自主放氣式爬壁機器人振動吸附足部的製作方法

2023-06-06 04:00:56 1

專利名稱：自主放氣式爬壁機器人振動吸附足部的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種自主放氣式爬壁機器人振動吸附足部，具體地說是一 種低功耗的、能在較粗糙表面穩定吸附，並能夠實現自主吸放氣控制，對外具 有安裝接口的吸附裝置。屬於爬壁機器人的吸附裝置。
技術背景
目前，被動式的表面吸附裝置只能在相當光滑的表面上吸附，在較粗糙的 表面則需要功耗很高的真空泵來保證吸盤內的真空度。
在自主式的爬壁機器人領域的研究中，為了提高機器人的適應性，在設計 機器人的吸附裝置時必須使用可靠性高的真空泵吸盤。由於真空泵的體積大、 功耗大，導致機器人很難實現完全的自主，從而限制了爬壁機器人技術的發展
實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種自主放氣式爬壁機器人振動吸附足部，以 克服使用真空泵導致的體積增大、功耗增大等局限性。
本實用新型的技術方案是本實用新型的自主放氣式爬壁機器人振動吸附 足部具體包括上板組件，下板組件，放氣機構，傳動凸輪，卡箍軸承，凸輪 套，上下板連接件，穩定環，穩固彈簧，固定螺母，放氣機構固定螺栓
上板組件包括電機固定套，電機，電機安裝板，上板吸盤接頭，真空吸盤， 上板，導向杆；真空吸盤與上板吸盤接頭的頭部連接，上板吸盤接頭安裝在上 板上；電機安裝在電機安裝板的端面上，電機固定套套在電機的外表面上，電 機固定套和電機安裝板通過螺栓連接在上板的螺紋孔中；導向杆安裝在上板的 螺紋孔中；
下板組件包括直線軸承，下板吸盤接頭，真空吸盤，下板；吸盤安裝在下 板吸盤接頭的頭部，下板吸盤接頭安裝在下板的螺紋孔中，直線軸承安裝在下板的軸承孔中；
放氣機構包括導向塊，復位彈簧，偏心輪框，橡膠片，六通閥，偏心單向 軸承；偏心單向軸承與偏心輪框的方框部分配合，偏心輪框右端與六通閥的中 心孔配合，偏心輪框左端與導向塊的中心孔配合，偏心輪框右側粘接有橡膠片；
偏心單向軸承的內孔與傳動凸輪端部的圓柱體部分配合；
傳動凸輪通過其上的D形孔與電機的輸出軸相連，卡箍軸承的內表面與傳
動凸輪的外表面配合，其外表面與凸輪套的內表面配合，凸輪套與上下板連接
件連接，上下板連接件與下板相連；
穩定環通過穩固彈簧和固定螺母與下板組件的下板吸盤接頭相連。
其中，所述的直線軸承與下板的軸承孔之間為緊配合。
其中，所述的偏心單向軸承與偏心輪框的方框部分為高副配合。
本實用新型的優點及功效在於該裝置不但可以在較粗糙的表面(如室內
牆面)實現穩定吸附和放氣，而且具有體積小、功耗小、模塊化設計的優點，
以及和真空泵吸盤相當的控制響應速度。


圖1是本實用新型的三維視圖
圖2是本實用新型的結構爆炸圖
圖3是本實用新型的上板組件爆炸圖
圖4是本實用新型的下板組件爆炸圖
圖5是本實用新型的放氣機構爆炸圖
圖6是本實用新型的穩定環
圖7是本實用新型的吸盤結構圖
圖8是本實用新型的上板吸盤接頭結構
圖9是本實用新型的下板吸盤接頭結構
圖10A是本實用新型的傳動凸輪圖10B是傳動凸輪的右視圖
圖ll是本實用新型的卡箍軸承
圖12是本實用新型的凸輪套
圖13是本實用新型的上下板連接件圖14是本實用新型的上板
圖15是本實用新型的下板
圖16是本實用新型的偏心單向軸承
圖17是本實用新型的偏心輪框
圖18是本實用新型的六通闊
圖19是本實用新型的導向塊
圖中具體標號如下
A-上板組件 B-下板組件 C-放氣機構
1、電機固定套2、電機3、電機安裝板
4、上板吸盤接頭5、10、真空吸盤6、上板
7、導向杆8、直線軸承9、下板吸盤接頭
11、下板12、導向塊13、復位彈簧
14、偏心輪框15、橡膠片16、六通閥
17、偏心單向軸承18、傳動凸輪19、卡箍軸承
20、凸輪套21、上下板連接件22、穩定環
23、穩固彈簧24、固定螺母25、放氣機構固定螺栓
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型的技術方案進一步說明。
如圖l、 2、 6、 10、 11、 12、 13所示，本實用新型由上板組件A，下板組件 B，放氣機構C，傳動凸輪18，卡箍軸承19，凸輪套20，上下板連接件21，穩 定環22，穩固彈簧23，固定螺母24，放氣機構固定螺栓25組成。
如圖3、 7、 8、 14所示，上板組件A包括電機固定套1，電機2，電機安裝 板3，上板吸盤接頭4，真空吸盤5，上板6，導向杆7。真空吸盤5安裝在上 板吸盤接頭4的頭部，上板吸盤接頭4通過其尾部的螺紋安裝在上板6上的螺 紋孔中。電機2安裝在電機安裝板3的端面上，電機固定套l和電機安裝板間 通過螺釘連接，實現對電機2的固定。導向杆7通過其尾部的螺栓安裝在上板 6上的螺紋孔中。
如圖4、 9、 15所示，下板組件B包括直線軸承8，下板吸盤接頭9，真空吸盤IO，下板ll。吸盤10安裝在下板吸盤接頭9的頭部，下板吸盤接頭9通 過其尾部的螺紋安裝在下板11上的螺紋孔中。直線軸承通過緊配合安裝在下板 11上的軸承孔中。
如圖5、 17、 18、 19所示，放氣機構C包括導向塊12，復位彈簧13，偏心 輪框14，橡膠片15,六通閥16,偏心單向軸承17。偏心單向軸承17與偏心輪 框14的方框部分構成高副配合，偏心輪框14右端的圓柱體與六通閥16上的中 心孔配合，偏心輪框14左端的圓柱體與導向塊12上的中心孔配合，實現對偏 心輪框14的導向，偏心輪框14右側的方形部分上粘接有橡膠片15。
偏心單向軸承17的內孔與傳動凸輪18端部的圓柱體部分配合(如圖8所 示)，當傳動凸輪18逆時針轉動時(正轉)，偏心單向軸承17作用與普通軸承 一樣，當傳動凸輪18順時針轉動時(反轉)，偏心單向軸承17將與傳動凸輪一 起運動，運動通過偏心單向軸承17與偏心輪框的高副配合推動偏心輪框向左運 動，使橡膠片與六通閥16的閥面脫開，使導氣管與大氣聯通，實現對吸附裝置 的放氣。當傳動凸輪18再次正轉時，偏心輪框將在復位彈簧13的作用下向右 運動，橡膠片將重新與閥面貼合，通過復位彈簧13的預緊力實現對吸附裝置的 密封。
傳動凸輪18 (如圖10A、 IOB所示)通過其上的D形孔與電機2的輸出軸 相連，卡箍軸承19的內表面與傳動凸輪的外表面配合，其外表面與凸輪套20 的內表面配合，凸輪套20與上下板連接件21通過螺栓連接，上下板連接件21 與下板11通過螺釘相連，這樣當電機2帶動傳動凸輪18正轉時，上板組件A 和下板組件B上兩組吸盤就可以做交替振動。
穩定環22通過穩固彈簧23和固定螺母24與下板組件B上的下板吸盤接頭 9相連，穩定環22上有連接接口。
通過將上述結構組裝在一起，並加上驅動電路即形成具有模塊化特性的吸 附裝置。該吸附裝置能夠在室內粉刷的牆面正常工作，在瓷磚壁面上的正拉力 載荷可達120N，功耗只有2W，自重為300g，所佔空間為O120X50。其性能與 現在的傳統的吸附裝置相比有著明顯的優勢。
權利要求1、一種自主放氣式爬壁機器人振動吸附足部，其特徵在於該裝置由上板組件，下板組件，放氣機構，傳動凸輪，卡箍軸承，凸輪套，上下板連接件，穩定環，穩固彈簧，固定螺母，放氣機構固定螺栓組成上板組件包括電機固定套，電機，電機安裝板，上板吸盤接頭，真空吸盤，上板，導向杆；真空吸盤與上板吸盤接頭的頭部連接，上板吸盤接頭安裝在上板上；電機安裝在電機安裝板的端面上，電機固定套套在電機的外表面上，電機固定套和電機安裝板通過螺栓連接在上板的螺紋孔中；導向杆安裝在上板的螺紋孔中；下板組件包括直線軸承，下板吸盤接頭，真空吸盤，下板；吸盤安裝在下板吸盤接頭的頭部，下板吸盤接頭安裝在下板的螺紋孔中，直線軸承安裝在下板的軸承孔中；放氣機構包括導向塊，復位彈簧，偏心輪框，橡膠片，六通閥，偏心單向軸承；偏心單向軸承與偏心輪框的方框部分配合，偏心輪框右端與六通閥的中心孔配合，偏心輪框左端與導向塊的中心孔配合，偏心輪框右側粘接有橡膠片；偏心單向軸承的內孔與傳動凸輪端部的圓柱體部分配合；傳動凸輪通過其上的D形孔與電機的輸出軸相連，卡箍軸承的內表面與傳動凸輪的外表面配合，其外表面與凸輪套的內表面配合，凸輪套與上下板連接件連接，上下板連接件與下板相連；穩定環通過穩固彈簧和固定螺母與下板組件的下板吸盤接頭相連。
2、 根據權利要求1所述的自主放氣式爬壁機器人振動吸附足部，其特徵在 於所述的直線軸承與下板的軸承孔之間為緊配合。
3、 根據權利要求1所述的自主放氣式爬壁機器人振動吸附足部，其特徵在 於所述的偏心單向軸承與偏心輪框的方框部分為高副配合。
專利摘要本實用新型一種自主放氣式爬壁機器人振動吸附足部，其特徵在於該裝置由上板組件，下板組件，放氣機構，傳動凸輪，卡箍軸承，凸輪套，上下板連接件，穩定環，穩固彈簧，固定螺母，放氣機構固定螺栓組成。傳動凸輪通過卡箍軸承帶動凸輪套和上下板連接件沿導向杆做往復運動；通過對偏心單向軸承的使用實現通過電機的正反轉完成對吸附裝置的吸放氣控制；通過穩定環保證該吸附裝置作為機器人足部使用時不會因自身振動而影響機器人整體的穩定性。該吸附裝置能夠在室內粉刷的牆面正常工作，在瓷磚壁面上的正拉力載荷可達120N，功耗只有2W，自重為300g，所佔空間為Φ120×50。其性能與現在的傳統的吸附裝置相比有著明顯的優勢。
文檔編號B62D57/024GK201305050SQ200820123420
公開日2009年9月9日 申請日期2008年10月29日 優先權日2008年10月29日
發明者榮 劉, 浩 楊, 洪青鋒 申請人:北京航空航天大學