專利名稱：吸盤式氣動爬壁機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種爬壁機器人，特別是以真空吸盤作為吸附體的壁面爬行機器人。
背景技術(shù)：
隨著城市建設(shè)的現(xiàn)代化程度越來越高，需要的壁面作業(yè)也就越來越多。例如，很多高樓的玻璃墻面清洗工作，由人來完成既不方便也不安全，而爬壁機器人就可以代替人來完成這項危險的工作。爬壁機器人是能夠在垂直峭壁上進行作業(yè)的機器人，它作為高空極限作業(yè)的一種自動機械裝置，越來越受到人們的重視。吸盤式氣動爬壁機器人，作為爬壁機器人的一種，通過裝載不同的執(zhí)行機構(gòu)就能實現(xiàn)不同的作用功能，例如大型船殼焊接、較高光滑墻面油漆清理、高樓玻璃擦洗、街道路口的臨時監(jiān)控與信息收集、機器人立體網(wǎng)絡(luò)化通訊、高樓或電梯井的電線老化檢查等。在爬壁機器人的設(shè)計中往往根據(jù)機器人具有循環(huán)往復(fù)預(yù)定的特點采用液壓缸或氣體作為動力源。如果采用液壓傳動作為動力，油液的重量也會對機器人整體重量產(chǎn)生巨大影響，因而以氣體作為動力源相對更有優(yōu)勢。但是現(xiàn)有的機器人都不能實現(xiàn)純氣動運行，一些爬壁機器人依舊需要電機等一些較重的器械來實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎等。

實用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種完全以氣體作為動力源的吸盤式氣動爬壁機器人。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種吸盤式氣動爬壁機器人，包括前吸盤支架、 后吸盤支架、轉(zhuǎn)動連接在后吸盤支架上的連接座，分別設(shè)置于所述前吸盤支架底面以及后吸盤支架底面的吸盤；推進氣缸，所述推進氣缸的一端連接于連接座、另一端連接于前吸盤支架；相對連接座固定的連接片、固定在后吸盤支架上的固定片、轉(zhuǎn)向氣缸，所述轉(zhuǎn)向氣缸的一端與連接片轉(zhuǎn)動連接、另一端與固定片轉(zhuǎn)動連接。優(yōu)選的，所述前吸盤支架、后吸盤支架底面分別設(shè)置有三只吸盤，三只吸盤沿著正三角形的三個頂點等距離分布。優(yōu)選的，所述前吸盤支架的底面設(shè)置有萬向輪，所述萬向輪與前吸盤支架之間為彈性連接。所述后吸盤支架的底面設(shè)置有萬向輪，所述萬向輪與后吸盤支架之間為彈性連接。優(yōu)選的，所述前吸盤支架上固定有固定滑塊，所述推進氣缸的伸縮桿與固定滑塊固定連接，推進氣缸的缸體與連接座轉(zhuǎn)動連接。所述連接座上固定有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌滑動插設(shè)在所述固定滑塊內(nèi)。所述導(dǎo)軌為兩根，所述連接片為兩片，分別固定在兩根導(dǎo)軌上；所述固定片為兩片，兩片固定片均固定在后吸盤支架上；所述轉(zhuǎn)向氣缸也為兩只，分別為缸體轉(zhuǎn)動連接在一片固定片上、伸縮桿轉(zhuǎn)動連接在一片連接片上。本實用新型所達到的有益效果是該機器人能夠?qū)崿F(xiàn)前進、后退，并能在原地0° 180°間的任意角度旋轉(zhuǎn)。本實用新型還具有質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、靈活等優(yōu)點ο

通過附圖中所示的本實用新型的優(yōu)選實施例的更具體說明，本實用新型的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本實用新型的主旨。圖1為一種吸盤式氣動爬壁機器人的自上而下方向的立體圖，氣動管路略；圖2為圖1所示機器人的自下而上方向的立體圖，氣動管路略；圖3為示意圖，顯示了前吸盤支架相對后吸盤支架位于第一角度；圖4為示意圖，顯示了前吸盤支架相對后吸盤支架位于第二角度；圖5為示意圖，顯示了前吸盤支架相對后吸盤支架位于第三角度。
具體實施方式
參見圖1以及圖2所示的吸盤式氣動爬壁機器人，主要包括前吸盤支架1、后吸盤支架2、轉(zhuǎn)動連接在后吸盤支架2上的連接座3 ；以及推進動力來源推進氣缸4，所述推進氣缸的一端連接于連接座3、另一端連接于前吸盤支架1 ；還包括轉(zhuǎn)向動力來源相對連接座3固定的連接片61、固定在后吸盤支架2上的固定片63、轉(zhuǎn)向氣缸62，所述轉(zhuǎn)向氣缸62 的一端與連接片61轉(zhuǎn)動連接、另一端與固定片63轉(zhuǎn)動連接。參見圖2，所述前吸盤支架1、后吸盤支架2底面分別設(shè)置有三只吸盤7，三只吸盤 7沿著正三角形的三個頂點等距離分布。所述前吸盤支架1的底面設(shè)置有一只萬向輪8，萬向輪8與前吸盤支架1之間為彈性連接，當(dāng)吸盤7位于吸附狀態(tài)時，萬向輪8被壓縮，當(dāng)吸盤7位于松開狀態(tài)時，萬向輪8彈出，可以使吸盤7與壁面脫離，由此減少吸盤7與壁面之間的摩擦力，更利于機器人的運行。所述后吸盤支架2的底面也可以設(shè)置有同樣的萬向輪 8。參見圖1，所述前吸盤支架1上固定有固定滑塊5，所述推進氣缸4的伸縮桿與固定滑塊5固定連接，推進氣缸4的缸體與連接座3轉(zhuǎn)動連接，防止前吸盤支架1相對后吸盤支架2相對壁面的高低錯位而導(dǎo)致的泄氣。所述連接座3上固定有導(dǎo)軌64，所述導(dǎo)軌64滑動插設(shè)在所述固定滑塊5內(nèi)，以起到導(dǎo)向的作用。從受力均勻的角度考慮，所述導(dǎo)軌64為均勻分布在推進氣缸4兩側(cè)的兩根。所述連接片61也為兩片，分別固定在兩根導(dǎo)軌64上，所述固定片63為兩片，均固定在后吸盤支架上。相應(yīng)的，所述轉(zhuǎn)向氣缸62也為兩只，分別為缸體轉(zhuǎn)動連接在一片固定片63上、伸縮桿轉(zhuǎn)動連接在一片連接片61上。該吸盤式氣動爬壁機器人的運動原理如下推進運動(a)后吸盤支架2上的吸盤7吸附壁面，前吸盤支架1上的吸盤7松開、 萬向輪8接觸壁面；(b)推進氣缸4的伸縮桿伸出、推動前吸盤支架1前進；(c)前吸盤支架 1上的吸盤7吸附壁面，后吸盤支架2上的吸盤7松開、萬向輪8接觸壁面；(d)推進氣缸4 的伸縮桿縮回、拉動后吸盤支架2前進；返回(a)。轉(zhuǎn)向運動保持后吸盤支架2上的吸盤7吸附壁面，前吸盤支架1上的吸盤7松開、萬向輪8接觸壁面；兩只轉(zhuǎn)向氣缸62的伸縮桿一只伸出、另一只縮回，從而帶動前吸盤支架 1、推進氣缸4、連接座3等部件相對后吸盤支架2轉(zhuǎn)動。參見圖3、圖4、圖5，可見當(dāng)兩只轉(zhuǎn)向氣缸62的伸縮桿具有不同長度時，前吸盤支架1相對后吸盤支架2具有不同的角度。 本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本實用新型的保護范圍應(yīng)當(dāng)以本實用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求1.一種吸盤式氣動爬壁機器人，其特征在于包括前吸盤支架、后吸盤支架、轉(zhuǎn)動連接在后吸盤支架上的連接座，分別設(shè)置于前吸盤支架底面以及后吸盤支架底面的吸盤；推進氣缸，所述推進氣缸的一端連接于連接座、另一端連接于前吸盤支架；相對連接座固定的連接片、固定在后吸盤支架上的固定片、轉(zhuǎn)向氣缸，所述轉(zhuǎn)向氣缸的一端與連接片轉(zhuǎn)動連接、 另一端與固定片轉(zhuǎn)動連接。
2.如權(quán)利要求1所述的吸盤式氣動爬壁機器人，其特征在于所述前吸盤支架、后吸盤支架的底面分別設(shè)置有三只吸盤，三只吸盤沿著正三角形的三個頂點等距離分布。
3.如權(quán)利要求1所述的吸盤式氣動爬壁機器人，其特征在于所述前吸盤支架的底面設(shè)置有萬向輪，所述萬向輪與前吸盤支架之間為彈性連接。
4.如權(quán)利要求1所述的吸盤式氣動爬壁機器人，其特征在于所述后吸盤支架的底面設(shè)置有萬向輪，所述萬向輪與后吸盤支架之間為彈性連接。
5.如權(quán)利要求1所述的吸盤式氣動爬壁機器人，其特征在于所述前吸盤支架上固定有固定滑塊，所述推進氣缸的伸縮桿與固定滑塊固定連接，推進氣缸的缸體與連接座轉(zhuǎn)動連接。
6.如權(quán)利要求5所述的吸盤式氣動爬壁機器人，其特征在于所述連接座上固定有導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌滑動插設(shè)在所述固定滑塊內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的吸盤式氣動爬壁機器人，其特征在于所述導(dǎo)軌為兩根，所述連接片為兩片，分別固定在兩根導(dǎo)軌上；所述固定片為兩片，兩片固定片均固定在后吸盤支架上；所述轉(zhuǎn)向氣缸也為兩只，分別為缸體轉(zhuǎn)動連接在一片固定片上、伸縮桿轉(zhuǎn)動連接在一片連接片上。
專利摘要本實用新型提出一種吸盤式氣動爬壁機器人，包括前吸盤支架、后吸盤支架、轉(zhuǎn)動連接在后吸盤支架上的連接座，分別設(shè)置于所述前吸盤支架底面以及后吸盤支架底面的吸盤；推進氣缸，所述推進氣缸的一端連接于連接座、另一端連接于前吸盤支架；相對連接座固定的連接片、固定在后吸盤支架上的固定片、轉(zhuǎn)向氣缸，所述轉(zhuǎn)向氣缸的一端與連接片轉(zhuǎn)動連接、另一端與固定片轉(zhuǎn)動連接。該機器人能夠?qū)崿F(xiàn)前進、后退，并能在原地0°～180°間的任意角度旋轉(zhuǎn)。本實用新型還具有質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、靈活等優(yōu)點。
文檔編號B62D57/024GK202156471SQ20112024115
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者宋杰, 張靈彥, 王飛, 趙爽, 陳斌 申請人:上海電機學(xué)院