CN214138923U - 一种浮力机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人，具体公开了一种浮力机器人，包括升力囊、任务单元支架和可折叠辅助控制支架，所述升力囊内填充物的密度小于升力囊外部环境密度；所述任务单元支架固定在升力囊上方，任务单元支架连接任务单元；并且，该机器人还包括与升力囊和/或任务单元支架相连的支撑囊和可折叠辅助控制支架，所述可折叠辅助控制支架包括升降轨和若干C形架，所述升降轨纵向设置在升力囊的缆管通道内，所述C形架上下两端分别滑动连接在升降轨上；该机器人还包括与升力囊和/或任务单元支架、可折叠辅助支架相连的支持囊。其是一种适用于作业面在高空的工作场景、液体中作业的机器人，尤其适合室内高空作业。

Description

一种浮力机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人，具体涉及一种浮力机器人。

背景技术

目前高空作业的工作场景通常采用升降梯、脚手架等装置辅助作业。然而，很多情况下，脚手架存在搭建困难或者不适合搭建的问题。如已经营业的酒店大堂、歌剧院大厅等，即使局部作业，也要搭建大面积的脚手架，严重影响营业。而升降机、云梯车等又由于高度有限，承载力有限，或者无法进入作业场所，很多高空作业高度不能满足，或者成本不能为用户接受。

实用新型内容

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种浮力机器人，是一种适用于作业面在高空物体的底部的工作场景、液体中作业的机器人，尤其适合室内高空作业。并且，本实用新型还可作为安全装置，通过保护绳等为其它高空作业设备、人员提供保护。本实用新型可以在高空作业面为顶面和/或立面时工作。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种浮力机器人，包括升力囊和任务单元支架，所述升力囊内填充物的密度小于升力囊外部环境密度；所述任务单元支架固定在升力囊上方，任务单元支架连接任务单元。其中，任务单元可以根据需要连接检测、清洗、安防、消防、逃生、救生、侦察、打击、除冰、除锈、喷涂等功能模块。

具体的说，所述升力囊中部纵向设有缆管通道，缆管通道内设有缆管，缆管内设有与升力囊连通的填充物进出管。

更具体的说，还包括与升力囊和/或任务单元支架相接的支撑囊，所述支撑囊内设有贯通孔，所述缆管穿过支撑囊贯通孔后与升力囊或任务单元支架固定，支撑囊内填充有可流动物质。

进一步的，还包括可折叠辅助控制支架，所述可折叠辅助控制支架包括升降轨和若干C形架，所述升降轨纵向设置在升力囊的缆管通道内，所述C形架上下两端分别滑动连接在升降轨上。

进一步的，所述任务单元支架包括任务基座、滑杆和任务单元负压罩，所述任务基座转动设置在升降轨顶部，所述滑杆滑动连接在任务基座上；所述任务单元负压罩连接任务单元。

更进一步的，所述任务基座下方的升降轨上还设有中部升力旋翼。

详细的说，所述C形架包括与升降轨上部滑动连接的上可折叠杆，与升降轨下部滑动连接的下可折叠杆，及连接上可折叠杆和下可折叠杆活动端的纵向可折叠杆。

更详细的说，所述纵向可折叠杆上端设有关节旋翼基座，且该关节旋翼基座位于升力囊外，所述关节旋翼基座外侧设有侧面升力旋翼；所述上可折叠杆与关节旋翼基座转动连接。

作为一种优选方案，所述下可折叠杆活动端还设有推力旋翼，所述推力旋翼位于升力囊外。

作为一种优选方案，所述缆管和支撑囊连接跟随车。

作为一种优选方案，当本实用新型升力囊和支持囊内采用氢气等易燃工作气体时，而所有支架结构采用碳纤维架时，与电气相关的电器连通的支架结构，及电器的电缆中的导电接地线构成静电释放通道。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型利用升力囊内气体或液体密度小于外部环境密度来提供升力，以此抬升任务单元支架，使之与工作面抵触相接，便于工作人员进行高空作业。同时，升力囊内填充物(液体或者气体)可根据需要进行调整，可以填充满或者填充部分，以减小风阻，机器人升到预定高度后，升力囊顶部任务单元支架贴合到工作面即可。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1结构示意图；

图2为实施例1可折叠辅助控制支架结构示意图；

图3为实施例1局部结构示意图；

图4为实施例1局部结构示意图；

图5为实施例2结构示意图；

图6为实施例3结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

100-升力囊，200-支持囊，300-缆管，401-上可折叠杆，402-纵向可折叠杆， 403-下可折叠杆，406-升降轨，501-侧面升力旋翼，502-推力旋翼，503-中部升力旋翼，501a-防护罩，501b-旋翼，501c-三维矢量座，601-任务基座，602-滑杆， 603-任务单元负压罩，701-关节旋翼基座。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例1

参见图1～图4，本实施例提供了一种浮力机器人，包括升力囊100、支撑囊 200、任务单元支架和可折叠辅助控制支架，所述升力囊内填充物的密度小于升力囊外部环境密度，可以填充液体或者气体，使浮力大于重力，利用浮力实现机器人的上升。该升力囊整体呈圆柱体形，中部设有纵向的缆管通道，外侧设有凹槽，使得C形支架可以调整形状，升降所连接的旋翼，使旋翼周围的保护罩贴到工作面。任务单元支架设置在升力囊100上方，利用升力囊的升力推动任务单元支架上升，任务单元支架上设有任务单元。本实施例的任务单元可以根据需要设置为检测、清洗、安防、消防、逃生、救生、侦察、打击、除冰、除锈、喷涂等功能模块。

所述支持囊200与升力囊和/或任务单元支架相接，且支持囊与升力囊同轴设置，支持囊中部也设有上下贯通的贯通孔，所述升力囊100内的缆管通道中设置有向下延伸的缆管300，该缆管300可以固定在升力囊100缆管通道中，也可以固定在任务单元支架上；并且，该缆管300穿过支撑囊200的贯通孔后依旧向下延伸。所述支撑囊可以固定在缆管300上，并且支撑囊上端可以与升力囊100抵触相接。所述缆管内设有与升力囊100连通的填充物进出管。其中，支撑囊200内的填充物与升力囊100内的填充物不同，但密度均大于工作环境密度。填充物根据需要，若是高空作业即填充密度小于空气的气体，若是水下作业则可填充密度小于水的气体或者液体。并且，支持囊200底部还可以与缆管一样直接连接跟随车，以便于填充物的填充和放出。

所述可折叠辅助控制支架包括升降轨406、若干C形架和关节旋翼基座701，所述升降轨406纵向设置在升力囊100的缆管通道内，所述C形架上下两端分别滑动连接在升降轨上，C形架本体位于升力囊外，且每个C形架均与升力囊 100的凹槽对应。其中，所述C形架包括与升降轨406上部滑动连接的上可折叠杆401，与升降轨406下部滑动连接的下可折叠杆403，及连接上可折叠杆和下可折叠杆活动端的纵向可折叠杆402。所述关节旋翼基座701整体呈7字形，其外侧设有侧面升力旋翼501，其底部连接纵向可折叠杆402，而关节旋翼基座上设有转轴，转轴连接上可折叠杆401的活动端，当C形架上端相对升降轨上下移动时，由于关节旋翼基座701的设置，上可折叠杆401与纵向可折叠杆402 的位置即可调，当囊内填充物释放后，通过本机构可以折叠，以便在运输过程中节约空间。升力旋翼的设置，一方面可以辅助提升或者降下机器人，另一方面则是可以防止升力囊、支撑囊放气时，机器人各接口和任务单元的高速坠落。所述下可折叠杆403活动端还设有推力旋翼502，所述推力旋翼主要风向为水平面风向，推力旋翼的设置，可带动升力囊旋转，以抵御风力来袭，当风吹来时，整个气囊结构依然能尽可能保持平衡。其中，支持囊200也可以根据需要与可折叠辅助控制支架相连。

其中，所述侧面升力旋翼501与推力旋翼502的结构基本相同，仅是主要风向不同导致的用途不尽相同而已。具体来说，二者均可包括防护罩501a、旋翼501b和三维矢量座501c；所述三维矢量座501c分别与关节旋翼基座和旋翼 501b相接，所述防护罩501a罩设在旋翼501b外壳上，三维矢量座501c可在各个方向调整角度，致其旋翼501b转动；旋翼501b类似风扇结构，其既产生气流，又被三维矢量座501c带动转动，即可产生所需的推力、升力、下降力等，以控制整机的姿态和运动。

所述任务单元支架固定在升力囊100上方，任务单元支架包括任务基座601、滑杆602和任务单元负压罩603，所述任务基座转动设置在升降轨406顶部，所述滑杆滑动连接在任务基座上，所述任务单元负压罩包括两个，分别滑动连接在任务基座两侧的滑杆上；所述任务单元负压罩603上方吸附连接任务单元。该任务单元负压罩603可以直接选择电动吸盘。所述任务基座601下方的升降轨406上还设有中部升力旋翼503，其作用与侧面升力旋翼501类似。任务基座 601可旋转，滑杆602可在任务基座601上滑动，任务单元负压罩603可以在滑杆602上滑动，如此，通过旋转和滑动组合，即可完成当前工作面覆盖。当前工作面作业完成后，关闭任务单元负压罩603，对升力囊放气或放液，使机器人脱离该工作面后，即可移动到下一个工作面，继续进行充气或充液、开启任务单元负压罩，即可实现再次定位工作。

本实施例机器人在室外高空作业时，升力囊不充气，或仅仅充一部分气体，以减小风阻；升到预定高度后，任务单元负压罩贴合到工作面，降低功率，改为负压维持稳定；升力囊充气，提供足够的压力；最后，支持囊充气，以便提供更好的稳定性，完成工作准备阶段的任务。而在室内高空作业时，升力囊直接充满气体，升到预定高度，后面与室外相同即可。使用中，缆管底部最好连接有跟随缆车，以保证缆管内的管道或线路最短，减少自重。

本实施例浮力机器人使用过程中，若高度较低(如10米以内)，支持囊可以使用碳管，形成类似于长柄掸子的结构；若升力囊升降时浮力不够，则可以启动侧面升力旋翼和中部升力旋翼辅助上升。

实施例2

本实施例与实施例1的区别主要在于升力囊和可折叠辅助控制支架的形状不同，其余均与实施例1相同。

具体来说，参见图5，所述升力囊整体呈球形，其整体来看外形更美观，平衡性更好，具备更好的抗风性能，并且还可以降低整机重量，降低造价。

实施例3

本实施例与实施例1的区别主要在于升力囊、支持囊及可折叠辅助控制支架的形状不同，并且升力囊分为多个，其余均与实施例1相同。

具体来说，参见图6，所述升力囊100分为多个子囊，当一个升力囊失效后，还有备用升力囊可以使用；其未设支持囊和缆管，任务单元固定到可折叠辅助控制支架侧面或顶部均可。

Claims (10)

1.一种浮力机器人，其特征在于，包括升力囊(100)和任务单元支架，所述升力囊内填充物的密度小于升力囊外部环境密度；所述任务单元支架固定在升力囊(100)上方，任务单元支架连接任务单元。

2.根据权利要求1所述的一种浮力机器人，其特征在于，所述升力囊(100)中部纵向设有缆管通道，缆管通道内设有缆管(300)，缆管内设有与升力囊(100)连通的填充物进出管。

3.根据权利要求2所述的一种浮力机器人，其特征在于，还包括与升力囊和/或任务单元支架相接的支撑囊(200)，所述支撑囊内设有贯通孔，所述缆管(300)穿过支撑囊贯通孔后与升力囊(100)或任务单元支架固定，支撑囊内填充有可流动物质。

4.根据权利要求2或3所述的一种浮力机器人，其特征在于，还包括可折叠辅助控制支架，所述可折叠辅助控制支架包括升降轨(406)和若干C形架，所述升降轨(406)纵向设置在升力囊(100)的缆管通道内，所述C形架上下两端分别滑动连接在升降轨上。

5.根据权利要求4所述的一种浮力机器人，其特征在于，所述任务单元支架包括任务基座(601)、滑杆(602)和任务单元负压罩(603)，所述任务基座转动设置在升降轨(406)顶部，所述滑杆滑动连接在任务基座上；所述任务单元负压罩(603)连接任务单元。

6.根据权利要求5所述的一种浮力机器人，其特征在于，所述任务基座(601)下方的升降轨(406)上还设有中部升力旋翼(503)。

7.根据权利要求5或6所述的一种浮力机器人，其特征在于，所述C形架包括与升降轨(406)上部滑动连接的上可折叠杆(401)，与升降轨(406)下部滑动连接的下可折叠杆(403)，及连接上可折叠杆和下可折叠杆活动端的纵向可折叠杆(402)。

8.根据权利要求7所述的一种浮力机器人，其特征在于，所述纵向可折叠杆(402)上端设有关节旋翼基座(701)，且该关节旋翼基座(701)位于升力囊(100)外，所述关节旋翼基座外侧设有侧面升力旋翼(501)；所述上可折叠杆(401)与关节旋翼基座(701)转动连接。

9.根据权利要求8所述的一种浮力机器人，其特征在于，所述下可折叠杆(403)活动端还设有推力旋翼(502)，所述推力旋翼位于升力囊(100)外。

10.根据权利要求8或9所述的一种浮力机器人，其特征在于，所述缆管(300)和支撑囊(200)连接跟随车。

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