CN2512556Y

CN2512556Y - 履带式多吸盘爬壁机器人

Info

Publication number: CN2512556Y
Application number: CN 01274744
Authority: CN
Inventors: 吴志明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2002-09-25
Anticipated expiration: 2011-12-28

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

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，就会影响其它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1和履带式多吸盘转换机构为主件的机器人本体。

本实用新型所述的机器人包括以真空吸盘1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压缩真空泵41、履带式多吸盘驱动/转换机构、真空吸盘1等组成。所述的机器人本体通过真空泵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，实现对多吸盘履带的旋转、吸盘和壁面之间的交替吸附和脱离，这样就实现了对机器人本体的驱动，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；

附图4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转换机构的负压转换示意图；

附图6、7、8是本实用新型所述的履带式多吸盘爬壁机器人的多吸盘分别处于释放、抽真空和吸附状态的示意图；

具体实施方案

本实用新型所述的机器人开始工作的时候，蓄电池45开始对控制器47供电，压缩真空泵41使微型蜗轮喷气式发动机46启动，通过油箱52的进油管59供油，对机器人本体产生一定的正压力，把机器人本体推到壁面上，压缩真空泵41开始对真空罐42抽真空，而把压缩气体排到高压罐43里，从真空罐42和高压罐44各引出一根气管，通过电磁阀74和静盘32上的快插接头39相连接；交流伺服电机21通过驱动主动轮22带动履带旋转，从动轮23、同步带轮34、凸轮28、动盘31也开始同步旋转，当吸盘进入壁面时，在进入端静盘32上的快插接头39接真空管，真空和高压气体的转换通过电磁阀74可以实现，真空管和静盘32气体通道75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77和静盘32的气体通道75导通，真空气体通过动盘31的气体通道77进入气体通道76里，动盘上的气体通道76和凸轮上的气体通道78始终是相通的，这样真空气体进入凸轮28上的气体通道78里，此时凸轮28上的气嘴35踩到波纹吸盘4上，对真空吸盘1开始抽真空，参见图7。真空吸附开关由于吸附的作用在密封端面上产生压差，在推力作用下迫使压缩弹簧13收缩，真空吸附开关打开，接着感应推杆8由于压力作用使真空感应开关打开，瞬间真空吸盘1里形成一定的真空度，当凸轮28转过一定角度时，动盘31上的气体通道77和静盘32的气体通道75截止，而动盘31上的气体通道77和静盘32上的大气通道74导通，这样真空通道转换为大气通道，大气从动盘31上的气体通道77经过气体通道76进入凸轮气嘴35里，导致真空吸附开关关闭，凸轮28的气嘴35开始脱离波纹吸盘4，此时吸盘和壁面处于静止状态，真空吸盘吸附到壁面上，这样就完成了吸盘的吸附过程，参见图8；当真空吸盘1脱离壁面时，静盘32上的快插接头39接高压管，高压管和静盘32上的气体通道75连接，静盘32和动盘31之间通过相互作用，当动盘31转过一定角度时，动盘31上的气体通道77和静盘32的气体通道75导通，高压气体经过动盘上的气体通道76进入凸轮28的气体通道78里，此时凸轮28的气嘴35踩到波纹吸盘4上，此时真空泄漏开关在压差的作用下，其密封端面受到一定的推力而迫使压缩弹簧18收缩，真空泄漏开关打开，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和静盘32的气体通道截止，真空泄漏开关关闭，凸轮28开始脱离波纹吸盘4，真空感应开关关闭，吸盘也就脱离了壁面，参见图6，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。当机器人进行进行清洗工作时，压缩真空泵41的压缩空气通过进气管53储存到压缩空气储气罐43里，连接储气罐43的出气管48通过三通快速接头54分成两路，一路通过减压阀55连接微型蜗轮喷气式发动机1的启动气管56，另一路通过两位三通电磁阀49通过气管50和水箱51连接，当机器人进行清洗时，通过两位三通电磁阀49的作用，水箱51里通入压缩空气，连接水箱51的水管60和喷水管相通，这样通过压力差水箱51里的水就从喷水管喷到壁面上，交流电机61通过同步带62、齿轮63驱动反螺旋结构滚刷64做高速旋转，这样在滚刷64附近的水向中间聚集，滚刷64的非驱动电机端通过齿轮65、减速齿轮66、同步带67驱动柔性吸水辊子68做顺时针低速旋转，并把壁面上的清洗水吸起，通过刚性挤水辊子69的挤压柔性吸水辊子68，这样通过柔性吸水辊子68的变形便把水挤出，并在刮板70的作用下挤出来的水流进水槽71，通过水管72、水阀73把水槽71和水箱51连接起来，通过液位传感器控制水槽71里的液位，水槽71里的水达到预定液位时，控制器47通过对液位传感器的反馈信号的处理来控制两位三通电磁阀49和水阀73的状态，这时两位三通电磁阀49产生动作使压缩空气管接通大气，泄漏水箱51里的压缩空气，然后水阀73打开，水槽71里的水在重力作用下流进水箱51，当控制器47接受到液位传感器的反馈信号时，水阀73关闭，然后两位三通电磁阀49恢复原来状态，顺利完成机器人的清洗工作，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1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

Claims

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、吸盘体3、真空感应开关、真空吸附开关、真空泄漏开关、微型波纹吸盘4组成。吸盘头2由卡箍5连接在吸盘座6上；吸盘的真空感应开关由感应推杆8、回位弹簧10以及密封圈11组成，回位弹簧10一端固定在吸盘体75上，另一端连接在感应推杆8上，密封圈11固定在感应推杆8上，并和吸盘体75密封；吸盘的真空吸附开关由密封圈12、压缩弹簧13、密封气管14、导向套15组成，密封圈12镶嵌在密封气管14上，密封气管14的另一端嵌入到导向套15里，导向套15嵌入到吸盘座盖16内侧，套在密封气管14上的压缩弹簧13，一端压在导向套15上，另一端压在密封气管14的密封端；真空泄漏开关由密封导杆17、压缩弹簧18、连接螺钉7、开槽螺钉9、导向螺钉19、密封圈20组成，密封圈20镶嵌在密封导杆17的一端，密封导杆17的另一端嵌入到导向螺钉19里，压缩弹簧18套在密封导杆17上并压在其密封端，另一端压在导向螺钉19上，连接螺钉7固定在密封导杆17上，密封导杆17通过开槽螺钉9和吸盘体75连接，波纹吸盘4通过六角内外螺套20固定在吸盘座盖16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、履带24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29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40相连，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24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。