CN2512554Y - 履带式多吸盘爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种履带式多吸盘爬壁机器人,所述的机器人包括以真空吸盘、履带式多吸盘驱动/转换机构为主件的本体。解决了多吸盘爬壁机器人在爬行过程中的低速、非连续性、跨越障碍或沟槽时吸盘出现真空泄漏导致机器人脱离壁面以及吸盘在吸附过程中密封难度大等难题,它适用于表面光滑的高层建筑的清洗或喷涂,特别适用高层建筑玻璃幕墙的清洗。

Description

履带式多吸盘爬壁机器人

技术领域

本实用新型涉及一种履带式多吸盘爬壁机器人，属清洗、喷涂机器人领域。

背景技术

北京航天航空大学公开了一种名为“蓝天洁士”的楼宇清洗机器人，该机器人采用了多吸盘的吸附方式，可以跨越一定的障碍，但是交替移动中不能进行连续清洗，爬高能力差，不能满足高层建筑的清洗。

CN97120896公开了一种“爬壁机器人”，所述的机器人包括螺旋桨或涵道风扇、动力、移动机构、控制盒等部分构成，螺旋桨或涵道风扇在动力驱动下产生指向壁面的推力，使机器人贴于壁面，移动机构在控制盒的操纵下，驱动机器人在壁面爬行并认为该爬壁机器人可以用于各种高大建筑壁面作业，该机器人清洗效果差，不能跨越障碍。

CN96205687.1公开了一种“高层建筑墙面自动清洗装置”，该装置采用了多吸盘的吸附方式，各个吸盘之间不是独立的，其中一个吸盘泄漏时，就会影响整个吸盘的真空度降低而导致清洗装置不能停留在壁面上，因此不能跨越障碍，每个吸盘连接一个真空管，管路繁多。

本发明的研究人员发现，上述以及现有技术中的类似机器人存在管路较多、爬高能力差、不能连续或不能跨越障碍。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供了一种履带式多吸盘爬壁机器人，从而克服了现有技术中爬壁机器人存在的上述不足。

本实用新型的目的可以通过以下方式得以实现，本实用新型所述的机器人包括以真空吸盘和履带式多吸盘转换机构为主件的机器人本体。

其中，所述的机器人本体由风机43、交流伺服电机21、倾角传感器、真空吸盘1、履带式多吸盘转换机构等组成。通过风机43对安装在履带上的具有特殊结构的真空吸盘1吸附并形成一定的真空度，通过交流伺服电机21驱动主动轮22，在主24/从动轮25的作用下，通过履带式多吸盘驱动/转换机构，实现对履带上的多吸盘旋转、吸附和脱离，这样就实现了对机器人本体的驱动；通过控制系统对倾角传感器反馈信号的实时处理，进一步控制交流伺服电机21的速度来实现机器人的路径规划。

附图说明

附图1是本实用新型所述的履带式多吸盘爬壁机器人的立体示意图；

附图2是本实用新型所述的履带式多吸盘爬壁机器人的三视图可以清楚的看到机器人本体的整体结构以及相关部件的示意图；

附图3是本实用新型所述的履带式多吸盘爬壁机器人的真空吸盘示意图；

附图4是本实用新型所述的履带式多吸盘爬壁机器人的多吸盘转换/驱动机构示意图；

附图5是本实用新型所述的履带式多吸盘爬壁机器人的多吸盘负压转换示意图；

附图6、7是本实用新型所述的履带式多吸盘爬壁机器人真空吸盘处于吸附和抽真空或脱离状态时的示意图；

具体实施方案

当机器人开始工作时，风机42开始对负压罐43抽真空，从负压罐43引出两根气管，通过电磁阀和真空转换机构的静盘32相连接；当机器人开始工作时，交流伺服电机21通过驱动主动轮22带动履带7旋转，同步带轮34、动盘31、凸轮28、从动轮也开始同步旋转，当吸盘进入壁面时，静盘32上的快插接头41接真空管，真空和大气的转换通过电磁阀可以实现，真空管和静盘32气体通道55连接，静盘32和动盘31之间通过相互作用，压缩弹簧33能够保证动盘31和静盘32端面的接触程度和良好的密封性。当动盘31转过一定角度时，动盘31上的气体通道57和静盘32的气体通道55导通，动盘31上的气体通道57和气体通道56始终是相通的，动盘31上的气体通道56和凸轮28上的气体通道58始终是相通的，这样真空气体经过静盘32上的气体通道55、动盘31上的气体通道57、56进入凸轮28的气体通道58里，当吸盘进入壁面并和壁面形成一定角度时，凸轮28的气嘴59踩到波纹吸盘5上，固定在吸盘上的换相片15和换相片24接触，这样吸盘电子开关上电，通电线圈17产生恒定的磁场，柱塞11在磁场的作用下打开吸盘电子开关，负压感应开关打开，吸盘此时处于吸附状态，当吸盘和壁面静止时，吸盘电子开关断电，动盘31和静盘32的负压/真空通道截止，负压吸附开关关闭，动盘31上的气体通道57和静盘32上的气体通道55截止，进入静盘32上的大气通道54，从而大气通道导通，真空通道转换为大气通道，大气经过静盘32上的大气通道54、动盘31上的气体通道57、56进入凸轮28上的气体通道58里，凸轮28上的气嘴59开始脱离波纹吸盘5，此时吸盘和壁面处于静止状态，如果吸盘踩到凸起或凹槽时，这时负压感应开关关闭，吸盘不能吸附在壁面上，负压罐43不会因为部分吸盘没有吸附在壁面上导致真空度降低，这样就完成了吸盘的吸附过程，参见图6、图7。当吸盘要脱离壁面时，当真空吸盘脱离壁面时，静盘32上的快插接头41接大气管，大气管通过快插接头39和静盘32上的气体通道55连接，静盘32和动盘31之间通过相互作用，动盘31上的气体通道57和静盘32上的气体通道55导通，这样大气经过静盘32的气体通道55、动盘31上的气体通道57、56进入凸轮28上的气体通道58里，此时凸轮28的气嘴58踩到波纹吸盘5上，固定在吸盘上的换相片15和换相片24接触，吸盘电子开关打开，真空吸盘1里的真空度开始下降，吸盘逐渐脱离壁面，当凸轮28转过一定角度时，动盘31上的气体通道57和静盘32的气体通道55截止，吸盘电子开关关闭，凸轮28开始脱离波纹吸盘5，负压感应开关关闭，吸盘也就脱离了壁面，参见图7，这样履带上的多吸盘周而复始的进入和脱离壁面，保证机器人在壁面上连续的运动；机器人进行清洗时，通过交流电机46，在同步带47和齿轮48的配合下，驱动两个滚刷49实现联动，吸水扒51两侧安装三角滚轮44，可以使吸水扒很好的适应壁面，在吸水风机50的作用下，通过吸水扒51可以把壁面的废水吸入吸水扒51里，再通过吸水风机50把水送进水箱53里，实现清洗水的循环再利用。当机器人停止工作时，风机42断电，这样履带上的吸盘不能够进行吸附，在交流伺服电机21的驱动下，机器人逐渐的脱离壁面，从而保证机器人顺利完成清洗工作，参见图1、图2、图3、图4、图5。

作为对本实用新型所述的履带式多吸盘爬壁机器人的优点概括，具体为：

1.解决了吸盘和履带在运动上不相容的难题

2.只通过一个真空泵实现了对履带式多吸盘间歇吸附，而且各个真空吸盘是独立，当部分吸盘泄漏时，不会影响其它吸盘的真空度

3.实现了连续清洗、连续吸附和连续跨越障碍

4.实现了一线制，爬高能力强

5.清洗效率高，并能够很好的实现废水回收

Claims (3)

1.一种履带式多吸盘爬壁机器人，其特征在于所述的机器人本体，由真空吸盘1、履带式多吸盘驱动/转换机构组成。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于真空吸盘1，由吸盘头2、吸盘座3、负压感应开关、吸盘电子开关等组成。吸盘头2由卡箍4连接在吸盘座3上；吸盘的负压感应开关由感应推杆6、回位弹簧8以及密封圈9组成，回位弹簧8一端固定在吸盘体10上，另一端连接在感应推杆6上，密封圈9固定在感应推杆6上，并和吸盘体10密封；吸盘电子开关由柱塞11、回位弹簧12、密封圈13、缓冲垫14、换相片15、限位气管16、线圈17等组成，换相片15通过螺钉和垫圈固定在接线板螺栓座18上，线圈17固定在吸盘线圈座19上，密封圈13镶嵌在柱塞11上，并和吸盘体10密封，回位弹簧12一端压在柱塞11上，另一端压在接线板螺栓座18的内侧，限位气管16一端固定吸盘座20连接，另一端镶嵌在回位弹簧12中。接线板螺栓座18连接到吸盘体10上，吸盘固定座20连接到接线板螺栓座18上，波纹吸盘5连接到吸盘固定座20上，波纹吸盘5和吸盘固定座20把吸盘固定在履带7上。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于履带式多吸盘驱动/转换机构，由交流伺服电机21、主动轮22、从动轮23、凸轮28、动盘31、静盘32、压缩弹簧33、同步带轮34、换相片24、履带7组成。交流伺服电机21固定在本体支架25上，并和主动轮22相连，主动轮22通过轴承和后支撑板26相连，从动轮23通过轴承安装在本体支架25和前支撑板27上；前后凸轮28通过带防尘盖的深沟球轴承29安装在前支撑板27、后支撑板26和本体支架25上，防尘轴承37安装在静盘32上，静盘32通过轴承30套在同步带轮轴36上，并和动盘31、同步带轮34、凸轮28相连，压缩弹簧33一端通过轴用弹性挡圈35套在同步带轮轴36上，另一端压缩到静盘32上，同步带轮轴36一端通过防尘轴承37安装在本体支架25上，另一端通过防尘深沟球轴承38安装在前、后支撑板27、26上，前、后支撑板27、26通过支撑轴52固定在本体支架26上，静盘32的一端固定在本体支架26上，另一端通过快插接头39和真空管/高压管相连，换相片24安装在支撑座45上，支撑座45镶嵌在前后支撑板27、26和本体支架26上，当动盘31上的气道和静盘32上的气道导通/截止时，就完成了吸盘的真空转换，履带7安装到主动轮22、从动轮23和前后凸轮28上，这样就构成了履带式多吸盘驱动/转换机构。

Images