CN2512557Y - 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和履带式多吸盘驱动/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

CN97121896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，机器人本体由真空风机48、倾角传感器、真空吸盘1和履带式多吸盘驱动/转换机构等组成。机器人本体通过真空风机48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38的速度来实现机器人的路径规划，参见图1。

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真空吸盘结构示意图；

附图3是本实用新型所述的履带式多吸盘爬壁机器人多吸盘转换机构的示意图；

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5、6、7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分别处于吸附、抽真空和释放状态时的示意图；

具体实施方案

本实用新型所述的机器人开始工作的时候，首先机器人本体上电，在控制器45的作用下，真空风机48对负压罐37进行抽气并形成一定的真空度，通过连接负压罐37的主真空管27旋转真空管34以及真空吸盘连接管33分别对机器人本体两侧履带上的多吸盘进行抽真空，参见图6。交流伺服电机38在驱动器46的作用下，通过驱动主动轮29，在从动轮30、压轮31的配合下带动履带28旋转，这样履带上的多吸盘也开始逐一的进入和脱离壁面。当吸盘进入壁面时，固定在吸盘上的换相片15和固定在前后支撑板40、39上的换相片35接触，当换相片35通电时，吸盘电子开关上电，通电线圈16产生恒定的磁场，柱塞11在磁场的作用下运动并密封住负压管快插接头17，保证凸轮踩开大气通/断开关时真空风机48的负压罐37里的负压不被泄漏的作用。然后通过压轮31踩开大气通/断开关，负压感应开关打开，当吸盘和壁面静止时，吸盘上的换相片15和通电换相片脱离，吸盘电子开关断电，这样负压管33打开，真空吸盘1吸附在壁面上，如果吸盘1踩到凸起或凹槽时，这时负压感应开关关闭，真空吸盘1不能吸附在壁面上，真空风机48的负压罐37不会因为部分吸盘没有吸附在壁面上导致真空度降低，参见图5；当吸盘要脱离壁面时，固定在吸盘上的换相片15和固定在前后支撑板40、39上的换相片35接触，负压管快插接头17被封住，同时压轮31踩开负压泄漏开关，这时吸盘1内的负压泄漏，吸盘逐渐脱离壁面，吸盘脱离壁面后，负压感应开关关闭，防止真空风机48负压罐37负压泄漏。这样吸盘在履带上周而复始的吸附和脱离，保证机器人在壁面上连续的运动，参见图7。机器人吸附在壁面上后，机器人开始进行清洗，吸水风机47上电，通过吸水管49和吸水扒50连接，刷子驱动电机51通过同步带52、电机同步带轮53、刷子同步带轮59驱动上清洗刷54、下清洗刷55联动，水阀62打开，水箱56里的水便自动流进上水管57和下水管58里并喷到上清洗刷54和下清洗刷55上，清洗过的壁面通过橡胶刮板60和吸水扒50刮去残留的水珠，侧面挡水板61阻挡清洗刷54、55上的清洗水飞溅到两侧，吸水风机47通过吸水扒50可以对壁面上的废水实现回收，回收的废水经过过滤后自动流进水箱56里，实现了废水回收和清洗水的循环再利用。当机器人停止工作时，真空风机48和换相片35断电，这样风机48负压罐37接通大气，吸盘电子开关和负压管快插接头17脱离，这样真空吸盘1的真空室泄漏，履带式多吸盘在交流伺服电机38的驱动下使机器人脱离壁面，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。

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.只通过一个风机实现了多吸盘连续吸附，当部分吸盘泄漏时，不会影响其它吸盘的真空度

3.实现了履带式多吸盘公用一个真空管路，对密封要求低，结构简单

4.实现了连续吸附、连续清洗，并能连续跨越障碍

5.实现了一线制，爬高能力强

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和履带式多吸盘驱动/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、吸盘体3、吸盘电子开关，负压泄漏开关、负压感应开关等组成。通过压盖4和吸盘体3把吸盘和履带28连接起来的真空吸盘1，吸盘头2由卡箍5连接在吸盘座8上；吸盘的负压感应开关由感应头6、推杆7、回位弹簧9以及密封圈10组成，感应头6连接在推杆7上，并把回位弹簧9镶嵌在它们中间，密封圈10固定在推杆7上，并和吸盘座8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和线圈16等组成，负压管快插接头17固定在吸盘的侧板18上，回位弹簧12一端压在快插接头17上，另一端压在柱塞11的密封端，密封圈13嵌入在柱塞11上，柱塞11另一端和缓冲块19接触，缓冲块19固定在侧板22上，线圈16镶嵌在线圈座20上并和吸盘体3连接，换相片15通过带垫圈的螺钉21固定在吸盘的侧板23上；负压泄漏开关由压盖4、推杆24、推杆回位弹簧25和密封圈26组成，推杆24嵌入到压盖4里，压盖4固定在吸盘体3上，密封圈26镶嵌在推杆24的一端，推杆回位弹簧25一端压在吸盘体3上，另一端压在推杆24的密封端；吸盘两侧接多吸盘连接管的快插接头17，参见图2。

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，由履带28、主动轮29、从动论30、压轮31、真空吸盘连接管33、旋转真空管34、换相片35、交流伺服电机38组成。履带28上的多吸盘是通过真空吸盘连接管33和快插接头17串联在一起，主真空管27一边和负压罐37相连，另一边通过三通38、高速旋转接头36和旋转真空管34连接，旋转真空管34再通过快插接头17和真空吸盘连接管33连接；交流伺服电机38固定在本体支架32上，并和主动轮29相连，主动轮29通过轴承和后支撑板39相连，从动轮30通过轴承安装在本体支架32和前支撑板40上；前后压轮31通过带防尘盖的深沟球轴承41安装在前支撑板40、后支撑板39和本体支架32上，换相片35通过带有垫片的螺钉36固定在前后支撑板40、39上，履带28安装到主动轮29、从动轮30和前后压轮31上，这样就构成了履带式多吸盘驱动转换机构，参见图3。

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