CN106737814A - 外墙爬楼智能蜘蛛人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及外墙爬楼设备技术领域，尤其是涉及一种外墙爬楼智能蜘蛛人。其包括主体、多个腿部机构、多个手臂机构、多个吸附装置、多个机械手和驱动***；多个腿部机构设置在主体的一侧，多个手臂机构设置在主体的另一侧；吸附装置设置在腿部机构远离主体的一端，机械手设置在手臂机构远离主体的一端；驱动***分别与腿部机构、手臂机构和机械手连接。本发明通过腿部机构和吸附装置实现在外墙上的吸附和攀爬，通过手臂机构和机械手实现对货物的夹持功能，再通过驱动***对腿部机构、吸附装置、手臂机构和机械手进行驱动，实现通过机器人即可将货物运输至楼上，避免了人工爬高，减少了人力作业强度，保证了作业人员的安全。
Description
技术领域
本发明涉及外墙爬楼设备技术领域，尤其是涉及一种外墙爬楼智能蜘蛛人。
背景技术
目前国内高层建筑外墙施工或救援作业，大多使用搭建脚手架或吊绳、吊篮等形式，这种工作模式不仅费时、费工、成本高、效率低，传递和运送物料十分不方便，而且作业危险，还得随时担心操作人员的安全。此外，由于受地域、环境、气候及高温或严寒自然条件因素的影响，施工或救援也与工作人员的熟练程度、身体状况、精神状况等多种因素相关。
随着国民经济的快速发展，高层或超高层建筑越来越多，用户对外墙施工或救援也有了更高层次的要求。
因此，在国家大力提倡创新型驱动发展战略指引下，解决如何代替人工及时将物料运达现场的目的，是现有技术问题的当务之急。
发明内容
本发明的目的在于提供一种外墙爬楼智能蜘蛛人，以解决现有技术中存在的技术问题。
本发明提供的外墙爬楼智能蜘蛛人，包括主体、多个腿部机构、多个手臂机构、多个吸附装置、多个机械手和驱动***；
多个所述腿部机构设置在所述主体的一侧，多个所述手臂机构设置在所述主体的另一侧；
所述吸附装置设置在所述腿部机构远离所述主体的一端，所述机械手设置在所述手臂机构远离所述主体的一端；
所述驱动***分别与所述腿部机构、所述手臂机构和所述机械手连接。
进一步的，所述驱动***包括腿部驱动电机、肩部驱动电机、手腕驱动电机和方向驱动电机；
所述腿部驱动电机与所述腿部机构连接，用于驱动腿部迈步移动；
所述肩部驱动电机与所述手臂机构连接，用于驱动所述手臂挥动；
所述手腕驱动电机与所述机械手连接，用于驱动所述机械手摆动夹持物体；
所述方向驱动电机与所述腿部机构连接，用于控制所述腿部机构的迈进方向。
进一步的，所述吸附装置为抽风吸附盘。
进一步的，所述吸附盘为中空设置的柱体；
所述抽风吸附盘内设置有叶轮螺旋飞行***；
所述柱体的相对两端均设置有开口，分别为吸附口和排气口；
所述螺旋飞行***能够通过所述吸附口进行吸气，再通过所述排气口将所述吸附盘内的气体排出，以实现所述吸附口贴在外墙上时进行真空吸附，未贴在外墙上时进行喷气飞行。
进一步的，所述叶轮螺旋飞行***包括飞行电机、转轴和多个叶轮；
所述飞行电机固定设置在所述吸附盘内，且与所述转轴连接，能够带动所述转轴转动；
所述叶轮以所述转轴为中心均匀设置在所述转轴上，能够通过所述转轴的转动带动空气从所述叶轮的一侧到另一侧。
进一步的，所述吸附盘上设置有接触式传感器，用于测试所述吸附盘的吸附强度。
进一步的，所述主体内设置有控制器；
所述控制器与所述驱动***连接，用于对不同部位进行驱动协调。
进一步的，外墙爬楼智能蜘蛛人还包括遥控器；
所述遥控器与所述控制器连接，用于实现对驱动***的遥控指挥。
进一步的，所述主体上设置有电源模块，用于给所述控制器和所述驱动***提供电力。
进一步的，所述主体上设置有可拆卸的装饰罩，用于对所述控制器和所述驱动***的维护和保护。
本发明提供的外墙爬楼智能蜘蛛人，通过腿部机构和吸附装置实现在外墙上的吸附和攀爬，通过手臂机构和机械手实现对货物的夹持功能，再通过驱动***对腿部机构、吸附装置、手臂机构和机械手进行驱动，实现通过机器人即可将货物运输至楼上，避免了人工爬高，减少了人力作业强度，保证了作业人员的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的外墙爬楼智能蜘蛛人的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的外墙爬楼智能蜘蛛人的另一视角的立体结构示意图；
图3为本发明实施例提供的外墙爬楼智能蜘蛛人的另一视角的立体结构示意图；
图4为本发明实施例提供的外墙爬楼智能蜘蛛人控制器的控制结构示意图。
附图标记：
1：机械手；2：手腕驱动电机；3：手臂机构；4：肩部驱动电机；5：腿部驱动电机；6：腿部机构；7：吸附盘；8：方向驱动电机；9：控制器；10：飞行电机；11：叶轮；12：转轴；13：装饰罩。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如附图1-4所示，本发明提供了一种外墙爬楼智能蜘蛛人，包括主体、多个腿部机构6、多个手臂机构3、多个吸附装置、多个机械手1和驱动***；多个腿部机构6设置在主体的一侧，多个手臂机构3设置在主体的另一侧；吸附装置设置在腿部机构6远离主体的一端，机械手1设置在手臂机构3远离主体的一端；驱动***分别与腿部机构6、手臂机构3和机械手1连接。
在使用时，通过吸附装置，实现将整个蜘蛛人吸附在外墙的墙面上，通过驱动***驱动腿部机构6实现蜘蛛人在外墙上迈步，通过驱动***驱动手臂机构3和机械手1实现对货物的夹持，进而实现将货物通过楼体的外墙送上楼。使用方便快捷高效，且不需要人力，保证了货物运输的安全性。
在本实施例中，腿部机构6和吸附装置的数量相同，手臂机构3和机械手1的数量相同。
在本实施例中，腿部机构6、吸附装置、手臂机构3和机械手1均设置为四个。需要指出的是，其不仅仅局限于四个，其也可以是更少的如三个、两个，也可以是更多的，如六个、八个等，也就是说，其只要不是一个，能够通过腿部机构6的交换支撑实现在外墙面上的迈进即可。
优选的实施方式为，驱动***包括腿部驱动电机5、肩部驱动电机4、手腕驱动电机2和方向驱动电机8；腿部驱动电机5与腿部机构6连接，用于驱动腿部迈步移动；肩部驱动电机4与手臂机构3连接，用于驱动手臂挥动；手腕驱动电机2与机械手1连接，用于驱动机械手1摆动夹持物体；方向驱动电机8与腿部机构6连接，用于控制腿部机构6的迈进方向。
在本实施例中，驱动***由多个电机组成，其分别设置在腿部机构6、手臂机构3和主体上。腿部驱动电机5设置在腿部机构6上，能够控制腿部机构6的摆动幅度和频率，方向驱动电机8设置在主体上，能够控制腿部机构6的摆动方向，肩部驱动电机4设置在手臂机构3和主体之间，能够控制手臂的挥动幅度，手腕驱动电机2设置在手臂机构3和机械手1之间，能够控制机械手1的摆动幅度。
在使用时，蜘蛛人通过吸附装置吸附在墙体的外墙面上，通过腿部驱动电机5分别带动多个腿部机构6做迈步动作。在本实施例中，腿部机构6设置为四个，在进行迈步时，其先进行左前和右后的腿部机构6，之后再迈进右前和左后的腿部机构6，这样的迈进方式，能够充分保证了蜘蛛人在行进过程中的平稳性，以及其对墙面的吸附强度。同理，当其腿部机构6更多时，其可以是交叉迈进，即在同一侧的腿部机构6迈进时间隔迈进，不同侧的腿部机构6，同排不同时迈进，这样进而能够充分保证了行进的稳定性和行进时的吸附强度。
在本实施例中，方向驱动电机8与腿部机构6通过传动机构连接，能够通过方向驱动电机8的转动，在传动机构的作用下，调整腿部机构6的迈进方向，使得蜘蛛人的行动更加灵活。
传动机构的设置方式有很多中，可以是通过齿轮传动、锥齿轮传动以及齿轮齿条联动、行星齿轮组等方式，也可以是其他方式，如皮带传动、链条传动等方式，也就是说，其只要能够通过传动机构将方向驱动电机8的转动传递给腿部机构6，使得腿部机构6改变其行进方向即可。
在本实施例中，肩部驱动电机4和手腕驱动电机2分别控制手臂机构3和机械手1，能够使得手臂机构3和机械手1进行挥动，通过两个手臂机构3和机械手1能够实现对货物的夹持。
优选的实施方式为，吸附装置为抽风吸附盘7。
抽风吸附盘7，顾名思义是通过抽风的方式进行吸附的，即将吸附盘7内进行抽真空，通过真空进行吸附。
优选的实施方式为，吸附盘7为中空设置的柱体；抽风吸附盘7内设置有叶轮11螺旋飞行***；柱体的相对两端均设置有开口，分别为吸附口和排气口；螺旋飞行***能够通过吸附口进行吸气，再通过排气口将吸附盘7内的气体排出，以实现吸附口贴在外墙上时进行真空吸附，未贴在外墙上时进行喷气飞行。
在本实施例中，吸附盘7为两端开口的空心柱体，一端开口大，另一端开口小。开口大的一端为吸附口，开口小的一端为排气口。
在吸附盘7的空腔内设置有螺旋飞行***，通过螺旋飞行***的运转，在吸附盘7的吸附口贴在外墙面上时，能够将吸附盘7内的气体从排气口排出，使得吸附盘7内形成负压，进而将吸附盘7吸附在外墙面上，实现将蜘蛛人吸附的功能。
需要指出的是，在本实施例中，吸附装置为抽风吸附盘7，其利用抽真空进行吸附，但是吸附装置的设置方式不仅仅局限于这一种方式，还可以是其他的吸附方式，如挤压真空吸附等，也就是说，其只要能够通过吸附装置将蜘蛛人吸附在外墙面上即可。
在本实施例中，叶轮11螺旋飞行***包括飞行电机10、转轴12和多个叶轮11；飞行电机10固定设置在吸附盘7内，且与转轴12连接，能够带动转轴12转动；叶轮11以转轴12为中心均匀设置在转轴12上，能够通过转轴12的转动带动空气从叶轮11的一侧到另一侧。
飞行电机10固定设置在吸附盘7内，其电机轴与转轴12固定同轴连接，能够在电机轴转动的情况下，带动转轴12转动，进一步带动固定设置在转轴12上的多个叶轮11转动。
在本实施例中，叶轮11的设置方式与风扇的扇叶相同或相似，进而能够实现对吸附盘7内部排气的功能。
通过叶轮11螺旋飞行***，还能够实现蜘蛛人的空中飞行，即当吸附盘7没有贴在外墙面上时，开启飞行电机10，使得吸附盘7开口较大的一端的气体通过吸附盘7后，在开口较小的一端排出，进而使得吸附盘7形成一个反向的喷气式动力，当所有的吸附盘7的排气方向一致时，其可以利用喷气式的吸附盘7结构实现蜘蛛人的飞行。
需要指出的是，在本实施例中，吸附盘7飞行的过程中，需要改变飞行方向时，通过方向驱动电机8或腿部驱动电机5来对吸附盘7的排气口的排气方向进行调整即可，操作简单方便有效。
在本实施例中，吸附盘7上设置有接触式传感器，用于测试吸附盘7的吸附强度。
通过在吸附盘7上设置接触式传感器，能够实时监控吸附盘7的吸附强度，进而通过对吸附强度的观察，能够准确判断出蜘蛛人携带的货物是否能够顺利送入到高处。
在本实施例中，接触式传感器可以是设置在吸附盘7内部的压力传感器，即对吸附盘7的空腔内的负压的压力进行监测，当压力变小时，其吸附强度降低；也可以是温度传感器，即对吸附盘7的空腔内的温度进行监测，当温度升高时，其吸附强度降低。
在本实施例中，在主体内部设置有控制器9；控制器9与驱动***连接，用于对不同部位进行驱动协调。
通过控制器9对驱动***的控制，能够实现对不同位置的驱动电机进行协调控制，即能够同时控制方向驱动电机8和腿部驱动电机5，实现在迈步的过程中进行行进方向的调整，使得整个蜘蛛人的动作更加的协调，也是的作业效率得到有效的提高。
在本实施例中，外墙爬楼智能蜘蛛人还包括遥控器；遥控器与控制器9连接，用于实现对驱动***的遥控指挥。
也就是说，通过遥控器在楼下进行操作，能够对蜘蛛人爬楼运输货物时的行进方向、行进速度等进行人为控制，进而在爬楼的过程中，出现意外状况能够及时进行调整，保证了货物运输的安全性。
优选的实施方式为，主体上设置有电源模块，用于给控制器9和驱动***提供电力。
在本实施例中，电源模块为电池，其可以是蓄电池，也可以是锂电池等。使用电池作为电源模块，能够使得蜘蛛人行进较为方便。
需要指出的是，电源模块可以是电池，但其不仅仅局限于电池，其我也可以是利用市电作为电源模块，其只要能够给蜘蛛人上的控制器9以及驱动***中的各个驱动电机进行供电即可。
优选的实施方式为，主体上设置有可拆卸的装饰罩13，用于对控制器9和驱动***的维护和保护。
在本实施例中，在主体上还设置了可拆卸的装饰罩13，通过装饰罩13的设置，能在蜘蛛人正常工作的时候，实现对控制器9和方向驱动电机8的保护，提高了蜘蛛人的使用寿命。在蜘蛛人的控制器9或方向驱动电机8出现故障时，能够通过拆下装饰罩13对控制器9或方向驱动电机8进行维护和更换，以保证蜘蛛人能够继续作业。
本发明提供的外墙爬楼智能蜘蛛人，通过腿部机构6和吸附装置实现在外墙上的吸附和攀爬，通过手臂机构3和机械手1实现对货物的夹持功能，再通过驱动***对腿部机构6、吸附装置、手臂机构3和机械手1进行驱动，实现通过机器人即可将货物运输至楼上，避免了人工爬高，减少了人力作业强度，保证了作业人员的安全。本发明的整个装置布局合理、协调连环性强、能够有效的达到机器代替人工爬楼运送货物的有益效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种外墙爬楼智能蜘蛛人，其特征在于，包括主体、多个腿部机构、多个手臂机构、多个吸附装置、多个机械手和驱动***；
多个所述腿部机构设置在所述主体的一侧，多个所述手臂机构设置在所述主体的另一侧；
所述吸附装置设置在所述腿部机构远离所述主体的一端，所述机械手设置在所述手臂机构远离所述主体的一端；
所述驱动***分别与所述腿部机构、所述手臂机构和所述机械手连接。
2.根据权利要求1所述的外墙爬楼智能蜘蛛人，其特征在于，所述驱动***包括腿部驱动电机、肩部驱动电机、手腕驱动电机和方向驱动电机；
所述腿部驱动电机与所述腿部机构连接，用于驱动腿部迈步移动；
所述肩部驱动电机与所述手臂机构连接，用于驱动所述手臂挥动；
所述手腕驱动电机与所述机械手连接，用于驱动所述机械手摆动夹持物体；
所述方向驱动电机与所述腿部机构连接，用于控制所述腿部机构的迈进方向。
3.根据权利要求1所述的外墙爬楼智能蜘蛛人，其特征在于，所述吸附装置为抽风吸附盘。
4.根据权利要求3所述的外墙爬楼智能蜘蛛人，其特征在于，所述吸附盘为中空设置的柱体；
所述抽风吸附盘内设置有叶轮螺旋飞行***；
所述柱体的相对两端均设置有开口，分别为吸附口和排气口；
所述螺旋飞行***能够通过所述吸附口进行吸气，再通过所述排气口将所述吸附盘内的气体排出，以实现所述吸附口贴在外墙上时进行真空吸附，未贴在外墙上时进行喷气飞行。
5.根据权利要求4所述的外墙爬楼智能蜘蛛人，其特征在于，所述叶轮螺旋飞行***包括飞行电机、转轴和多个叶轮；
所述飞行电机固定设置在所述吸附盘内，且与所述转轴连接，能够带动所述转轴转动；
所述叶轮以所述转轴为中心均匀设置在所述转轴上，能够通过所述转轴的转动带动空气从所述叶轮的一侧到另一侧。
6.根据权利要求3所述的外墙爬楼智能蜘蛛人，其特征在于，所述吸附盘上设置有接触式传感器，用于测试所述吸附盘的吸附强度。
7.根据权利要求6所述的外墙爬楼智能蜘蛛人，其特征在于，所述主体内设置有控制器；
所述控制器与所述驱动***连接，用于对不同部位进行驱动协调。
8.根据权利要求7所述的外墙爬楼智能蜘蛛人，其特征在于，还包括遥控器；
所述遥控器与所述控制器连接，用于实现对驱动***的遥控指挥。
9.根据权利要求7所述的外墙爬楼智能蜘蛛人，其特征在于，所述主体上设置有电源模块，用于给所述控制器和所述驱动***提供电力。
10.根据权利要求7所述的外墙爬楼智能蜘蛛人，其特征在于，所述主体上设置有可拆卸的装饰罩，用于对所述控制器和所述驱动***的维护和保护。
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