一種機器壁虎的製作方法

2023-09-13 03:56:05 3

一種機器壁虎的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種機器壁虎，包括動力系統、吸附系統、控制系統。動力系統包括輪子、驅動電機、轉盤、直線電機、推桿、連杆；吸附系統包括高速電機、風扇、迷宮式腔體、真空補氣裝置。多腔體結構，提高了機器人工作過程的可靠性和適應性；同時真空補氣閥裝置使機器人行走驅動力更加穩定，增加了機器人對不同壁面的適應能力。可用於對核廢液罐、反應堆壓力罐進行裂縫檢查，測厚及焊縫探傷、對巨型壁面的噴塗，玻璃壁面的清洗，磁磚安裝，橋梁探傷、對圓形大罐或球形罐的內外壁面進行檢查、測量和保養，還可以用於對船體的除鏽、噴塗等。
【專利說明】一種機器壁虎
【技術領域】
[0001]本發明涉及機器壁虎領域，尤其是利用連續負壓原理，採用多腔體吸附結構的多腔體螃蟹式負壓機器壁虎。
【背景技術】
[0002]機器壁虎作為機器人的一個特殊分支，其特點是能克服重力作用在牆壁、天花板上自由運動。由於機器壁虎工作的特殊性，受到世界各國科研工作者的關注。
[0003]隨著城市高層建築不斷出現，隨之而來的是高層作業的問題。目前機器壁虎應用主要集中於以下幾個領域:在核工業中，用於對核廢液罐、反應堆壓力罐進行裂縫檢查，測厚及焊縫探傷等；建築行業中，用於對巨型壁面的噴塗，玻璃壁面的清洗，磁磚安裝，橋梁探傷等；消防部門中，用於輸送救助物資；石化行業中，用於對圓形大罐或球形罐的內外壁面進行檢查、測量和保養；造船行業中，用於對船體的除鏽、噴塗等。
[0004]隨著國家經濟水平的不斷提高，將有更多的涉及到高空作業的工作，機器壁虎的應用領域也會有著越來越廣闊的前景。
[0005]傳統機器壁虎主要有真空吸附和磁吸附兩種形式:真空吸附式機器人的缺點是當壁面凸凹不平時，容易使吸盤漏氣，從而使吸附力下降，承載能力降低，當遇到壁面有大的裂紋和磚縫時，機器人不能完成吸附動作。磁吸附方式對壁面的凸凹適應性強，且吸附力大，但要求壁面必須是導磁材料。這兩種機器人又同時具有移動連續性差，工作效率低等問題。以上兩種機器壁虎由於使用條件的要求，嚴重地限制了機器壁虎的應用環境。
[0006]針對當前機器壁虎的不足，本發明提供了一種利用連續負壓原理，採用多腔體吸附結構，具有對壁面結構形狀適應能力強，穩定性好，不受壁面材料限制，移動靈活的機器壁虎。機器人控制利用遙控器操作，控制靈活方便，有很好的應用前景。

【發明內容】

[0007]本發明要解決的技術問題是:克服當前負壓機器壁虎技術的不足，提供一種多腔體螃蟹式負壓機器壁虎，具有對壁面結構形狀適應能力強，穩定性好，不受壁面材料限制，移動靈活等特點，特別適用於高層建築或高空作業。
[0008]本發明採用的技術方案是:一種機器壁虎，該機器人利用高速電機帶動的風扇，抽取機器人與壁面之間密封腔內的氣體，使密封腔內產生連續負壓，使機器人完成吸附的過程。
[0009]該機器人包括動力系統、吸附系統、控制系統。動力系統包括輪子、驅動電機、轉盤、直線電機、推桿、連杆；吸附系統包括高速電機、風扇、迷宮式腔體、真空補氣裝置。控制系統包括接收系統和遙控器。採用連續負壓原理可以很好的克服機器人對牆體的適應問題，同時採用輪式驅動和螃蟹式轉向的方式，使機器人具有很好的運動連續性；
驅動電機固定在轉盤上，電機輸出軸與輪子連接，轉盤與底座採用軸承固定，轉盤可以在90°範圍內轉動；直線電機固定在底座上，直線電機推桿和轉盤之間採用連杆連接，組成曲柄滑塊逆向機構，可以通過直線電機的往復運動，帶動推桿運動，進而驅動轉盤轉動來完成轉向。
[0010]四個腔體固定在底座上，其中接觸壁面的部分為迷宮式柔性結構，腔體的負壓系統由固定在腔體固定板上的高速電機和風扇組成，利用高速電機帶動的風扇，抽取機器人與壁面之間密封腔內的氣體，使密封腔內產生連續負壓。
[0011]本發明採用連續負壓原理可以很好的克服機器人對牆體的適應問題，同時採用輪式驅動和螃蟹式轉向的方式，使機器人具有很好的運動連續性；受章魚多吸盤的啟發，設計了具有創新性的多腔體結構，提高了機器人工作過程的可靠性和適應性；同時真空補氣閥裝置使機器人行走驅動力更加穩定，增加了機器人對不同壁面的適應能力，從而拓寬了機器壁虎的應用範圍。
[0012]本發明的主要技術指標:最大負壓40KPa，整機質量1.8kg,吸附電機轉速I IOOOrpm,驅動電機牽引力>32N,負載力>14N。
[0013]本發明所實現的技術效果是:利用連續負壓原理，採用多腔體吸附結構，具有對壁面結構形狀適應能力強，穩定性好，不受壁面材料限制，移動靈活等特點。機器人控制利用遙控器操作，控制靈活方便，有很好的應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是機器人主要結構圖(上)
圖2是機器人主要結構圖(下)
圖3是機器人橫行模式圖 圖4是機器人原地360°轉彎圖
其中:1.驅動電機2.底座3.腔體固定板4.轉盤5.車輪6.直線電機7.風扇
8.連杆9.高速電機和真空補氣裝置10.推桿11.迷宮式腔體。
【具體實施方式】
[0015]如圖所示，本發明包括動力系統、吸附系統、控制系統。動力系統包括輪子5、驅動電機1、轉盤4、直線電機6、推桿10、連杆8 ;吸附系統包括高速電機和真空補氣裝置9、風扇
7、迷宮式腔體11。控制系統包括接收系統和遙控器。
[0016]驅動電機I固定在轉盤4上，電機I輸出軸與輪子5連接，轉盤4與底座2採用軸承固定，轉盤4可以在90°範圍內轉動；直線電機6固定在底座2上，直線電機推桿10和轉盤4之間採用連杆8連接，組成曲柄滑塊逆向機構，可以通過直線電機6的往復運動，帶動推桿10運動，進而驅動轉盤4轉動來完成轉向。
[0017]四個腔體固定在底座2上，其中接觸壁面的部分為迷宮式柔性11結構，腔體的負壓系統由固定在腔體固定板3上的高速電機9和風扇7組成，利用高速電機9帶動的風扇7，抽取機器人與壁面之間密封腔11內的氣體，使密封腔內產生連續負壓。
[0018]機器人主要用於對核廢液罐、反應堆壓力罐進行裂縫檢查，測厚及焊縫探傷、對巨型壁面的噴塗，玻璃壁面的清洗，磁磚安裝，橋梁探傷、對圓形大罐或球形罐的內外壁面進行檢查、測量和保養，還可以用於對船體的除鏽、噴塗等。
【權利要求】
1.一種機器壁虎，其特徵在於：該機器人利用高速電機帶動的風扇，抽取機器人與壁 面之間密封腔內的氣體，使密封腔內產生連續負壓，使機器人完成吸附的過程。
2.根據權利要求1所述的機器壁虎，其特徵在於包括動力系統、吸附系統、控制系統; 動力系統包括驅動電機（1)、轉盤（4)、輪子（5)、直線電機（6)、推桿（10)、連杆（8);吸附系 統包括高速電機和真空補氣裝置（9)、風扇（7)、迷宮式腔體（11);控制系統包括接收系統 和遙控器。
3.根據權利要求2所述的機器壁虎，其特徵在於：驅動電機（1)固定在轉盤（4)上，電 機⑴輸出軸與輪子（5)連接，轉盤⑷與底座⑵採用軸承固定，轉盤⑷可以在90°範 圍內轉動。
4.根據權利要求3所述的機器壁虎，其特徵在於：直線電機（6)固定在底座（2)上，直 線電機推桿（10)和轉盤（4)之間採用連杆（8)連接，組成曲柄滑塊逆向機構，可以通過直 線電機（6)的往復運動，帶動推桿（10)運動，進而驅動轉盤（4)轉動來完成轉向。
5.根據權利要求4所述的機器壁虎，其特徵在於：四個腔體固定在底座（2)上，其中接 觸壁面的部分為迷宮式柔性（11)結構，腔體的負壓系統由固定在腔體固定板（3)上的高速 電機（9)和風扇（7)組成，利用高速電機（9)帶動的風扇（7)，抽取機器人與壁面之間密封腔 (11)內的氣體，使密封腔內產生連續負壓。
6.根據權利要求5所述的機器壁虎，其特徵在於：工作原理為採用連續負壓原理可以 很好的克服機器人對牆體的適應問題，同時採用輪式驅動和螃蟹式轉向的方式，使機器人 具有很好的運動連續性；受章魚多吸盤的啟發，設計了具有創新性的多腔體結構，提高了機 器人工作過程的可靠性和適應性；同時真空補氣閥裝置使機器人行走驅動力更加穩定，增 加了機器人對不同壁面的適應能力，從而拓寬了機器壁虎的應用範圍。
7.根據權利要求6所述的機器壁虎，其特徵在於：本發明的主要技術指標：最大負壓 40KPa，整機質量1. 8kg，吸附電機轉速llOOOrpm，驅動電機牽引力>32N，負載力>14N。
【文檔編號】B62D57/024GK103832500SQ201210478037
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月22日 優先權日:2012年11月22日
【發明者】徐哲 申請人:上海市閔行區智慧財產權保護協會, 徐哲