履帶吸盤式爬壁機器人的製作方法
2023-05-25 15:20:21
履帶吸盤式爬壁機器人的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種履帶吸盤式爬壁機器人，主要應用於高層建築壁面清潔和救援物質傳遞，共有16組吸盤，吸盤均勻固定在履帶上，在爬壁機器人工作的過程中吸盤隨履帶進行移動，將吸盤的真空吸附方式和履帶式移動方式相結合，履帶通過齒條分別與主動輪和從動輪進行嚙合銜接履帶不直接與壁面接觸，減少了不平滑壁面對履帶的損害，提高了履帶的使用壽命，同時履帶通過齒條分別與主動輪和從動輪進行嚙合銜接，使機器人能夠平穩快速地在壁面上移動，主動輪置中，從動輪對稱布置的方式使履帶受力最大處避開了履帶彎曲處，減少了對履帶的損害，進一步提高了履帶的使用壽命，從而提高了機器人的運行穩定性和工作效率。
【專利說明】履帶吸盤式爬壁機器人
【技術領域】
[0001]本發明涉及電纜套件的領域，特別是涉及一種履帶吸盤式爬壁機器人。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步，工業機器人在各個領域得到了廣泛地運用。其中，爬壁機器人以其在核工業、建築、消防等行業的突出優點越來越受到人們的關注。
[0003]爬壁機器人(又稱「爬牆機」)在清潔高層建築壁面上的應用，可以看出隨著控制和機電技術的發展，這種可以替代手工勞作的壁面清洗機器人的出現將人從繁重、危險的高樓清洗工作中解放出來，降低高層建築的清洗成本，提高生產效率，同時也推動清洗業的發展，帶來相當的社會效益、經濟效益。但這僅僅是爬壁機器人的一個應用領域，近幾年來，隨著各式各樣的機器人在各個領域中的廣泛應用和發展，爬壁機器人作為能夠在垂直陡壁上進行作業的機器人，以其能夠成為高空極限作業的一種自動機械裝置的優良特性，越來越受到人們的重視。概括起來，爬壁機器人主要可以應用於以下領域:
(1)在建築行業可應用於噴塗巨型牆面、安裝瓷磚、壁面探傷、壁面修復整容、壁面清洗、擦拭玻璃壁面等；
(2)在消防部門可應用於攜帶消防器械、傳遞救援物資、進行高空救援工作；
(3)在核工業可用於對核廢液儲罐進行視覺檢查、測厚及焊縫探傷等危險的工作；
(4)在石化企業可用於對立式金屬罐或球形罐的內外壁面進行檢查或噴砂除鏽、噴漆防腐；
(5)在造船業可用於噴塗船體的內外壁、對船體的內外壁進行檢查、船體內外壁清潔等;
(6)在搶險救災上可應用於向高空被困人員運送逃生器械、傳遞食物水給養等；
(7)在航空航天上，可用於太空探索、空間衛星維修等。
[0004]由此可見，爬壁機器人的應用領域廣泛涉及民生、核工業、造船工業等，並在這些領域中擔任著十分重要的工作，能夠促進生產力的提高、改善人民的生活與工作條件。爬壁機器人結構原理的研究與開發能夠為壁面機器人的生產製造和升級進步起到指導與促進的作用；另外，爬壁機器人相關技術的研究科研成果可以直接應用於或帶動相關鏈條產業的進步，從整體上促進生產力的發展，提高人民的生活質量。
[0005]總之，積極研究與發展爬壁機器人技術，努力開發與設計製造可以轉化為實際生產力的爬壁機器人是生產力發展的需要，是人民生活質量和工作條件改善與提高的需要，也是我國科技興國、技術進步的需要。
[0006]現有技術中爬壁機器人實現對壁面的吸附有三種方式即真空吸附、磁吸附和推力吸附。真空吸附較為常用的是吸盤吸附法，利用大氣壓力使機器人吸附在壁面上，這種方法多用於爬行於玻璃壁面的機器人上，真空吸附法又分為單吸盤和多吸盤兩種結構形式。當壁面比較粗糙時，真空吸附方式的機器人容易產生漏氣的現象，因此多改為使用磁吸附的方式，磁吸附法可分為電磁體和永磁體兩種，磁吸附方式對壁面的凸凹適應性強，但磁吸附式機器人僅適用於導磁材料壁面。推力吸附的方式即利用機器人自身產生的推力使其吸附於壁面上，這種方式結構較為複雜且工作可靠性較低。
【發明內容】
[0007]本發明主要解決的技術問題是提供一種履帶吸盤式爬壁機器人，主要應用於高層建築壁面清潔和救援物質傳遞，共有16組吸盤，吸盤均勻固定在履帶上，在爬壁機器人工作的過程中吸盤隨履帶進行移動，將吸盤的真空吸附方式和履帶式移動方式相結合，履帶通過齒條分別與主動輪和從動輪進行嚙合銜接履帶不直接與壁面接觸，減少了不平滑壁面對履帶的損害，提高了履帶的使用壽命，同時履帶通過齒條分別與主動輪和從動輪進行嚙合銜接，使機器人能夠平穩快速地在壁面上移動，主動輪置中，從動輪對稱布置的方式使履帶受力最大處避開了履帶彎曲處，減少了對履帶的損害，進一步提高了履帶的使用壽命，從而提高了機器人的運行穩定性和工作效率。
[0008]為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:提供一種履帶吸盤式爬壁機器人，包括車體、履帶、吸盤、主動輪、從動輪，所述的車體為長方形結構，所述的履帶分別對稱安裝在車體長度方向的兩側，所述的吸盤的數量為16組，每8組所述的吸盤分別均勻固定在一個履帶的外表面，所述的主動輪和從動輪安裝在履帶的內部，所述的主動輪安裝在履帶內部的中間位置，所述的從動輪分別安裝在履帶內部的左右兩側，所述的履帶的內壁上還設置有齒條，所述的履帶通過齒條分別與主動輪和從動輪進行嚙合銜接。
[0009]在本發明一個較佳實施例中，所述的吸盤的材質採用軟橡膠；所述的履帶的材質米用橡膠。
[0010]在本發明一個較佳實施例中，所述的爬壁機器人還包括配氣盤，所述的配氣盤分別安裝在履帶的外側。
[0011]在本發明一個較佳實施例中，所述的履帶和配氣盤均為橢圓型結構。
[0012]在本發明一個較佳實施例中，所述的爬壁機器人還包括背倉和清潔組件，所述的背倉和清潔組件均設置在車體的內部。
[0013]在本發明一個較佳實施例中，所述的主動輪和從動輪均採用雙輪結構。
[0014]本發明的有益效果是:本發明的履帶吸盤式爬壁機器人，主要應用於高層建築壁面清潔和救援物質傳遞，共有16組吸盤，吸盤均勻固定在履帶上，在爬壁機器人工作的過程中吸盤隨履帶進行移動，將吸盤的真空吸附方式和履帶式移動方式相結合，履帶通過齒條分別與主動輪和從動輪進行嚙合銜接履帶不直接與壁面接觸，減少了不平滑壁面對履帶的損害，提高了履帶的使用壽命，同時履帶通過齒條分別與主動輪和從動輪進行嚙合銜接，使機器人能夠平穩快速地在壁面上移動，主動輪置中，從動輪對稱布置的方式使履帶受力最大處避開了履帶彎曲處，減少了對履帶的損害，進一步提高了履帶的使用壽命，從而提高了機器人的運行穩定性和工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發明履帶吸盤式爬壁機器人一較佳實施例的俯視圖；
圖2是圖1中履帶的內部結構示意圖；
附圖中各部件的標記如下:1、車體，2、履帶，3、吸盤，4、主動輪，5、從動輪，21、齒條。
【具體實施方式】
[0016]下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0017]爬壁機器人在高層建築的垂直壁面上行走並完成清潔及傳遞救援物質工作，為了防止機器人從垂直壁面上滑落，爬壁機器人必須與壁面間保持足夠的吸附力，並具有一定的抗傾覆能力，履帶吸盤式的爬壁機器人能夠提供較大的吸附力。
[0018]如圖1和圖2所示，本發明實施例包括:
一種履帶吸盤式爬壁機器人，包括車體1、履帶2、吸盤3、主動輪4、從動輪5，所述的車體I為長方形結構，所述的履帶2分別對稱安裝在車體I長度方向的兩側，所述的吸盤3的數量為16組，每8組所述的吸盤3分別均勻固定在一個履帶2的外表面。在爬壁機器人工作的過程中吸盤3隨履帶2進行移動，將吸盤3的真空吸附方式和履帶式移動方式相結合，由於吸盤3固定在履帶2的外表面上，履帶2不直接與壁面接觸，減少了不平滑壁面對履帶2的損害，提高了履帶2的使用壽命。
[0019]上述中，所述的主動輪4和從動輪5安裝在履帶2的內部，所述的主動輪4安裝在履帶2內部的中間位置，所述的從動輪5分別安裝在履帶2內部的左右兩側，所述的履帶2的內壁上還設置有齒條21，所述的履帶2通過齒條21分別與主動輪4和從動輪5進行嚙合銜接。其中，所述的主動輪4和從動輪5均採用雙輪結構，使機器人能夠平穩快速地在壁面上移動，主動輪4置中，從動輪5對稱布置的方式，可增大接觸面積且使履帶2上受力集中處遠離履帶2彎曲處，減少了對履帶2的損害，進一步提高了履帶2的使用壽命。
[0020]由於主動輪4和從動輪5的聯結模擬了齒輪與齒條的嚙合，兩者齒的模數等參數是相同的。為了保證在運動時履帶2與主動輪4和從動輪5不會咬死，把履帶2內壁上齒條21的齒的厚度做的相對薄一點，保證有足夠的嚙合空間。
[0021]進一步的，所述的爬壁機器人還包括配氣盤(圖未視)，所述的配氣盤分別安裝在履帶2的外側。其中，所述的履帶2和配氣盤均為橢圓型結構。當爬壁機器人工作時，履帶2處於旋轉狀態，當相應的吸盤3進入或退出工作狀態時，由配氣盤穩定可靠地完成吸盤3的抽氣與進氣工作，產生或破壞真空環境使吸盤3吸附或放開壁面。在爬壁機器人工作過程中，總有4組吸盤3處於工作狀態，16組吸盤3輪流進入工作狀態，完成爬壁機器人在壁面的吸附與移動。
[0022]再進一步的，所述的爬壁機器人還包括背倉(圖未視)和清潔組件(圖未視)，所述的背倉和清潔組件均設置在車體I的內部。爬壁機器人能夠在玻璃等較平整的壁面上上下平穩地移動，通過攜帶清潔組件，在自身移動的過程中完成對壁面的清潔工作。將消防或救援器械、物品放入爬壁機器人的背倉或裝夾在相應接口上隨爬壁機器人移動，可完成傳遞救援物質的工作，應用於壁面清潔、攜帶消防器械、傳遞救援物資，高層建築玻璃等較平整壁面上完成壁面清潔，傳遞消防器械等功能的爬壁機器人。
[0023]本發明中，所述的吸盤3的材質採用軟橡膠；所述的履帶2的材質採用橡膠。橡膠製成的履帶2具有接地比壓小、牽引力大、振動小、噪音低、溼田通過性能好、不損傷路面、速度快的優點。吸盤3在履帶2上的離散分布特點和履帶2自身的柔性使得爬壁機器人能夠相對容易的逾越障礙物。
[0024]本發明提供的履帶吸盤式爬壁機器人相比現有技術，具有如下優點:
(1)吸盤2在履帶3上的離散分布特點和履帶自身的柔性使得爬壁機能夠相對容易的逾越障礙物，如玻璃縫隙、牆面小突起等。履帶不直接與壁面接觸，減少了不平滑壁面對履帶的損害，提高了爬壁機器人的工作壽命；
(2)吸盤真空式吸附方式適用於非導磁壁面，克服了磁吸附原理對壁面性質要求較高的缺點，擴大了爬壁機器人的工作範圍；
(3)配氣盤可以穩定可靠地完成吸盤3的抽氣和進氣工作，有效地解決了在旋轉的履帶2間通氣管相互纏繞的問題；
(4)履帶2與主動輪4和從動輪5模擬齒輪齒條嚙合的聯結方式使爬壁機器人能夠平穩快速地在壁面上移動；主動輪置中，從動輪對稱布置的方式使履帶2受力最大處避開了履帶2彎曲處，減少了對履帶2的損害，提高了履帶2的使用壽命。
[0025]以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種履帶吸盤式爬壁機器人，其特徵在於，包括車體、履帶、吸盤、主動輪、從動輪，所述的車體為長方形結構，所述的履帶分別對稱安裝在車體長度方向的兩側，所述的吸盤的數量為16組，每8組所述的吸盤分別均勻固定在一個履帶的外表面，所述的主動輪和從動輪安裝在履帶的內部，所述的主動輪安裝在履帶內部的中間位置，所述的從動輪分別安裝在履帶內部的左右兩側，所述的履帶的內壁上還設置有齒條，所述的履帶通過齒條分別與主動輪和從動輪進行嚙合銜接。
2.根據權利要求1所述的履帶吸盤式爬壁機器人，其特徵在於，所述的吸盤的材質採用軟橡膠；所述的履帶的材質採用橡膠。
3.根據權利要求1所述的履帶吸盤式爬壁機器人，其特徵在於，所述的爬壁機器人還包括配氣盤，所述的配氣盤分別安裝在履帶的外側。
4.根據權利要求3所述的履帶吸盤式爬壁機器人，其特徵在於，所述的履帶和配氣盤均為橢圓型結構。
5.根據權利要求1所述的履帶吸盤式爬壁機器人，其特徵在於，所述的爬壁機器人還包括背倉和清潔組件，所述的背倉和清潔組件均設置在車體的內部。
6.根據權利要求1所述的履帶吸盤式爬壁機器人，其特徵在於，所述的主動輪和從動輪均採用雙輪結構。
【文檔編號】B62D57/024GK104071247SQ201410204990
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】丁慎平, 廖祥兵, 代昌浩 申請人:蘇州工業園區職業技術學院