[发明专利]多盘非接触吸附式爬墙机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种爬墙机器人，具体地说，涉及一种利用真空负压提供吸附力，具有多个由柔性件连接的吸盘与墙面间隙接触，以轮式驱动的机器人装置。

背景技术

随着城市中高层建筑的兴建和高层建筑表面大量使用玻璃幕墙，目前，这些高楼大厦外墙表面装置的的安装、墙面清洁和维护工作等危险高空作业大多是由人来完成，十分危险。特别是遇到恶劣的天气时，操作更加困难。这是目前现实工作中经常碰到的问题，但是，到目前为止，还没有一个很好的方法来解决这个难题。

目前发展迅速的爬墙机器人技术是解决这一问题的重要方法之一，已研制出各种各样的爬墙机器人，机器人与墙面之间的吸附，一般都是通过负压吸附原理进行的，但目前的机器人一般只有一个吸附盘，吸附的可靠性不高，因为一旦发生失压现象，整个机器人将会从墙上脱落。此外，这种单吸附盘还存在一个问题是，吸附间隙难以控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以在光滑墙面上运动、能够自由转向，有效实现在竖直、倾斜墙面的吸附和运动的机器人。本发明的机器人能适应墙面的一定不平度，工作效率高，灵活性强，没有运动死角，具有爬斜坡的功能，可以负载清洁、检测等模块进行工作。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种多盘非接触吸附式爬墙机器人，其特征在于，所述的机器人的机身包括四个吸盘5，所述的吸盘5包括上表面5a及由上表面5a的四边垂直延伸出的一圈侧表面5b；四个吸盘5彼此间通过柔性元件14连接，连接后的机身的四个外侧顶角上各设置一块固定板2，每个固定板2上有一个步进电机4，步进电机4的底部通过固定板2的一端安装在吸盘5上，轮毂罩3、推力球轴承23、深沟球轴承22通过轴28安装于固定板2的另一端，轮子19与电机1相连安装在轮毂罩3内，步进电机4的顶部设有一个第一转向曲柄16a，通过一个转向连杆15与第二转向曲柄16b相连，再连接于轴28上；

每个吸盘5的上表面上设有一个多自由度接头，所述的多自由度接头是这样构成的：两个支撑座10固定在吸盘5上，一个多自由度轴11的两端连接到支撑座10上，一个L型固定板12固定在多自由度轴11上；

一个泵机7固定在浮动板6上，浮动板6边缘上设有两个浮动连接头8，每个浮动连接头8依次通过一个短连杆(17)、两个长连杆18连接到两个多自由度接头的多自由度轴11上；

在所述的吸盘5的侧表面5b上固定有一圈密封裙边20，密封裙边20与墙面相对的端面上开有沟槽27，在每个吸盘5底部，对应于柔性元件14的部位装有两个万向轮26。

所述的柔性元件14的材质为橡胶。

所述的密封裙边20的高度d大于吸盘5的侧表面5b的高度h。

所述的沟槽27为波浪型沟槽。

有益效果

本发明采用上述技术方案，与现有爬墙机器人技术相比具有如下优点：

1.本发明的爬墙机器人采用了非接触式密封原理，吸盘与墙面之间靠保持很小的间隙实现密封，既保证吸盘内的负压强度，使机器人不会失效坠落，同时由于吸盘与墙面之间没有直接接触，使得机器人在运行时的摩擦阻力很小。

2.本发明的爬墙机器人采用了四个吸盘，吸盘之间通过柔性元件进行连接，吸盘与墙面之间的微小间隙通过四个驱动轮的调节和装在每个吸盘上的两个小万向轮进行保证，即使其中一个吸盘在工作中受到破坏、失效，其他吸盘仍能正常工作，保证机器人不会坠落。

3.本发明的爬墙机器人使用四个柔性元件来连接四个吸盘，使四个吸盘彼此都有一定的自由度，可以让机器人适应壁面的坡度。

4.本发明的爬墙机器人四个轮子的转向皆由四个独立的步进电机控制，可以转到任意方向，运动到任何地方，运动轨迹没有死角。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本发明的俯视。

其中，1：电机，2：固定板，3：轮毂罩，4：步进电机，5：吸盘，5a：上表面，5b：侧表面，6：浮动板，7：泵机，8：浮动连接头，9：过滤器，10：支承座，11：多自由度轴，12：L型固定板，13：挡板，14：柔性件，15：转向连杆，16a：第一转向曲柄，16b：第二转向曲柄。

图3是本发明的左视图。

其中，1：电机，2：固定板，3：轮毂罩，5：吸盘，6：浮动板，7：泵机，11：多自由度轴，12：L型固定板，14：柔性件，16a：第一转向曲柄，16b：第二转向曲柄，17：短连杆，18：长连杆，19：轮子，20：密封裙边，21：螺母，26：万向轮。

图4是本发明轮子固定方式图。