一種多足壁面移動機(jī)器人的真空負(fù)壓吸附系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械控制領(lǐng)域，具體涉及一種多足壁面移動機(jī)器人的真空負(fù)壓吸附系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壁面移動機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)在壁面上自由移動必須具備吸附和移動功能。吸附方式按吸附功能來分主要有真空吸附、磁吸附和推力吸附三類。
[0003]磁吸附方式雖然能產(chǎn)生較大的吸附力，而且不受壁面凹凸或裂縫的限制，但只適用于導(dǎo)磁性材料構(gòu)成的壁面，適用范圍受限。推力吸附是用螺旋槳等裝置給機(jī)器人提供一個推力將機(jī)器人貼附在壁面上，這種吸附方式具有適用面廣，不受壁面的材料、表面光滑程度的限制，但產(chǎn)生推力的裝置體積大、噪聲大、效率低。傳統(tǒng)的真空單吸附方式對壁面有一定的光滑度的要求，越障能力差，對于復(fù)雜壁面環(huán)境或者遇到較大的溝槽、凹凸時，吸附盤負(fù)壓難于維持。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點與不足，本發(fā)明提供一種多足壁面移動機(jī)器人的真空負(fù)壓吸附系統(tǒng)及方法。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種多足壁面移動機(jī)器人的真空負(fù)壓吸附系統(tǒng)，包括多個真空吸盤通路，所述多個真空吸盤通路分別與控制器連接。
[0007]所述真空吸盤通路包括依次通過真空管路連接的真空發(fā)生器、真空單向閥、過濾器、電磁閥、安全閥及真空吸盤，所述真空發(fā)生器、電磁閥分別與控制器連接。
[0008]還包括負(fù)壓傳感器，所述負(fù)壓傳感器安裝在安全閥與真空吸盤的真空管路中間，所述負(fù)壓傳感器與控制器連接。
[0009]一種多足壁面移動機(jī)器人的真空負(fù)壓吸附方法，每個吸盤固定在機(jī)器人的一條腿上，并且有固定標(biāo)號，吸盤相對于機(jī)體的位置已知；
[0010]吸附過程中，控制器根據(jù)負(fù)壓傳感器反饋的實時負(fù)壓值，保證任意時刻至少有三個不在同一條直線上的吸盤同時吸附壁面，控制器控制相應(yīng)標(biāo)號的吸盤吸氣或者放氣，保證機(jī)器人能安全吸附；
[0011]吸盤不能正常吸附時，控制器控制安全閥斷開真空吸盤與真空管路的連接，同時，負(fù)壓傳感器把真空吸盤的負(fù)壓值反饋給控制器，控制器采取其他步態(tài)或進(jìn)行意外處理，保證壁面移動機(jī)器人的安全。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
[0013]橋梁表面材料通常不是導(dǎo)磁材料，表面也不光滑，通過本發(fā)明的真空負(fù)壓吸附系統(tǒng)，能夠提高壁面移動機(jī)器人在吸附和移動過程中的安全性和適用性；采用多吸盤閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)使得壁面移動機(jī)器人可以具有更大的負(fù)載和越障能力，同時具有噪聲低、效率高的特點，解決了傳統(tǒng)吸附系統(tǒng)適用性、安全性與越障能力、負(fù)載能力之間的矛盾。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0016]實施例
[0017]如圖1所示，一種多足壁面移動機(jī)器人的真空負(fù)壓吸附系統(tǒng)，主要用于橋梁攀爬的壁面移動機(jī)器人，包括多個真空吸盤通路，一般為六個吸盤通路，所述多個真空吸盤通路分別與控制器I連接，每個真空吸盤通路包括依次通過真空管路連接的真空發(fā)生器2、真空單向閥3、過濾器4、電磁閥5、安全閥6、負(fù)壓傳感器7及真空吸盤8，所述真空發(fā)生器2、負(fù)壓傳感器7、電磁閥5分別與控制器I連接。
[0018]控制器I控制真空發(fā)生器2的連通和切斷，真空發(fā)生器2通過真空管道連接到真空單向閥3，真空單向閥3保證了氣體只能單向?qū)?，真空單向閥3通過真空管道連接到過濾器4，降低氣體施壓時的噪聲，電磁閥5通過真空管道連接到安全閥6，安全閥6通過真空管道連接到機(jī)器人真空吸盤，負(fù)壓傳感器7安裝在安全閥6與真空吸盤8連接的真空管道上，六個吸盤分別安裝在爬壁移動機(jī)器人的六條腿的足關(guān)節(jié)上。
[0019]所述負(fù)壓傳感器7分別安裝在多個所述真空吸盤的支管道中，用于檢測每個所述真空吸盤的負(fù)壓值，當(dāng)某個所述真空吸盤吸附突然失效時，通過所述安全閥切斷該真空吸盤8與所述其余真空吸盤的負(fù)壓管路之間的通路，保證所述真空負(fù)壓吸附系統(tǒng)的安全。所述負(fù)壓傳感器7把所有吸盤的負(fù)壓值信息反饋給控制器，構(gòu)成閉環(huán)控制，所述控制器I配合所述壁面移動機(jī)器人步態(tài)的控制吸盤的吸氣和放氣，實現(xiàn)機(jī)器人壁面吸附和移動功能。
[0020]一種多足壁面移動機(jī)器人的真空負(fù)壓吸附方法，當(dāng)?shù)谝粭l腿要吸附時，控制器I發(fā)出控制信號，真空發(fā)生器2連通，電磁閥5關(guān)閉，真空吸盤8負(fù)壓值上升，此過程中，真空發(fā)生器2 —直工作，直到真空吸盤的負(fù)壓值穩(wěn)定在一個固定值，負(fù)壓傳感器7把真空吸盤穩(wěn)定后的負(fù)壓值反饋給控制器，控制器I確認(rèn)吸盤正常吸附，則吸附過程結(jié)束。
[0021]當(dāng)一條腿要放氣(移動)時，控制器I發(fā)出控制信號，真空發(fā)生器2切斷停止工作，電磁閥5打開，吸盤與外界大氣連通，負(fù)壓值迅速下降到零，負(fù)壓傳感器把吸盤負(fù)壓值反饋給控制器，控制器確認(rèn)真空吸盤正常放氣，放氣過程結(jié)束。
[0022]當(dāng)吸附過程由于意外不能使真空吸盤正常吸附時，如負(fù)壓值太低，安全閥斷開真空吸盤與其他真空管路的連接，同時負(fù)壓傳感器7把此時真空吸盤的負(fù)壓值反饋給控制器，控制器采取其他步態(tài)或進(jìn)行意外處理，保證壁面移動機(jī)器人的安全。
[0023]所述真空負(fù)壓吸附系統(tǒng)，所述的負(fù)壓傳感器7把測得的所述每個吸盤的實時的負(fù)壓值反饋給所述控制器，所述控制器I以所述每個吸盤的實時負(fù)壓值為參考，在規(guī)劃步態(tài)時保證任意時刻至少有三個不在同一條直線上吸盤正常工作，保證壁面移動機(jī)器人在步態(tài)行走過程中的安全。
[0024]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種多足壁面移動機(jī)器人的真空負(fù)壓吸附系統(tǒng)，其特征在于，包括多個真空吸盤通路，所述多個真空吸盤通路分別與控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸附系統(tǒng)，其特征在于，所述真空吸盤通路包括依次通過真空管路連接的真空發(fā)生器、真空單向閥、過濾器、電磁閥、安全閥及真空吸盤，所述真空發(fā)生器、電磁閥分別與控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吸附系統(tǒng)，其特征在于，還包括負(fù)壓傳感器，所述負(fù)壓傳感器安裝在安全閥與真空吸盤的真空管路中間，所述負(fù)壓傳感器與控制器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的吸附系統(tǒng)的方法，其特征在于， 每個吸盤固定在機(jī)器人的一條腿上，并且有固定標(biāo)號，吸盤相對于機(jī)體的位置已知； 吸附過程中，控制器根據(jù)負(fù)壓傳感器反饋的實時負(fù)壓值，保證任意時刻至少有三個不在同一條直線上的吸盤同時吸附壁面，控制器控制相應(yīng)標(biāo)號的吸盤吸氣或者放氣，保證機(jī)器人能安全吸附。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，吸盤不能正常吸附時，控制器控制安全閥斷開真空吸盤與真空管路的連接，同時，負(fù)壓傳感器把真空吸盤的負(fù)壓值反饋給控制器，控制器采取其他步態(tài)或進(jìn)行意外處理，保證壁面移動機(jī)器人的安全。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多足壁面移動機(jī)器人的真空負(fù)壓吸附系統(tǒng)及方法，包括真空吸盤通路，所述真空吸盤通路分別與控制器連接，真空吸盤通路包括依次通過真空管路連接的真空發(fā)生器、真空單向閥、過濾器、電磁閥、安全閥及真空吸盤，所述真空發(fā)生器、電磁閥分別與控制器連接，本發(fā)明采用多吸盤閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)使得壁面移動機(jī)器人可以具有更大的負(fù)載和越障能力，同時具有噪聲低、效率高的特點。
【IPC分類】B62D57-024
【公開號】CN104590416
【申請?zhí)枴緾N201410763739
【發(fā)明人】魏武, 葉春臺, 袁銀龍, 余俊俠
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月12日