麦克纳姆轮。

10.根据权利要求7或8所述的具有新型行走机构的壁面机器人，其特征在于：所述驱动装置的数量与所述行走轮对应，所述驱动装置为电机。