步履式氣動爬壁機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種爬壁機器人，特別是一種步履式氣動爬壁機器人。
【背景技術】
[0002]隨著各式各樣的機器人在各個領域中的廣泛應用和迅速發展，爬壁機器人以其能夠替代人工在垂直墻面上極限作業的一種自動機械裝置，越來越受到人們的重視。
[0003]目前，國內外已研制出各種各樣的爬壁機器人，其驅動方式有電機驅動和氣壓驅動等，一般采用電能提供能源，通過電動機將電能轉化為氣體內能或機械能。而電動機的旋轉存在一定的機械噪聲和電磁噪聲。除此之外，針對電機驅動的爬壁機器人，電動機不僅質量大，增加了機器人的質量，而且相對扭矩較小，抗載荷能力低，耗能大。
[0004]國內外現有爬壁機器人的壁面吸附方式主要包括:負壓吸附、真空吸附、磁吸附、氣體推力吸附、粘性吸附和仿生學吸附等。移動方式主要包括:磁履帶式、單吸盤輪式、多吸盤足式、旋翼輪式、多吸盤框架式、仿壁虎式等等。但各類爬壁機器人依然存在著許多問題，例如:負壓和真空吸附方式具有不受壁面材料限制、適用范圍廣等特點。但當壁面凹凸不平時，吸盤容易發生氣體過量泄漏，導致吸附力不足，減低爬壁機器人的承載能力，甚至使爬壁機器人從壁面跌落；磁吸附對凹凸不平壁面的適應性較強但要求壁面必須是導磁材料。兩足爬壁機器人雖越障礙能力強，但負重能力弱；旋翼式爬壁機器人不僅方向控制難，而且動力消失后馬上失效；仿生學吸附(仿壁虎)雖然他們的靈活性強，體積小，但是他們的吸附性差有待提高，所以注定載重量小、
因此，爬壁機器人技術在許多方面仍存在不足之處，尤其是吸附不可靠、運動扭矩較小、抗載荷能力低、轉向不靈活等技術問題。
【發明內容】
[0005]針對以上問題，結合現代爬壁機器人發展趨勢和社會生產生活的需要，本發明目的是提供一種能在多種壁面上行動，具有直行、橫向行走、倒退、和跨障礙功能、并且負重能力強、運動扭矩大、方向控制方便、無過約束、低能耗、低噪聲的步履式氣動爬壁機器人。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:它包括機械裝置、氣動系統和吸附裝置；所述氣動系統包括空氣壓縮機和氣缸，以提供所需氣源；所述吸附裝置包括吸盤，用于實現吸附功能；
所述機械裝置主要包括機架2、一對長肢腿和至少一個短肢腿，且長肢腿和短肢腿上分別設置有吸附裝置；
機架與長肢腿和短肢腿分別采用導軌和滑塊的結構形式相配合連接；
所述長肢腿和短肢腿分別成活動配合安裝在機架2的下部，且分別與安裝在機架2上的提升氣缸相連接；
2個長肢腿成滑動配合縱向安裝在機架2的左右兩側，并分別與安裝在機架2上的長肢行走氣缸10相配合連接； 短肢腿成滑動配合橫向安裝在機架2中部的2個長肢腿之間，并與安裝在機架2上的短肢行走氣缸20相配合連接；
長肢行走氣缸10、短肢行走氣缸20和提升氣缸分別與氣動系統相連接。
[0007]所述長肢腿可以是包括結構相同的右長肢腿1、左長肢腿4，且采用左右對稱的布局方式，縱向平行安裝在機架2的左右兩側。
[0008]所述長肢腿也可以是包括結構相同的左長肢腿4和右長肢腿I ;左長肢腿4包括長腿連接支架14、長肢提升支架15、長肢滑塊13和長肢導軌16 ;在長腿連接支架14上套裝有吸附裝置；
機架2上安裝有長肢行走氣缸10，長肢行走氣缸10與長腿連接支架14相連接，長肢行走氣缸10的伸縮驅動長肢導軌16沿固裝在機架2上的長肢滑塊13上下滑動；
在長腿連接支架14上安裝長肢提升氣缸11，長肢提升氣缸11的與長肢提升支架15相連接，長肢提升氣缸11的伸縮帶動設置有吸附裝置的長肢提升支架15的上下移動，即實現長肢腿的伸縮功能。
[0009]本發明也可在長腿連接支架14下方設置長肢支架18，長肢支架18通過長肢導軌16的固定螺栓固定在長腿連接支架14下方，長肢支架18上設置有長肢氣缸連接臂19，長肢行走氣缸10與長肢氣缸連接臂19相連接。
[0010]所述短肢腿可以是包括結構相同的前短肢腿3和后短肢腿6，前短肢腿3和后短肢腿6成滑動配合橫向平行安裝在機架2的上下兩側。
[0011]所述短肢腿可以由包括短肢導軌21、短肢聯動支架24、短腿連接支架23、短肢提升支架5和短肢行走氣缸20等構成；
在機架2中部兩側設置有短肢滑塊22，在短肢聯動支架24的兩側分別設置有短肢導軌21，短肢導軌21成滑動配合分別套裝在短肢滑塊22內；
在短肢聯動支架24上設置有短肢驅動支架26，在短肢驅動支架26上配合安裝有短肢提升氣缸28，短肢提升氣缸28與短肢提升支架5相連接；
在短肢驅動支架26上設置有短肢氣缸連接臂27，短肢氣缸連接臂27與橫向安裝在機架2上的短肢行走氣缸20相連接；
短腿連接支架23配合安裝在短肢聯動支架24下部，短肢提升支架5與短腿連接支架23相配合連接，在短腿連接支架23的下部配合卡箍套裝吸附裝置。
[0012]本發明也可以在短肢聯動支架24上設置2個結構相同的短肢腿，即與短肢聯動支架24相連接的前短肢腿3、后短肢腿6，短肢提升支架5為叉形結構、且分別與前短肢腿3和后短肢腿6相連接。
[0013]本發明所述長肢腿和短肢腿可采用壓縮式肢腿。
[0014]本發明也可在長肢提升氣缸11與長肢提升支架15、或并在長腿連接支架14與長肢提升支架15之間設置有長肢緩沖裝置8 ;在短肢提升氣缸28與短肢提升支架5、或短肢聯動支架24與短肢提升支架5之間設置有短肢緩沖裝置7 ;所述短肢緩沖裝置7和長肢緩沖裝置8包括導桿和彈簧，彈簧套裝在導桿上。
[0015]所述氣動系統包括空氣壓縮機和氣路管道，在氣路管道上設置有調壓過濾器、調速閥、電磁換向閥、電磁單向閥，采用調壓過濾器、調速閥、電磁換向閥、電磁單向閥對氣路管道實現控制；所述吸附裝置采用真空吸附系統，真空吸附系統與氣動系統相連接，氣動系統的氣流經調速閥調速后，經多通接頭引入真空吸附系統，采用電磁單向閥和真空發生器給真空吸盤制造真空。
[0016]本發明的有益效果是:它是一種采用步履爬行方式、全氣壓驅動、真空吸附式的步履式氣動爬壁機器人，能實現直行、橫向、倒退、跨障礙等復雜動作，并且運動過程中無過約束、吸附性能可靠、負重能力強、運動扭矩大、方向控制簡單、低能耗、低噪聲。它主要可廣泛用于高樓墻壁的除塵與清洗以及各種探測、救援等領域。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的三維視圖。
[0018]圖2是本發明的機械裝置俯視圖。
[0019]圖3是本發明的機械裝置主視圖。
[0020]圖4是本發明的長腿裝配圖。
[0021]圖5是本發明的短腿裝配圖。
[0022]圖6是本發明的短肢腿緩沖裝置裝配圖。
[0023]圖7是本發明的前行示意圖。
[0024]圖8是本發明的橫向示意圖。
[0025]圖中:1-右長肢腿，2-機架，3-前短肢腿，4-左長肢腿，5-短肢提升支架，6_后短肢腿，7-短肢緩沖裝置，8-長肢緩沖裝置，10-長肢行走氣缸，11-長肢提升氣缸，12-吸盤，13-長肢滑塊，14-長肢連接支架，15-長肢提升支架，16-長肢導軌，17-卡箍，18-長肢支架，19-長肢氣缸連接臂，20-短肢行走氣缸，21-短肢導軌，22-短肢滑塊，23-短肢連接支架，24-短肢聯動支架，25-螺栓，26-短肢驅動支架，27-短肢氣缸連接臂，28-短肢提升氣缸，29-彈簧，30-導桿，31-氣缸連接支架，32-底座。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0027]它包括機械裝置、氣動系統和吸附裝置；所述氣動系統包括空氣壓縮