CN212828756U - 一种仿毛毛虫机械装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械装置技术领域，具体涉及一种仿毛毛虫机械装置，从首端到尾端依次设置的第一躯干、第二躯干、第三躯干和第四躯干，相邻两个躯干之间通过转向机构活动连接，所述转向机构用于相邻两个躯干之间进行水平和竖直方向的转向调节；所述第一躯干和所述第四躯干内均设置有固定板，每个所述固定板上均设置有负压吸附机构以及位于所述负压吸附机构一侧电磁吸附机构，所述负压吸附机构和所述电磁吸附机构均部分地贯穿所述第一躯干和所述第四躯干的底部。本实用新型通过负压吸附机构的抽气和电磁铁的通电放电实现该机械装置在墙壁、玻璃和导磁金属材料表面进行吸附固定。

Description

一种仿毛毛虫机械装置

技术领域

本实用新型属于机械装置技术领域，具体涉及一种仿毛毛虫机械装置。

背景技术

近年来我国的城市面貌发生了翻天覆地的变化我，高层建筑拔地而起，很多危险性的高空作业仍然会让人去做，因此，高空作业人员工作时具有很大的危险性。随着机器人产业的发展，越来越多的爬壁机械装置被发明出来，爬壁机械装置可以辅助甚至代替高空作业人员进行工作，减轻高空作业人员的负担，但国内对于具有爬壁功能的仿生装置研究尚不是很完善。

现有的爬壁机械装置多为负压吸附式和磁吸式，但是两种方式都有各自的优点和局限性。负压吸附式具有不受壁面材料限制、适用范围广等特点，但是当壁面凹凸不平时就会发生气体的泄露，导致吸附力不足；磁吸附式对材料的要求又很高，必须为导磁材料，但是吸附力却是负载式的好几倍。而且现有的爬壁机械装置的行进方式多为履带式(即在每节履带上都装上吸盘)，这就导致了机械装置重量很大，很可能会导致装置工作中的掉落。于是发明人提出将负载吸附式和电磁铁吸附式相结合的一种仿毛毛虫机械装置。

实用新型内容

本实用新型提供一种仿毛毛虫机械装置，旨在解决上述背景技术中出现的爬壁机械装置多为单独的负压吸附式或磁吸式，且两种方式都有各自的优缺点以及爬壁机械装置重量很大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种仿毛毛虫机械装置，包括：从首端到尾端依次设置的第一躯干、第二躯干、第三躯干和第四躯干，相邻两个躯干之间通过转向机构活动连接，所述转向机构用于相邻两个躯干之间进行水平和竖直方向的转向调节。

所述第一躯干和所述第四躯干内均设置有固定板，每个所述固定板上均设置有负压吸附机构以及位于所述负压吸附机构一侧的电磁吸附机构，所述负压吸附机构和所述电磁吸附机构均部分地贯穿所述第一躯干和所述第四躯干的底部，所述负压吸附机构和所述电磁吸附机构用于所述第一躯干和所述第四躯干与需要爬行的面进行吸附。

所述第四躯干的尾端设置有机械臂。

优选的，所述转向机构包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部通过第二转轴与所述第二连接部转动连接，所述第一连接部通过第一转轴转动连接在其中一个躯干的尾端，所述第二连接部固定连接在其中另一个躯干的首端，其中一个躯干的尾端且位于所述第一转轴的一侧固定连接有第一电机，所述第一电机输出端固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮的一侧啮合有第二齿轮，所述第一转轴贯穿所述第二齿轮的中心，且所述第一转轴与所述第二齿轮固定连接，所述第一连接部内垂直向下安装有第二电机，所述第二电机输出端固定连接有第三齿轮，所述第三齿轮的一侧啮合有第四齿轮，所述第二转轴贯穿所述第四齿轮的中心，且所述第二转轴与所述第四齿轮固定连接。

优选的，所述负压吸附机构包括吸气装置，所述吸气装置安装在所述固定板下表面上，所述吸气装置上连通设置有连接管，所述连接管远离所述吸气装置的一端连通设置有两个吸气管，两个吸气管均贯穿所述第一躯干和所述第四躯干的底部，且两个所述吸气管底端均连通设置有吸盘。

优选的，所述电磁吸附机构包括安装在所述固定板上表面上的两个液压伸缩杆，两个所述液压伸缩杆的输出轴均贯穿所述第一躯干和所述第四躯干的底部，且两个所述液压伸缩杆的输出轴均安装有电磁铁。

优选的，还包括位于所述负压吸附机构另一侧的喷水机构，所述喷水机构包括分别设置在所述第一躯干和所述第四躯干内的水箱，每个所述水箱上均通过水泵连接设置有喷管，所述喷管具有两个喷头，且所述喷管的两个喷头分别对应位于两个所述吸盘的旁侧。

优选的，两个所述吸盘和两个所述电磁铁组合的形状呈矩阵型。

优选的，所述第二躯干和所述第三躯干为中空结构，且所述第二躯干和所述第三躯干的中空部分均用于储存物品。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本装置重量轻，利用喷水装置和负压吸附机构的配合来实现在凹凸不平的粗糙墙面上稳定的吸附，利用转向机构的配合实现了相邻两个躯干可水平或竖直方向进行调节犹如毛毛虫的蠕动方式行进，使用方便轻盈，配备上了机械臂以及可以储物的第三躯干，能辅助或代替高空作业人员进行工作。通过负压吸附机构的抽气和电磁铁的通电放电实现该机械装置在墙壁、玻璃和导磁金属材料表面进行吸附固定，通过液压伸缩杆杆来实现电磁铁高低的调节，避免在使用的过程中两种吸附机构之间的相互影响，还可以实现在不平整的导磁材料表面进行攀爬时，两电磁铁之间通过形成高度差的形式来保证与材料表面的贴合性，从而提高攀爬时的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本实用新型负压吸附机构和电磁吸附机构的立体图；

图4为本实用新型仰视的部分立体图；

图5为本实用新型的部分俯视图；

图6为图5中A-A方向的剖视图；

图中：1-第一躯干、2-第二躯干、3-第三躯干、4-第四躯干、5-转向机构、51-第一连接部、52-第二连接部、53-第一电机、54-第一齿轮、55-第二齿轮、56-第一转轴、57-第二电机、58-第三齿轮、59-第四齿轮、510-第二转轴、6-负压吸附机构、61-吸气装置、62-吸气管、63-吸盘、64-连接管、7-电磁吸附机构、71-液压伸缩杆、72-电磁铁、8-喷水机构、81-水箱、82-水泵、83-喷管、9-机械臂、10-固定板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种仿毛毛虫机械装置，包括：从首端到尾端依次设置的第一躯干1、第二躯干2、第三躯干3和第四躯干4，相邻两个躯干之间通过转向机构5活动连接，转向机构5用于相邻两个躯干之间进行水平和竖直方向的转向调节。

第一躯干1和第四躯干4内均设置有固定板10，每个固定板10上均设置有负压吸附机构6以及位于负压吸附机构6一侧的电磁吸附机构7，负压吸附机构6和电磁吸附机构7均部分地贯穿第一躯干1和第四躯干4的底部，负压吸附机构6和电磁吸附机构7用于第一躯干1和第四躯干4与需要爬行的面进行吸附；

第四躯干4的尾端设置有机械臂9。

在本实施方式中，将第一躯干1、第二躯干2、第三躯干3和第四躯干4依次首尾通过转向机构5连接起来，转向机构5的作用是相邻两个躯干可以相对水平或竖直转动，具体地，在实际使用过程中，第二躯干2相对于第一躯干可以水平转动以及可以竖直转动，以调节第二躯干2的位置，同理第三躯干3相对于第二躯干2可水平或竖直调节，第四躯干4相对于第三躯干3可水平或竖直调节，进而在运动过程中，四个躯干组成的装置犹如毛毛虫的蠕动方式行进。当对需要爬行的面进行吸附时，所述负压吸附机构6和所述电磁吸附机构7均可以用于吸附需要爬行的面，或者两个机构同时配合使用，再或者两个机构择一使用，择一的标准是根据需要爬行的面的情况去决定的。机械臂9可以是现有的双轴机械臂，用于爬壁机械装置在高空作业时使用。

进一步，转向机构5包括第一连接部51和第二连接部52，第一连接部51通过第二转轴510与第二连接部52转动连接，第一连接部51通过第一转轴56转动连接在其中一个躯干的尾端，第二连接部52固定连接在其中另一个躯干的首端，其中一个躯干的尾端且位于第一转轴56的一侧固定连接有第一电机53，第一电机53输出端固定连接有第一齿轮54，第一齿轮54的一侧啮合有第二齿轮55，第一转轴56贯穿第二齿轮55的中心，且第一转轴56与第二齿轮55固定连接，第一连接部51内垂直向下安装有第二电机57，第二电机57输出端固定连接有第三齿轮58，第三齿轮58的一侧啮合有第四齿轮59，第二转轴510贯穿第四齿轮59的中心，且第二转轴510与第四齿轮59固定连接。

在本实施方式中，在转向机构5对相邻两个躯干进行转向调节时，需要竖直调节一个躯干位置时，启动第一电机53，第一电机53带动第一齿轮54转动，第一齿轮54带动第二齿轮55转动，第二齿轮55带动水平贯穿在一个躯干尾端的第一转轴56转动，在第一转轴56转动过程中进而通过第一连接部51和第二连接部52带动相邻的另一个躯干在竖直方向上运动。需要水平调节一个躯干位置时，启动第二电机57，第二电机57带动第三齿轮58转动，第三齿轮58带动第四齿轮59转动，第四齿轮59带动竖直贯穿第一连接部51和第二连接部52的第二转轴510转动，第二转轴510与第一连接部51转动连接，第二转轴510第二连接部52固定连接，第二转轴510转动过程中在第二连接部52连接作用下带动相邻的另一个躯干在水平方向上转动。

进一步，负压吸附机构6包括吸气装置61，吸气装置61安装在固定板10下表面上，吸气装置61上连通设置有连接管64，连接管64远离吸气装置61的一端连通设置有两个吸气管62，两个吸气管62均贯穿第一躯干1和第四躯干4的底部，且两个吸气管62底端均连通设置有吸盘63。

在本实施方式中，通过吸气装置61抽气使得吸盘63与吸附面之间的空气，由吸气管62再到连接管64最后被吸附到吸气装置61中去，进而使得吸盘63可以吸附在吸附面上，该吸附面可以是墙壁或者玻璃等适合负压吸附机构6吸附的面。

进一步，电磁吸附机构7包括安装在固定板10上表面上的两个液压伸缩杆71，两个液压伸缩杆71的输出轴均贯穿第一躯干1和第四躯干4的底部，且两个液压伸缩杆71的输出轴均安装有电磁铁72。

在本实施方式中，通过电磁铁72的通电放电实现该机械装置可在导磁金属材料表面进行吸附固定，液压伸缩杆71实现电磁铁72高低的调节，避免在使用的过程中两种吸附机构之间的相互影响，两电磁铁72之间通过形成高度差的形式来保证与材料表面的贴合性，从而提高攀爬时的稳定性。两种吸附机构可以单独使用，也可以相互配合使用。

进一步，还包括位于负压吸附机构6另一侧的喷水机构8，喷水机构8包括分别设置在第一躯干1和第四躯干4内的水箱81，每个水箱81上均通过水泵82连接通设置有喷管83，喷管83具有两个喷头，且喷管83的两个喷头分别对应位于两个吸盘63的旁侧。

在本实施方式中，使用之前先从水箱81的上面入口进行注水，工作的时在水泵82的作用下先对吸盘63所要吸附的表面先进行喷水，这样就能实现在凹凸不平表面攀爬时负载吸盘63仍可以进行强力的吸附。

进一步，两个吸盘63和两个电磁铁72组合的形状呈矩阵型。

在本实施方式中，当两个吸盘63和两个电磁铁72配合使用吸附时，吸附力稳定且均匀，从而提高攀爬时的稳定性。

进一步，第二躯干2和第三躯干3为中空结构，且第二躯干2和第三躯干3的中空部分均用于储存物品。

在本实施方式中，可以将需要高空作业的物品容纳放置在第二躯干2和第三躯干3的中空部分中。

本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型安装好过后，将第一躯干1、第二躯干2、第三躯干3和第四躯干4依次首尾通过转向机构5连接起来，转向机构5的作用是相邻两个躯干可以相对水平或竖直转动，具体地，在实际使用过程中，第二躯干2相对于第一躯干可以水平转动以及可以竖直转动，以调节第二躯干2的位置，同理第三躯干3相对于第二躯干2可水平或竖直调节，第四躯干4相对于第三躯干3可水平或竖直调节，进而在运动过程中，四个躯干组成的装置犹如毛毛虫的蠕动方式行进。当对需要爬行的面进行吸附时，所述负压吸附机构6和所述电磁吸附机构7均可以用于吸附需要爬行的面，或者两个机构同时配合使用，再或者两个机构择一使用，择一的标准是根据需要爬行的面的情况去决定的。机械臂9可以是现有的双轴机械臂，用于爬壁机械装置在高空作业时使用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种仿毛毛虫机械装置，其特征在于：包括：从首端到尾端依次设置的第一躯干(1)、第二躯干(2)、第三躯干(3)和第四躯干(4)，相邻两个躯干之间通过转向机构(5)活动连接，所述转向机构(5)用于相邻两个躯干之间进行水平和竖直方向的转向调节；

所述第一躯干(1)和所述第四躯干(4)内均设置有固定板(10)，每个所述固定板(10)上均设置有负压吸附机构(6)以及位于所述负压吸附机构(6)一侧的电磁吸附机构(7)，所述负压吸附机构(6)和所述电磁吸附机构(7)均部分地贯穿所述第一躯干(1)和所述第四躯干(4)的底部，所述负压吸附机构(6)和所述电磁吸附机构(7)用于所述第一躯干(1)和所述第四躯干(4)与需要爬行的面进行吸附；

所述第四躯干(4)的尾端设置有机械臂(9)。

2.如权利要求1所述的一种仿毛毛虫机械装置，其特征在于：所述转向机构(5)包括第一连接部(51)和第二连接部(52)，所述第一连接部(51)通过第二转轴(510)与所述第二连接部(52)转动连接，所述第一连接部(51)通过第一转轴(56)转动连接在其中一个躯干的尾端，所述第二连接部(52)固定连接在其中另一个躯干的首端，其中一个躯干的尾端且位于所述第一转轴(56)的一侧固定连接有第一电机(53)，所述第一电机(53)输出端固定连接有第一齿轮(54)，所述第一齿轮(54)的一侧啮合有第二齿轮(55)，所述第一转轴(56)贯穿所述第二齿轮(55)的中心，且所述第一转轴(56)与所述第二齿轮(55)固定连接，所述第一连接部(51)内垂直向下安装有第二电机(57)，所述第二电机(57)输出端固定连接有第三齿轮(58)，所述第三齿轮(58)的一侧啮合有第四齿轮(59)，所述第二转轴(510)贯穿所述第四齿轮(59)的中心，且所述第二转轴(510)与所述第四齿轮(59)固定连接。

3.如权利要求2所述的一种仿毛毛虫机械装置，其特征在于：所述负压吸附机构(6)包括吸气装置(61)，所述吸气装置(61)安装在所述固定板(10)下表面上，所述吸气装置(61)上连通设置有连接管(64)，所述连接管(64)远离所述吸气装置(61)的一端连通设置有两个吸气管(62)，两个吸气管(62)均贯穿所述第一躯干(1)和所述第四躯干(4)的底部，且两个所述吸气管(62)底端均连通设置有吸盘(63)。

4.如权利要求3所述的一种仿毛毛虫机械装置，其特征在于：所述电磁吸附机构(7)包括安装在所述固定板(10)上表面上的两个液压伸缩杆(71)，两个所述液压伸缩杆(71)的输出轴均贯穿所述第一躯干(1)和所述第四躯干(4)的底部，且两个所述液压伸缩杆(71)的输出轴均安装有电磁铁(72)。

5.如权利要求4所述的一种仿毛毛虫机械装置，其特征在于：还包括位于所述负压吸附机构(6)另一侧的喷水机构(8)，所述喷水机构(8)包括分别设置在所述第一躯干(1)和所述第四躯干(4)内的水箱(81)，每个所述水箱(81)上均通过水泵(82)连接通设置有喷管(83)，所述喷管(83)具有两个喷头，且所述喷管(83)的两个喷头分别对应位于两个所述吸盘(63)的旁侧。

6.如权利要求5所述的一种仿毛毛虫机械装置，其特征在于：两个所述吸盘(63)和两个所述电磁铁(72)组合的形状呈矩阵型。

7.如权利要求1所述的一种仿毛毛虫机械装置，其特征在于：所述第二躯干(2)和所述第三躯干(3)为中空结构，且所述第二躯干(2)和所述第三躯干(3)的中空部分均用于储存物品。

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