CN104015830B - 一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，包括主体驱动部分、尾座部分和探测部分。主体驱动部分包括机架以及多个滚轮，滚轮通过转轴安装在机架上，滚轮的表面布置有多个微型真空吸盘；在机架上安装有电机Ⅰ，电机Ⅰ输出轴与其中一个滚轮的转轴连接；尾座部分包括两个对称安装在机架的两端尾架；在尾架上固定有导轨，导轨上安装滑块，滑块通过连杆与机架连接；在尾架的两侧各安装有吸盘，吸盘由一个真空泵提供负压；在尾架上安装一齿轮齿条啮合装置，齿条安装在电机Ⅱ的输出轴上；探测部分包括摄像头，摄像头连接一传输模块。优点：能代替人在高空中完成向室内探测的任务。

Description

一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人

技术领域

本发明涉及一种行走爬壁机器人，具体是一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，属于机器人领域。

背景技术

随着社会的进步，城市建筑的现代化程度越来越高，需要在壁面作业的工作也越来越多。对于高空玻璃帷幕的探伤检测或险情侦查往往需要能实现爬壁功能的机器人。这种机器人可携带一些装备完成任务。爬壁机器人是能够在垂直峭壁上进行任意移动的一种特种机器人，它作为高空极限作业的一种机械装置，越来越受到人们的重视。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，能代替人在高空中完成向室内探测的任务。

本发明是以如下技术方案实现的：一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，包括主体驱动部分和尾座部分；所述的主体驱动部分包括机架以及多个滚轮，所述的滚轮通过转轴安装在机架上，滚轮的表面上设置有多个微型真空吸盘；在机架上安装有电机Ⅰ，电机Ⅰ输出轴与其中一个滚轮的转轴连接；

所述的尾座部分包括两个尾架，所述的两个尾架对称安装在机架的两端；在所述的尾架上横向固定有导轨，导轨上安装有沿导轨横向滑动的滑块，滑块连接一连杆的一端，连杆的另一端固定在机架上；在尾架的两侧各安装有吸盘，所述的吸盘连接一向其提供负压的真空泵；在两个尾架上各安装一齿轮齿条啮合装置，齿轮齿条啮合装置中的齿轮安装在一电机Ⅱ的输出轴上；

所述的探测部分包括用于采集图像信息的摄像头，与摄像头连接将摄像头采集的图像信息传送至地面接收器的传输模块；所述的摄像头可转动的安装在机架的前端。

本发明的有益效果是：本仿生吸附爬壁机器人的有益功效是：

1、具有连续运动，稳定可靠，减少了驱动时所需的时间，大大提高了工作性能。

2、结构简单，便于生产，稳定实用，成本造价低。

3运用框架结构，其具有空间扩展性，可携带多种仪器设备。

4、使用便利，操作简单，便于推广运用。

5、可旋转摄像头能多方位拍摄，尽最大限度采集最丰富的信息。

附图说明

图1为本发明俯视方向上的结构示意图；

图2为本发明主视方向上的结构示意图。

图中：1、电机Ⅰ，2、机架，3、滚轮，4、吸盘，5、真空泵，6、尾架，7、滑块，8、导轨，9、齿条，10、齿轮，11、电机Ⅱ，12、连杆，13、微型真空吸盘，14、摄像头，15、传输模块，16、转动支架。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，包括主动驱动部分和尾座部分。主动驱动部分包括机架2，在机架2上安装电机Ⅰ1，并通过螺栓固定在机架2上；在机架2上安装有多个滚轮3，所述的滚轮3通过转轴安装在机架2上，滚轮3的表面安装有微型真空吸盘13；在机架2上安装有电机Ⅰ1，电机Ⅰ1的输出轴与其中一个滚轮3的转轴连接。所述的滚轮有三个，其中一个滚轮3的轴与电机Ⅰ1的输出轴连接，作为主动轮，另外两个滚轮3作为从动轮。滚轮上的密布的微型真空吸盘13能够在无真空负压源的情况下，依靠滚轮转动，挤压数量众多的微型真空吸盘13变形产生负压，从而使三个滚轮自如的吸附或脱离被吸附面。该装置在主动轮的作用下，能够在工作面上做连续直线运动。

所述的尾座部分包括两个尾架6，所述的两个尾架6对称安装在机架2的两端；在所述的尾架6上横向固定有导轨8，导轨上安装有沿导轨横向滑动的滑块7，滑块7连接一连杆12的一端，连杆12的另一端固定在机架上；在尾架的两侧各安装有吸盘4，四个尾架吸盘4由一个真空泵5提供负压；在尾架上安装一齿轮齿条啮合装置，齿条9安装在电机Ⅱ的输出轴上。

所述的探测部分包括用于采集图像信息的摄像头14，与摄像头14连接将摄像头14采集的图像信息传送至地面接收器的传输模块15；所述的摄像头14可转动的安装在机架2的前端。

本实施例中，所述的吸盘4有四个，构成吸盘组，对应安装在两个尾架的两侧。所述的齿轮齿条啮合装置包括一固定在尾架上的齿条9以及与其相啮合的齿轮10，所述的齿轮10安装在电机Ⅱ11的输出轴上；所述的电机Ⅱ11安装在机架上；所述的齿条9通过螺栓横向固定在尾架6上。所述的传输模块15采用无线传输模块。在机架2的前端安装一转动支架16，所述的摄像头14安装在转动支架上。

工作过程：首先，依靠三个滚轮上数量众多的微型真空吸盘13使爬壁机器人吸附于工作表面；然后启动机架2上的电机Ⅰ1，驱动三个滚轮3，滚轮转动，挤压数量众多的微型真空吸盘13变形产生负压，三个滚轮在转动的同时前排微型真空吸盘13完成挤压吸附工作，后排微型真空吸盘13完成脱离被吸附面工作，从而使机器人在工作面的垂直方向上连续直线运动。

当机器人需要横向移动时，停止电机Ⅰ1工作，启动真空泵5，使四个吸盘4在工作表面处于吸附状态，此时，启动电机Ⅱ11，通过齿条9和齿轮10的相互作用，其根据作用力与反作用力原理，使主动驱动部分在横向方向上产生位移。随后，真空泵5停止工作，吸盘组在工作表面会因为吸盘4变形产生负压脱离吸附工作面，即处于脱盘状态。然后，电机Ⅱ11再次进行反转，尾座部分逐渐复位，此时机器人完成横向移动任务。

若执行越障任务只需重复横向功能，直至远离障碍为止。该部分运用了将电机输出的旋转运动，通过齿轮、齿条的作用，转变成装置在横向上直线运动的原理。该部分的功能是实现整个装置的灵活变道，轻松越障的功效。

摄像头14通过支架固定在机器人的前端，这样可较容易的获得清晰的图像，无线传输模块用于把摄像头1414采集到的信息发送至地面接收器。该部分的功能是实现采集信息与传输信息的功效组成。

本发明设计实用性强，运动连续稳定，具有较高的空间扩展性，使用方便，便于推广应用。

Claims (6)

1.一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，包括主体驱动部分、尾座部分和探测部分；其特征在于：所述的主体驱动部分包括机架（2）以及多个滚轮（3），所述的滚轮（3）通过转轴安装在机架（2）上，滚轮（3）的表面上设置有多个微型真空吸盘（13）；在机架（2）上安装有电机Ⅰ（1），电机Ⅰ（1）输出轴与其中一个滚轮（3）的转轴连接；

所述的尾座部分包括两个尾架（6），所述的两个尾架（6）对称安装在机架（2）的两端；在所述的尾架（6）上横向固定有导轨（8），导轨（8）上安装有沿导轨横向滑动的滑块（7），滑块（7）连接一连杆的一端，连杆的另一端固定在机架上；在尾架的两侧各安装有吸盘（4），所述的吸盘（4）连接一向其提供负压的真空泵（5）；在两个尾架上各安装一齿轮齿条啮合装置，齿轮齿条啮合装置中的齿轮安装在一电机Ⅱ（11）的输出轴上；

所述的探测部分包括用于采集图像信息的摄像头（14），与摄像头（14）连接将摄像头（14）采集的图像信息传送至地面接收器的传输模块（15）；所述的摄像头（14）可转动的安装在机架（2）的前端。

2.根据权利要求1所述的一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，其特征在于：所述的齿轮齿条啮合装置包括一固定在尾架上的齿条（9）以及与其相啮合的齿轮（10），所述的齿轮（10）安装在电机Ⅱ（11）的输出轴上；所述的电机Ⅱ（11）安装在机架上。

3.根据权利要求1或2所述的一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，其特征在于：所述的吸盘（4）有四个，对应安装在两个尾架的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，其特征在于：所述的滚轮（3）有三个。

5.根据权利要求1所述的一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，其特征在于：所述的传输模块（15）采用无线传输模块。

6.根据权利要求1所述的一种有源无源组合式负压吸附连续行走爬壁探测机器人，其特征在于：在机架（2）的前端安装一转动支架，所述的摄像头安装在转动支架上。