CN214451416U - 气动轮式爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

一种气动轮式爬壁机器人，包括：轮毂基座；弹性轮缘是套接在轮毂基座外侧，沿弹性轮缘的圆周设有阵列排列的柔性吸盘；沿弹性轮缘长度方向的每一行柔性吸盘均通过一柔性气管连接一电磁阀构件；沿弹性轮缘长度方向的每一行柔性吸盘对应设置一个接触传感器；吸气气泵和排气气泵均固定于轮毂基座内侧，吸气气泵通过一吸气气管连接电磁阀构件，排气气泵通过一排气气管连接电磁阀构件；控制器电连接接触传感器和电磁阀构件；控制器配置为能够根据接触传感器的电信号，控制电磁阀构件使得该接触传感器对应的柔性吸盘连通吸气气泵或排气气泵。本实用新型具有低能耗、结构简单、效率高的优点。

Description

气动轮式爬壁机器人

技术领域

本实用新型涉及轮式爬壁机器人领域，具体涉及一种气动自适应的轮式爬壁机器人。

背景技术

一般的轮式机器人无法在光滑的墙壁上行走，而爬壁机器人可以在垂直墙壁上攀爬，负载各种工具后可替代人工能够在墙壁上进行一些复杂或危险的作业，其广泛应用于各行各业。目前的爬壁机器人多为仿生机器人，主要不足有：结构复杂、移动速度缓慢，能耗大，效率低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种气动轮式爬壁机器人，低能耗、结构简单、效率高。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种气动轮式爬壁机器人，包括：轮毂基座；弹性轮缘，是套接在所述轮毂基座外侧，沿所述弹性轮缘的圆周设有阵列排列的柔性吸盘；沿所述弹性轮缘长度方向的每一行所述柔性吸盘，均通过一柔性气管连接一电磁阀构件；沿所述弹性轮缘长度方向的每一行所述柔性吸盘对应设置一个接触传感器；吸气气泵和排气气泵，均固定于所述轮毂基座内侧，所述吸气气泵通过一吸气气管连接所述电磁阀构件，所述排气气泵通过一排气气管连接所述电磁阀构件；控制器，电连接所述接触传感器和电磁阀构件；所述控制器配置为能够根据所述接触传感器的电信号，控制所述电磁阀构件使得该接触传感器对应的柔性吸盘连通所述吸气气泵或排气气泵。

在一实施例中，所述控制器还电连接吸气气泵和排气气泵，以便能够控制所述吸气气泵和排气气泵的开启或关闭。

在一实施例中，每一行所述柔性吸盘呈直线且均匀布设于所述弹性轮缘的两端之间。

在一实施例中，所述接触传感器固接在所述弹性轮缘中，并与对应行的柔性吸盘位于同一直线上。

在一实施例中，所述柔性气管由所述弹性轮缘的侧壁向轮毂基座的内侧延伸，并于所述轮毂基座的内侧连接所述电磁阀构件。

本实用新型的优点在于：

本实用新型提供的气动轮式爬壁机器人，采用两个气泵驱动对应的多个吸盘，由于所控制的吸盘数量少且吸力强，所以具有低能耗的特点。

进一步地，本实用新型结构简单，既具有轮式机器人移动速度快、效率高的优势，又兼具仿生爬壁机器人的爬壁优势。

附图说明

图1是本实用新型的一种气动轮式爬壁机器人立体结构示意图；

图2是本实用新型的一种气动轮式爬壁机器人剖视结构示意图；

图3是本实用新型的一种气动轮式爬壁机器人分解结构示意图；

图4是本实用新型的一种气动轮式爬壁机器人运行流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。

参阅附图1至3，图1至3示例性示出了一种气动轮式爬壁机器人的主要结构。如图所示，本实用新型提供的一种气动轮式爬壁机器人整体呈圆柱形，其包括：轮毂基座1、弹性轮缘2、接触传感器3、排气气泵4、吸气气泵5、排气气管6、吸气气管7、电磁阀构件8、柔性气管9、柔性吸盘10和控制器11。

弹性轮缘2是套接在轮毂基座1外侧，沿弹性轮缘2的圆周设有阵列排列的柔性吸盘10。沿弹性轮缘2长度方向的每一行柔性吸盘10，均通过一柔性气管9连接一电磁阀构件8。具体地，柔性气管9为多通气管，柔性气管9的一端连接电磁阀8构件，另一端的多个端口与对应的柔性吸盘10相连。每一行柔性吸盘10的数量可以设置一个或多个，对其数量不作限制，本实施例中每一行对应设有5个柔性吸盘10。

每一行柔性吸盘10呈环形均匀环绕在弹性轮缘2外侧。沿弹性轮缘2长度方向的每一行柔性吸盘10对应设置一个接触传感器3，用以检测该行柔性吸盘10是否达到吸附位置。每一行柔性吸盘10呈直线且均匀布设于弹性轮缘2的两端之间。接触传感器3固接在弹性轮缘2中，并与对应行的柔性吸盘10位于同一直线上。柔性气管9是由弹性轮缘2的侧壁向轮毂基座1的内侧延伸，并于轮毂基座1的内侧连接电磁阀构件8。

吸气气泵5和排气气泵4均固定于轮毂基座1内侧。吸气气泵5通过一吸气气管7连接电磁阀构件8。排气气泵4通过一排气气管6连接电磁阀构件8。控制器11电连接接触传感器3和电磁阀构件8。控制器11配置为能够根据接触传感器3的电信号，控制电磁阀构件8使得该接触传感器3对应的柔性吸盘10连通吸气气泵5或排气气泵4。即，控制器11能够根据接触传感器3测得的电信号，控制相应行的柔性吸盘10处于吸气状态或排气状态，进而使得该机器人能够吸附在墙壁上并移动。

进一步地，控制器11还电连接吸气气泵5和排气气泵4，以便能够控制吸气气泵5和排气气泵4的开启或关闭。另外控制器11还具有指令接收端口，用以接收外界操作者的命令信号。

本实用新型提供的气动轮式爬壁机器人，采用全气动驱动运行，依靠每行柔性吸盘10交替循环的吸气与排气实现吸附与攀爬功能。该气动轮式爬壁机器人既具有轮式机器人移动速度快、高效的优势，又兼具仿生爬壁机器人的爬壁优势。

于使用中，该气动轮式爬壁机器人至少有3行相邻的柔性吸盘10在工作，其位置分别为前组、中组、后组。中组和后组的柔性吸盘10与吸附表面接触，前组和中组柔性吸盘10处于吸气状态，后组的柔性吸盘10处于排气状态。当后组的柔性吸盘10离开吸附表面的时刻，也即，前组柔性吸盘10恰好吸附在吸附表面的时刻，此时第一动作完成。在第一动作中，当前组柔性吸盘10吸附到吸附表面时，该组对应的电磁阀8转为开启状态，该组柔性吸盘10处于吸气状态。开始下一动作，在下一动作中，即将与吸附表面吸附的柔性吸盘10作为前组吸盘，第一动作中的前组为此动作中的中组，第一动作中的中组作为此次动作的后组且由吸气状态变为排气状态、依序循环进行下一动作。

下面结合一具体实施例中描述该气动轮式爬壁机器人的运行流程。

参阅附图4，图4示例性示出了气动轮式爬壁机器人的运行流程。如图4所示，该运行流程包括：

步骤S1：按下启动开关，该气动轮式爬壁机器人通电；

步骤S2：接触传感器3将检测的信号发送至控制器11，控制器11根据该信号控制电磁阀构件8使相应的柔性吸盘10吸气或排气；

步骤S3：判断控制器11是否检测到停止信号，否是，则执行步骤S4，否则返回步骤S2；

步骤S4：该气动轮式爬壁机器人失电；具体地，接触传感器3停止检测、控制器11关闭、排气气泵4和吸气气泵5关闭、电磁阀构件8关闭，该气动轮式爬壁机器人停止运行。

控制器11的程序可设置为：

i.接收到命令信号，开启吸气气泵5和排气气泵4；

ii.检测接触传感器3的信号，如果接收到某个接触传感器3的信号，则控制相应的电磁阀门打开，使柔性吸盘10进行吸气，之后排气；

iii.延时预设的一段时间；

iv.关闭相应的电磁阀门；

v.返回步骤ii。

综上，本实用新型提供的气动轮式爬壁机器人，采用两个气泵驱动对应的多个吸盘，由于所控制的吸盘数量少且吸力强，所以具有低能耗的特点。

进一步地，本实用新型结构简单，既具有轮式机器人移动速度快、效率高的优势，又兼具仿生爬壁机器人的爬壁优势。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1.一种气动轮式爬壁机器人，其特征在于，包括：

轮毂基座；

弹性轮缘，是套接在所述轮毂基座外侧，沿所述弹性轮缘的圆周设有阵列排列的柔性吸盘；

沿所述弹性轮缘长度方向的每一行所述柔性吸盘，均通过一柔性气管连接一电磁阀构件；

沿所述弹性轮缘长度方向的每一行所述柔性吸盘对应设置一个接触传感器；

吸气气泵和排气气泵，均固定于所述轮毂基座内侧，所述吸气气泵通过一吸气气管连接所述电磁阀构件，所述排气气泵通过一排气气管连接所述电磁阀构件；

控制器，电连接所述接触传感器和电磁阀构件；

所述控制器配置为能够根据所述接触传感器的电信号，控制所述电磁阀构件使得该接触传感器对应的柔性吸盘连通所述吸气气泵或排气气泵。

2.如权利要求1所述的气动轮式爬壁机器人，其特征在于，所述控制器还电连接吸气气泵和排气气泵，以便能够控制所述吸气气泵和排气气泵的开启或关闭。

3.如权利要求1所述的气动轮式爬壁机器人，其特征在于，每一行所述柔性吸盘呈直线且均匀布设于所述弹性轮缘的两端之间。

4.如权利要求3所述的气动轮式爬壁机器人，其特征在于，所述接触传感器固接在所述弹性轮缘中，并与对应行的柔性吸盘位于同一直线上。

5.如权利要求1所述的气动轮式爬壁机器人，其特征在于，所述柔性气管由所述弹性轮缘的侧壁向轮毂基座的内侧延伸，并于所述轮毂基座的内侧连接所述电磁阀构件。

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