CN109334805A - 爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种爬壁机器人，包括行走装置和环状伸缩框架；行走装置连接在环状伸缩框架上；环状伸缩框架能够沿径向伸缩以带动行走装置沿环状伸缩框架的径向移动，使行走装置能够与工作面相接触并带动环状伸缩框架沿工作面行走。本发明利用环状伸缩框架使行走装置在行走时能够持续与工作面相接触，使爬壁机器人能够在攀爬柱体或管体时不脱落，进而增加了爬壁机器人的可靠性。

Description

爬壁机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种爬壁机器人。

背景技术

随着社会经济的不断发展，城市中建筑物的高度不断增加，高空作业十分危险，因此，需要爬壁机器人来代替人类的高空工作。

现有的爬壁机器人通常包括移动单元及吸附单元，移动单元令爬壁机器人能够朝设定方向移动，吸附单元吸附于墙壁，以保证爬壁机器人在移动的同时不从墙壁上掉落。

然而，现有的爬壁机器人对墙壁的表面粗糙度、形状等条件都有很高的要求，当爬壁机器人攀爬管体或柱体时，由于管体或柱体的表面为曲面，因此会在很大程度上影响吸附单元的吸附能力，进而使爬壁机器人易于从管体或柱体的表面掉落，降低了爬壁机器人使用的可靠性。

发明内容

本发明提供一种爬壁机器人，以提高使用的可靠性。

本发明提供一种爬壁机器人，包括行走装置和环状伸缩框架；所述行走装置连接在所述环状伸缩框架上；所述环状伸缩框架能够沿径向伸缩以带动所述行走装置沿所述环状伸缩框架的径向移动，使所述行走装置能够与工作面相接触并带动所述环状伸缩框架沿所述工作面行走。

基于上述，本发明提供的爬壁机器人，当爬壁机器人需要在管体中行走时，可将爬壁机器人放入管体中，并调整爬壁机器人位置，使环状伸缩框架的轴向与管体的轴向相一致，之后可使环状伸缩框架沿径向伸展，从而带动行走装置沿环状伸缩框架的径向朝向管体的内壁移动，使行走装置与管体的内壁相接触并支撑在管体中，之后通过行走装置在管体内壁上行走，便可带动环状伸缩框架在管体中行走，其中，管体的内壁即为工作面。当爬壁机器人需要在柱体上行走时，可将环状伸缩框架套设在柱体上，之后可使环状伸缩框架沿径向收缩，从而带动行走装置沿环状伸缩框架的径向朝向柱体的外壁移动，使行走装置与柱体的外壁相接触并夹持在柱体上，之后通过行走装置在柱体的外壁上行走，从而带动环状伸缩框架在柱体上行走，其中，柱体的外壁即为工作面。由于行走装置能够支撑在管体中或夹持在柱体上，因此，能够有效果防止爬壁机器人的掉落，提高了爬壁机器人使用的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种爬壁机器人的工作状态示意图；

图2是本发明实施例提供的一种爬壁机器人的正面视图；

图3是本发明实施例提供的一种爬壁机器人的俯视图；

图4是本发明实施例提供的一种爬壁机器人中剪叉式伸缩装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种爬壁机器人中剪叉式伸缩装置的仰视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

请参考图1-3，本发明实施例提供一种爬壁机器人，包括行走装置10和环状伸缩框架20；行走装置10连接在环状伸缩框架20上；环状伸缩框架20能够沿径向伸缩以带动行走装置10沿环状伸缩框架20的径向移动，使行走装置10能够与工作面相接触并带动环状伸缩框架20沿工作面行走。

本实施例中，当爬壁机器人需要在管体中行走时，可将爬壁机器人放入管体中，并调整爬壁机器人位置，使环状伸缩框架20的轴向与管体的轴向相一致，之后可使环状伸缩框架20沿径向伸展，从而带动行走装置10沿环状伸缩框架20的径向朝向管体的内壁移动，使行走装置10与管体的内壁相接触并支撑在管体中，之后通过行走装置10在管体内壁上行走，便可带动环状伸缩框架20在管体中行走，其中，管体的内壁即为工作面。当爬壁机器人需要在柱体上行走时，可将环状伸缩框架20套设在柱体上，之后可使环状伸缩框架20沿径向收缩，从而带动行走装置10沿环状伸缩框架20的径向朝向柱体的外壁移动，使行走装置10与柱体的外壁相接触并夹持在柱体上，之后通过行走装置10在柱体的外壁上行走，从而带动环状伸缩框架20在柱体上行走，其中，柱体的外壁即为工作面。由于行走装置能够支撑在管体中或夹持在柱体上，因此，能够有效果防止爬壁机器人的掉落，提高了爬壁机器人使用的可靠性。

其中，爬壁机器人可以用于攀爬直径大小不变的管体或柱体，还可以应用于变直径的管体或柱体。当爬壁机器人攀爬直径大小不变的管体或柱体时，环状伸缩框架20会伸展或收缩一定值，使行走装置10在爬行时能够持续与工作面相接触，行走装置10沿工作面行走的同时能够带动环状伸缩框架20沿工作面移动。爬行时环状伸缩框架20伸展或收缩的值在爬壁机器人攀爬过程中大小不变，进而为与工作面相接触的行走装置10持续提供一个大小不变力，这个力沿环状伸缩框架20直径方向由环状伸缩框架20指向工作面，以增大行走装置10与工作面之间的摩擦力，使行走装置10在工作面上的行走更加稳定。当爬壁机器人攀爬直径大小改变的管体或柱体时，环状伸缩框架20会随工作面直径的变化发生相应的伸展或收缩，以使行走装置10在行走时可以持续的与工作面相接触进而保证爬壁机器人工作的可靠性。

本实施例中，优选的，行走装置10为多个，多个行走装置10沿环状伸缩框架20的周向均匀排布。当爬壁机器人需要在管体中行走时，可将爬壁机器人放入管体中，并调整爬壁机器人位置，使环状伸缩框架20的轴向与管体的轴向相一致，之后可使环状伸缩框架20沿径向伸展，从而带动各行走装置10沿环状伸缩框架20的径向朝向管体的内壁移动，使各行走装置10与管体的内壁相接触，并使各行走装置10配合支撑在管体中，之后通过行走装置10在管体内壁上行走，便可带动环状伸缩框架20在管体中行走。当爬壁机器人需要在柱体上行走时，可将环状伸缩框架20套设在柱体上，之后使环状伸缩框架20沿径向收缩，从而带动各行走装置10沿环状伸缩框架20的径向朝向柱体的外壁移动，使各行走装置10与柱体的外壁相接触，并使各行走装置10配合夹持在柱体上，之后通过行走装置10在柱体的外壁上行走，从而带动环状伸缩框架20在柱体上行走。由于各行走装置10能够配合支撑在管体中或夹持在柱体上，并能够同步在工作面上行走，因此，利于提高爬壁机器人在工作面上行走的稳定性。且多个行走装置10沿环状伸缩框架20的周向均匀排布，使爬壁机器人在行走时受力更均匀，增加爬壁机器人工作的稳定性。

本实施例中，优选的，环状伸缩框架20包括连接件21和伸缩件22，其中，连接件21与行走装置10连接，连接件21和伸缩件22沿环状伸缩框架20的周向依次连接以构成环状伸缩框架20，伸缩件22能够沿环状伸缩框架20的周向或切线方向伸缩，以带动环状伸缩框架20能够沿径向伸缩。通过连接件21与行走装置10连接能够方便行走装置10的安装，另外，行走装置10不会对伸缩件22的伸缩产生影响，提高了爬壁机器人使用的可靠性。其中，连接件21和伸缩件22可以是一个或多个。

本实施例中，优选的，连接件21和伸缩件22为多个，各连接件21均连接有行走装置10。由于连接件21和伸缩件22为多个，因此，利于降低每个伸缩件22的伸缩范围，而较小的伸缩范围利于降低伸缩件22受到的力矩，从而能够延长伸缩件22的使用寿命，提高爬壁机器人使用的可靠性。

本实施例中，优选的，环状伸缩框架20还包括转轴23，连接件21通过转轴23与伸缩件22铰接，转轴23沿环状伸缩框架20的轴向设置。由此，当各伸缩件22伸缩时，环状伸缩框架20能够沿径向伸缩，而伸缩件22能够以转轴23为中心相对于连接件21旋转，从而能够适应环状伸缩框架20直径的变化，降低伸缩件22本身以及伸缩件22和连接件21之间的受力，提高了爬壁机器人使用的可靠性。

本实施例中，优选的，环状伸缩框架20用于套设在柱体上，行走装置10设置在环状伸缩框架20的内侧，环状伸缩框架20能够沿径向伸缩以带动行走装置10沿环状伸缩框架20的径向移动，使行走装置10能够与柱体的工作面相接触并带动环状伸缩框架20沿柱体的轴向在工作面上移动。将行走装置10设置在环状伸缩框架20的内侧，在攀爬柱体时，爬壁机器人套设在柱体上，位于环状伸缩框架20内侧的行走装置10在行走时可以持续的受到来自环状伸缩框架20施加的指向内侧柱体工作面的力，以保证行走装置10在行走时可以持续的与工作面相接触，进而避免爬壁机器人在工作时从工作面上掉落。

本实施例中，优选的，伸缩件22的结构为剪叉式伸缩装置。由此，使伸缩件22结构简单、使用可靠。另外，由于剪叉式伸缩装置挠性较好，因此，能够更好的适应环状伸缩框架20直径的变化，利于降低伸缩件22本身以及伸缩件22和连接件21之间的受力，提高了爬壁机器人使用的可靠性。

请参考图4和图5，本实施例中，优选的，剪叉式伸缩装置包括：第一连接架221，第一连接架221上设有第一导轨2211；第二连接架222，第二连接架222上设有第二导轨2222；剪叉式伸缩架223，用于沿第一方向伸缩，第一方向为环状伸缩框架20的切线方向，剪叉式伸缩架223包括第一连杆2231和第二连杆2232，第一连杆2231与第二连杆2232通过销轴2233转动连接，第一连杆2231的第一端滑设在第一导轨2211上并通过第一连接轴2234与第一导轨2211铰接，第一连杆2231的第二端与第二连接架222通过第二连接轴2235铰接，第二连杆2232的第一端滑设在第二导轨2222上，并通过第三连接轴2236与第二导轨2222铰接，第二连杆2232的第二端与第一连接架221通过第四连接轴2237铰接，第一导轨2211与第一方向相垂直，第二导轨2222与第一导轨2211相平行，第一连接轴2234垂直于第一导轨2211和第一方向，销轴2233、第二连接轴2235、第三连接轴2236、第四连接轴2237和第一连接轴2234相平行；驱动装置，与第一连杆2231的第一端连接，驱动装置用于驱动第一连杆2231的第一端沿第一导轨2211滑动。

当剪叉式伸缩装置需要伸缩时，驱动装置可驱动第一连杆2231的第一端在第一导轨2211上滑动，从而引起第一连杆2231的以第一连接轴2234和第二连接轴2235为中心相对于第一连接架221和第二连接架222转动。又因为第二连杆2232与第一连杆2231通过销轴2233转动连接，因此，第一连杆2231和第二连杆2232会以销轴2233为中心相对旋转，从而带动第二连杆2232以第三连接轴2236和第四连接轴2237为中心相对于第一连接架221和第二连接架222转动，同时第二连杆2232的第一端会沿第二导轨2222滑动，使剪叉式伸缩装置实现伸缩。由于第一导轨2211和第二导轨2222能够对第一连杆2231的第一端和第二连杆2232的第一端起到导向作用，因此能够提高剪叉式伸缩装置伸缩的稳定性。其中，第一连杆2231、第二连杆2232可以为单根杆件，也可以由多根依次铰接的杆件构成。

本实施例中，优选的，第一连杆2231的第一端通过第一连接轴2234与滑块2238铰接，并通过滑块2238与第一导轨2211滑动连接，驱动装置包括电机2241和丝杠2242，电机2241与第一连接架221连接，丝杠2242与电机2241的输出端，丝杠2242与第一导轨2211平行设置，滑块2238通过螺纹孔套设在丝杠2242上并与丝杠2242螺纹配合，电机2241用于带动丝杠2242以轴线为中心相对于滑块2238旋转，以带动滑块2238沿第一导轨2211滑动。当剪叉式伸缩装置需要伸缩时，可通过电机2241驱动丝杠2242以轴线为中心相对于滑块2238旋转，因丝杠2242平行于第一导轨2211设置，因此滑块2238可以在丝杠2242的带动下沿第一导轨2211滑动，从而带动剪叉式伸缩架223伸缩。由此，使驱动装置结构简单、驱动可靠。另外，由于第一连杆2231的第一端通过滑块2238与第一导轨2211滑动连接，因此使第一连杆2231的第一端在第一导轨2211上的滑动更为顺畅。当然，第一连杆2231的第一端也可直接通过第一连接轴2234滑设并铰接在第一导轨2211上。

本实施例中，优选的，连接件21上还设有执行装置，执行装置用于对工作面进行处理。由此，在爬壁机器人在工作面上行走过程中，执行装置可同时对工作面进行处理，使用方便并能够实现功能的多样化。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种爬壁机器人，其特征在于，包括行走装置和环状伸缩框架；

所述行走装置连接在所述环状伸缩框架上；

所述环状伸缩框架能够沿径向伸缩以带动所述行走装置沿所述环状伸缩框架的径向移动，使所述行走装置能够与工作面相接触并带动所述环状伸缩框架沿所述工作面行走。

2.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述行走装置为多个，多个所述行走装置沿环状伸缩框架的周向均匀排布。

3.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述环状伸缩框架包括连接件和伸缩件，其中，所述连接件与所述行走装置连接，所述连接件和所述伸缩件沿所述环状伸缩框架的周向依次连接以构成所述环状伸缩框架，所述伸缩件能够沿所述环状伸缩框架的周向或切线方向伸缩，以带动所述环状伸缩框架能够沿径向伸缩。

4.根据权利要求3所述的爬壁机器人，其特征在于，所述连接件和所述伸缩件为多个，各所述连接件均连接有所述行走装置。

5.根据权利要求4所述的爬壁机器人，其特征在于，所述环状伸缩框架还包括转轴，所述连接件通过所述转轴与所述伸缩件铰接，所述转轴沿所述环状伸缩框架的轴向设置。

6.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征在于，所述环状伸缩框架用于套设在柱体上，所述行走装置设置在所述环状伸缩框架的内侧，所述环状伸缩框架能够沿径向伸缩以带动所述行走装置沿所述环状伸缩框架的径向移动，使所述行走装置能够与所述柱体的所述工作面相接触并带动所述环状伸缩框架沿所述柱体的轴向在所述工作面上移动。

7.根据权利要求2所述的爬壁机器人，其特征在于，所述伸缩件的结构为剪叉式伸缩装置。

8.根据权利要求7所述的爬壁机器人，其特征在于，所述剪叉式伸缩装置包括：

第一连接架，所述第一连接架上设有第一导轨；

第二连接架，所述第二连接架上设有第二导轨；

剪叉式伸缩架，用于沿第一方向伸缩，所述第一方向为所述环状伸缩框架的切线方向，所述剪叉式伸缩架包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆与所述第二连杆通过销轴转动连接，所述第一连杆的第一端滑设在所述第一导轨上并通过第一连接轴与所述第一导轨铰接，所述第一连杆的第二端与所述第二连接架通过第二连接轴铰接，所述第二连杆的第一端滑设在所述第二导轨上，并通过第三连接轴与所述第二导轨铰接，所述第二连杆的第二端与所述第一连接架通过第四连接轴铰接，所述第一导轨与所述第一方向相垂直，所述第二导轨与所述第一导轨相平行，所述第一连接轴垂直于所述第一导轨和所述第一方向，所述销轴、第二连接轴、第三连接轴、第四连接轴和所述第一连接轴相平行；

驱动装置，与所述第一连杆的第一端连接，所述驱动装置用于驱动所述第一连杆的第一端沿所述第一导轨滑动。

9.根据权利要求8所述的爬壁机器人，其特征在于，所述第一连杆的第一端通过所述第一连接轴与滑块铰接，并通过所述滑块与所述第一导轨滑动连接，所述驱动装置包括电机和丝杠，所述电机与所述第一连接架连接，所述丝杠与所述电机的输出端，所述丝杠与所述第一导轨平行设置，所述滑块通过螺纹孔套设在所述丝杠上并与所述丝杠螺纹配合，所述电机用于带动所述丝杠以轴线为中心相对于所述滑块旋转，以带动所述滑块沿所述第一导轨滑动。

10.根据权利要求2所述的爬壁机器人，其特征在于，所述连接件上还设有执行装置，所述执行装置用于对所述工作面进行处理。