一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置製造方法
2023-06-14 06:12:16 1
一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，屬於爬壁機器人【技術領域】。本發明的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，包括後輪、履帶、輔助輪、扭杆懸掛機構和前輪，所述的履帶設置在後輪和前輪之間，所述的履帶的外側表面布設有多個吸盤，所述的扭杆懸掛機構設置在履帶的內側，扭杆懸掛機構的一端與爬壁機器人的底盤鉸接，另一端與輔助輪鉸接，所述的輔助輪與履帶內側相嚙合，且履帶內側表面與輔助輪對應的區域設為磁力作用區。本發明提供了一種不需要獨立真空源和控制器，即能將吸盤可靠地吸附在牆面上，且能在運動時，有效減小運動衝擊和驅動損耗的履帶吸盤組合式行走裝置，結構簡單，成本較低。
【專利說明】—種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種爬壁機器人的行走裝置，更具體地說，涉及一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置。
【背景技術】
[0002]我們在製作玻璃幕牆清洗機器人時，需要一種真空吸盤使清洗機器人附著在玻璃幕牆上自由行動，現有的真空吸盤都需要外接一個真空發生器和多個電磁控制閥，控制真空吸盤與大氣或真空源的連通，結構複雜。一般，為了使清洗機器人也能在複雜的外牆行走，大多採用多個真空吸盤形成吸盤陣列，這個時候就暴露出公用真空源的弱點，例如在貼有瓷磚的牆面行走時，由於存在瓷磚粘結縫隙，吸盤陣列中就有吸盤密封不嚴，造成公共真空源真空度下降，影響使用。為了克服以上缺點，需要為每個吸盤準備獨立的真空源或加裝壓力檢測裝置進行實時控制，這都帶來系統複雜性和成本的上升，並且這種機器人若採用獨立電源的話，真空源必須時刻工作，所以需要依靠大量的電量來維持真空，所以若採用獨立電源的話，該機器人無法長時間持續工作，若採用外接電源的話，又給吊裝帶來不便。
[0003]中國專利申請號:201210114808.3，申請公布日為2012年8月15日，發明創造名稱為:履帶吸盤式壁面清潔機器人，該申請案為一種可以實現在玻璃幕牆、瓷磚外牆等垂直表面上行進並進行清洗工作的小型機器人。該機器人依靠裝有吸盤的履帶行進，履帶吸盤與真空泵聯接，經過抽氣形成局部真空以產生負壓；吸盤採用經特殊設計的自帶氣閥式結構，可通過槓桿作用放氣；機器人底盤中部設有轉向吸盤，通過電機控制滾珠絲槓的運轉，能夠使機器人車體圍繞轉向吸盤軸線旋轉以實現轉向；機器人車體前端設有超聲探測與反饋裝置，保證機器人在行進中能適時測障與避障；機器人車體上裝有霧狀噴淋裝置、滾筒刷洗裝置和刮板刮洗裝置，能夠在機器人行進時進行牆面的清洗工作。該申請案通過機器人系統功能、機械結構、運動機構、電子電路、傳感探測和程序控制等多技術和多學科的融合，使該機器人能實現在玻璃幕牆、瓷磚外牆等垂直表面上的可靠行進和高效清洗功能，但該申請案中的履帶吸盤與真空泵聯接，並通過真空泵的吸氣形成吸盤內部的局部負壓，保證吸盤的吸附，結構複雜，耗電量大，有待作出進一步地改進。
【發明內容】
[0004]1.發明要解決的技術問題
[0005]本發明的目的在於克服現有技術中履帶吸盤的結構複雜，吸附效果不佳，能源消耗大的不足，提供了一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，採用本發明的技術方案，不需要獨立真空源和控制器，即能將吸盤可靠地吸附在牆面上，且能在運動時，有效減小該裝置的運動衝擊和驅動損耗，結構簡單，可靠耐用，成本低廉。
[0006]2.技術方案
[0007]為達到上述目的，本發明提供的技術方案為:
[0008]本發明的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，包括後輪、履帶、輔助輪、扭杆懸掛機構和前輪，所述的履帶設置在後輪和前輪之間，所述的履帶的外側表面布設有多個吸盤，所述的扭杆懸掛機構設置在履帶的內側，扭杆懸掛機構的一端與爬壁機器人的底盤鉸接，另一端與輔助輪鉸接，所述的輔助輪與履帶內側相嚙合，且履帶內側表面與輔助輪對應的區域設為磁力作用區。
[0009]作為本發明的進一步改進，所述的扭杆懸掛機構包括彈簧、扭杆一和扭杆二，所述的扭杆一的一端與爬壁機器人的底盤鉸接，另一端與扭杆二的一端鉸接，所述的扭杆二的另一端與輔助輪的軸心鉸接，所述的彈簧的一端連接於扭杆一和扭杆二的鉸接點上，另一端連接於爬壁機器人的底盤上。
[0010]作為本發明的進一步改進，所述的履帶的前後兩端均設有清潔輥。
[0011]作為本發明的進一步改進，所述的扭杆懸掛機構和輔助輪的數量相同，均為兩個或兩個以上。
[0012]3.有益效果
[0013]採用本發明提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下有益效果:
[0014](I)本發明的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，其履帶外側表面均勻排布有若干個個吸盤，單個吸盤的尺寸較小，吸附效率高，可靠性強，且單個吸盤作用在牆上的附著力小，使得吸盤更容易在履帶滾動過程中脫開，減小驅動能的損耗；
[0015](2)本發明的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，其履帶內側表面與輔助輪對應的區域為磁力作用區，可增加履帶上的吸盤與底盤間的拉力，並且使吸盤在牆面上吸附的更加牢固；
[0016](3)本發明的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，其扭杆懸掛機構設置在履帶內側，扭杆懸掛機構一端與爬壁機器人的底盤鉸接，另一端與輔助輪鉸接，扭杆懸掛機構採用彈簧裝置，大大增強了履帶跨越障礙的能力；
[0017](4)本發明的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，其結構簡單，成本低廉，能夠長期、穩定的運行，應用範圍廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置的結構示意圖；
[0019]圖2為本發明的履帶外側表面的吸盤結構示意圖；
[0020]圖3為本發明的履帶外側表面的吸盤分布結構示意圖；
[0021]圖4為本發明的履帶內側表面磁力作用區域分布示意圖。
[0022]示意圖中的標號說明:
[0023]1、後輪；2、履帶；3、輔助輪；4、扭杆懸掛機構；41、彈簧；42、扭杆一 ；43、扭杆二 ；
5、前輪；6、吸盤；7、磁力作用區。
【具體實施方式】
[0024]為進一步了解本發明的內容，結合附圖和實施例對本發明作詳細描述。
[0025]實施例
[0026]如圖1和圖2所示，本實施例的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，包括後輪1、履帶2、輔助輪3、扭杆懸掛機構4和前輪5，履帶2設置在後輪I和前輪5之間，履帶2的外側表面布設有多個吸盤6，本實施例中的多個吸盤6呈蜂窩狀排列，其分布如圖3所示，吸盤6的尺寸較小，吸附效率高，可靠性強，且單個吸盤6作用在牆上的附著力小，使得吸盤6更容易在履帶2滾動過程中脫開。
[0027]本實施例的扭杆懸掛機構4設置在履帶2的內側，扭杆懸掛機構4的一端與爬壁機器人的底盤鉸接，另一端與輔助輪3鉸接，本實施例的扭杆懸掛機構4包括彈簧41、扭杆
一42和扭杆二 43,扭杆一 42的一端與爬壁機器人的底盤鉸接,另一端與扭杆二 43的一端鉸接，扭杆二 43的另一端與輔助輪3的軸心鉸接，彈簧41的一端連接於扭杆一 42和扭杆
二43的鉸接點上，另一端連接於爬壁機器人的底盤上。扭杆懸掛機構4和輔助輪3的數量相同，均為兩個或兩個以上。具體在本實施例中，扭杆懸掛機構4和輔助輪3均設為五個，且平行等距的分布在履帶2內側。輔助輪3與履帶2內側相嚙合，且履帶2內側表面與輔助輪3對應的區域為磁力作用區7 (如圖4所示)，用於增加履帶2上的吸盤6與底盤間的拉力，並且使吸盤6在牆面上吸附的更加牢固。為了實現履帶2在鋪滿灰塵的牆面上正常行走，在履帶2的前後兩端設置清潔輥，保證牆面的清潔。
[0028]前進時，前輪5向前滾動對履帶2上的吸盤6產生擠壓力，使其排出內部空氣而形成負壓，牢牢吸附住牆面。同時，後輪I收起履帶2，帶動吸盤6從牆面上脫離；後退時，與上述過程相反，後輪I向前滾動而前輪5收起履帶2。此外，由於大氣壓是作用在多個吸盤6上，所以單個吸盤6的吸附力不大，而且履帶2作用在吸盤6上的力不是在中間，而是在吸盤6的邊緣，類似「掀開」吸盤6的動作，使得吸盤6更容易在履帶2滾動過程中脫開。當行走過程中遇到障礙物時，輔助輪3通過扭杆懸掛機構4中彈簧41的彈性形變產生向上的運動，實現行走裝置中的減震和緩衝功能，由於各扭杆懸掛機構4與輔助輪3的連接運動又是相互獨立的，所以該裝置跨越障礙的能力非常好。
[0029]本發明的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，既能夠將自身可靠地吸附在牆面上，又能在運動時，克服強大吸附力所造成的運動阻力，減小爬壁機器人行走過程中的運動衝擊和驅動損耗，結構簡單，成本低廉，能夠長期、穩定的運行。利用本裝置製造而成的機器人不僅可以用於清洗高樓外牆的瓷磚或清洗玻璃幕牆，還可以用來運送消防設備等。
[0030]以上示意性的對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構並不局限於此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，其特徵在於:包括後輪(I)、履帶(2)、輔助輪(3)、扭杆懸掛機構(4)和前輪(5)，所述的履帶(2)設置在後輪(I)和前輪(5)之間，所述的履帶(2)的外側表面布設有多個吸盤(6)，所述的扭杆懸掛機構(4)設置在履帶(2)的內側，扭杆懸掛機構(4)的一端與爬壁機器人的底盤鉸接，另一端與輔助輪(3)鉸接，所述的輔助輪(3)與履帶(2)內側相嚙合，且履帶(2)內側表面與輔助輪(3)對應的區域設為磁力作用區(7)。
2.根據權利要求1所述的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，其特徵在於:所述的扭杆懸掛機構(4)包括彈簧(41)、扭杆一(42)和扭杆二(43),所述的扭杆一(42)的一端與爬壁機器人的底盤鉸接，另一端與扭杆二(43)的一端鉸接，所述的扭杆二(43)的另一端與輔助輪(3)的軸心鉸接，所述的彈簧(41)的一端連接於扭杆一(42)和扭杆二(43)的鉸接點上，另一端連接於爬壁機器人的底盤上。
3.根據權利要求2所述的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，其特徵在於:所述的履帶(2)的前後兩端均設有清潔輥。
4.根據權利要求2或3所述的一種用於爬壁機器人的履帶吸盤組合式行走裝置，其特徵在於:所述的扭杆懸掛機構(4)和輔助輪(3)的數量相同，均為兩個或兩個以上。
【文檔編號】B62D55/265GK103523105SQ201310515723
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2013年10月28日
【發明者】唐建敏 申請人:常州工學院