[实用新型]全气动真空吸附式爬壁机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种爬壁机器人，特别是一种全气动真空吸附式爬壁机器人。

背景技术

随着各式各样的机器人在各个领域中的广泛应用和迅速发展，爬壁机器人以其能够替代人工在垂直墙面上极限作业的一种自动机械装置，越来越受到人们的重视。

目前，国内外已研制出各种各样的爬壁机器人，其驱动方式有电机驱动和气压驱动等，一般采用电能提供能源，通过电动机将电能转化为气体内能或机械能。而电动机的旋转存在一定的机械噪声和电磁噪声。除此之外，针对电机驱动的爬壁机器人，电动机不仅质量大，增加了机器人的质量，而且相对扭矩较小，抗载荷能力低，耗能大。

根据爬壁机器人吸附方式和移动方式不同，有磁履带式、真空履带式、单吸盘轮式、多吸盘足式、旋翼轮式、多吸盘框架式、基于范德华力的仿壁虎式等等。但各类爬壁机器人依然存在着许多问题，例如：履带式爬壁机器人不具备壁面过渡和跨越障碍能力；负压吸附原理的爬壁机器人采用负压整体滑移式方式，吸附面磨损大，能量消耗大，无墙面过渡能力；两足爬壁机器人虽越障碍能力强，但负重能力弱；旋翼式爬壁机器人不仅方向控制难，而且动力消失后马上失效；基于范德华力的仿壁虎式多足爬壁机器人运行过程中过约束问题较多，制作材料问题目前仍待进一步研究解决。

因此，爬壁机器人技术在许多方面仍存在不足之处，尤其是噪音大、运动扭矩较小、抗载荷能力低、墙面过渡难、耗能大等技术问题。针对以上问题，结合现代爬壁机器人发展趋势和社会生产生活的需要，本专利实用新型了一种新型的全气动真空吸附式爬壁机器人。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种具有直行、转弯、倒退、跨障碍和墙面过渡功能、并且负重能力强、运动扭矩大、方向控制方便、无过约束、低能耗、低噪声的全气动真空吸附式爬壁机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括四条肢腿、能在一定范围内压缩的机身、气动系统和与支腿连接的吸盘组16、设置在支腿上的真空发生器10，其特征是：所述肢腿采用前后对称的布局方式安装在机身两侧，机身前后能在一定范围内压缩，与机身连接的肢腿底板一端直接铰接在机身上，一端通过缓冲装置2与机身连接。

所述机身包括通过弹性连接装置4连接的机身前骨架3和机身后骨架5；所述机身前骨架3包括机身前骨架底板31，机身前骨架底板31上设置有两左右对称的前导向零件32，所述机身后骨架5包括后骨架底板51，后骨架底板51上设置有两左右对称的后导向零件52，所述弹性连接装置4由两根平行导杆42以及套在导杆42上的弹簧B41和定位套筒43组成，导杆42两端分别插入对应的前导向零件32和后导向零件52中，通过改变定位套筒43的位置来调节机身的长度。

所述肢腿包括采用铰接方式依次连接的小臂11、大臂12、肩部13和肢腿底座14，每个肢腿具有三个自由度，连接处设置有气缸，小臂11的尖端与吸盘组16相连，小臂11上设置有真空发生器10和与真空发生器10连接的电磁单向阀98，肢腿底座14上设置有圆弧卡槽15。

所述气动系统包括安装在小臂11与大臂12之间的气缸A 91、安装在大臂12和肩部13之间的气缸B 92、安装在肩部13和底座14之间的气缸C 93，由通过固定装置固定在弹性连接装置4上的高压储气罐94提供气源，高压储气罐94与调压过滤器95连接，调压过滤器95另一端连接调速阀96，调速阀96另一端通过多通接头与电磁换向阀97连通，调速阀96和电磁换向阀97固定在后机身底板51上。

所述缓冲装置2包括弹簧座21、弹簧A22，弹簧座21固定在机身骨架下表面，固定弹簧A22的一端，弹簧另一端与圆弧卡槽15相连。

本实用新型的有益效果是：提供了一种采用四足爬行方式的全气压驱动、真空吸附式，能实现直行、转弯、倒退、跨障碍和墙面过渡等复杂动作，并且运动过程中无过约束、吸附性能可靠、负重能力强、运动扭矩大、方向控制简单、低能耗、低噪声的全气动吸附式爬壁机器人。

附图说明

图1是本实用新型的三维视图。

图2是本实用新型的机械装置仰视图。

图3是本实用新型的机械装置主视图。

图4是本实用新型的手臂装配图。

图5是本实用新型的机身装配图。

图6是本实用新型的手臂底座卡槽装配图。

图7是本实用新型的气动系统安装布置图。

图8是本实用新型的吸盘中心可覆盖的平面区域示意图。

图9是本实用新型的吸盘中心可覆盖的垂直面区域示意图。