一種爬壁機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)器人，具體的說(shuō)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的爬壁機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]爬壁機(jī)器人作為機(jī)器人的一個(gè)特殊分支，其特點(diǎn)是能克服重力作用在墻壁、天花板上自由運(yùn)動(dòng)。由于爬壁機(jī)器人工作的特殊性，受到世界各國(guó)科研工作者的關(guān)注。從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家相繼研制出各具特色的爬壁機(jī)器人。如何實(shí)現(xiàn)有效吸附，是爬壁機(jī)器人最為關(guān)鍵的研究?jī)?nèi)容。目前主要采用負(fù)壓吸附、磁吸附和仿生吸附三種吸附技術(shù)。仿生吸附方式爬壁機(jī)器人:一些昆蟲(chóng)在光滑表面能抵抗超過(guò)它們自身重力百倍的分離力并在這些表面上自由行走，給爬壁機(jī)器人的吸附機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)了啟示。如美國(guó)斯坦福大學(xué)研制的“粘蟲(chóng)”爬壁機(jī)器人stickybot，其足底裝有人造毛，能確保足底和墻體接觸面積增加。磁吸附方式爬壁機(jī)器人:磁吸附式爬壁機(jī)器人，可產(chǎn)生很大的吸附力，但只適合在導(dǎo)磁面上吸附工作。負(fù)壓吸附方式爬壁機(jī)器人:負(fù)壓吸附爬壁機(jī)器人是通過(guò)吸盤(pán)內(nèi)外負(fù)壓差作用，在壁面產(chǎn)生吸附力，但負(fù)壓發(fā)生裝置的類型具有多樣性，其機(jī)理也各不相同。進(jìn)行研究工作較早的有外接負(fù)壓源的爬壁機(jī)器人，日本東京工業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的NINJA系列4足關(guān)節(jié)式爬壁機(jī)器人，北京航空航天大學(xué)研制的Sky cleaner 3機(jī)器人等，機(jī)器人通過(guò)吸盤(pán)組的交替吸附和臂的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。真空栗應(yīng)用在本體中的機(jī)器人用的一般是微小型往復(fù)式真空栗，由于真空栗可產(chǎn)生較高的真空度，面積較小的吸盤(pán)產(chǎn)生的吸附力就足以使機(jī)器人吸附在光滑的壁面上。美國(guó)密執(zhí)根大學(xué)、哈工大研制的微小型尺蠖式機(jī)器人樣機(jī)都采取了微型真空栗吸附足機(jī)構(gòu)。應(yīng)用離心風(fēng)扇的爬壁機(jī)器人是利用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)，抽出機(jī)器人負(fù)壓腔內(nèi)的空氣形成負(fù)壓提供吸附力。在粗糙壁面上具有較大的吸附力和較好的運(yùn)動(dòng)能力。此外還有文丘里管式和模擬龍卷風(fēng)式等。
[0003]目前市場(chǎng)上也有類似的爬壁機(jī)器人，有采用永磁式結(jié)構(gòu)而磁吸附方式壁面必須是導(dǎo)磁材料，或者是仿生機(jī)器人、類似于用鉤爪等，或者是負(fù)壓式但構(gòu)造都較為復(fù)雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是:提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，移動(dòng)靈活、操作方便且不受壁面材料限制的機(jī)器人。
[0005]本申請(qǐng)所述的爬壁機(jī)器人的技術(shù)方案是:包括遙控器、中央處理器、上下對(duì)應(yīng)的兩組負(fù)壓吸壁組件和伸縮移動(dòng)組件；所述負(fù)壓吸壁組件包括殼體1，伸縮桿套筒14與所述殼體I固定連接，伸縮桿13 —端嵌入負(fù)壓部12且與負(fù)壓式端頭2末端螺紋連接，所述伸縮桿13另一端穿過(guò)所述伸縮桿套筒14伸入所述殼體I通過(guò)聯(lián)軸器15與伺服電機(jī)16相連，負(fù)壓式端頭2處依次裝有距離傳感器和壓力傳感器；所述伸縮移動(dòng)組件包括兩個(gè)固定支座8，其分別固定在兩個(gè)所述殼體I相對(duì)的側(cè)壁上，伸縮套筒5和伸縮桿4 一端可活動(dòng)的套合在一起，另一端分別與兩個(gè)所述固定支座8上的絲桿套9連接固定，所述固定支座8前后各有一個(gè)連接件10連接在所述殼體I上，所述絲桿7套合在所述連接件10內(nèi)，所述絲桿7通過(guò)軸承3與固定在殼體I上的伺服電機(jī)11連接，兩個(gè)可折彎的細(xì)長(zhǎng)桿件6分別置于伸縮套筒5和伸縮桿4的前后，其兩端分別與兩個(gè)殼體I上對(duì)應(yīng)的連接件10連接；所述中央處理器固定于所述殼體I中與所述距離傳感器和壓力傳感器連接。
[0006]進(jìn)一步改進(jìn)，所述伺服電機(jī)11正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)軸承3帶動(dòng)絲桿7轉(zhuǎn)動(dòng)，所述連接件10會(huì)隨著7的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)細(xì)長(zhǎng)桿件6的夾角變化，伸縮套筒5和伸縮桿4伸縮，而這時(shí)，通過(guò)傳感器檢測(cè)反饋給中央處理單元使得兩個(gè)殼體I上的伸縮桿件13實(shí)現(xiàn)交替式運(yùn)動(dòng)，所述負(fù)壓端頭2交隔式吸附，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器的蠕動(dòng)式前進(jìn)。
[0007]進(jìn)一步改進(jìn)，所述負(fù)壓式端頭2為喇叭式的橡皮筒。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型利用負(fù)壓原理，采用多個(gè)吸附結(jié)構(gòu)，具有對(duì)壁面結(jié)構(gòu)形狀適應(yīng)能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，不受壁面材料限制，移動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，機(jī)器人控制利用遙控器操作，控制靈活方便，有很好的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型負(fù)壓吸壁組件與伸縮移動(dòng)組件一端連接的后視圖。
[0010]圖2是本實(shí)用新型負(fù)壓吸壁組件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是本實(shí)用新型負(fù)壓吸壁組件與伸縮移動(dòng)組件連接面示意圖。
[0012]圖4時(shí)本實(shí)用新型立體圖。
[0013]其中:1_殼體，2-負(fù)壓式端頭，3-軸承，4-伸縮桿，5-伸縮套筒，6-細(xì)長(zhǎng)桿件，7-絲桿，8-固定支座，9-絲桿套，10-連接件，11-伺服電機(jī)，12-負(fù)壓部，13-伸縮桿，14-伸縮套筒，15-聯(lián)軸器，16-伺服電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖所示，本申請(qǐng)所述的一種爬壁機(jī)器人上下對(duì)應(yīng)的兩個(gè)負(fù)壓吸壁組件包括殼體1、伸縮桿套筒14與所述殼體I固定連接、伸縮桿13 —端嵌入負(fù)壓部12且與負(fù)壓式端頭2末端螺紋連接，所述伸縮桿13另一端穿過(guò)所述伸縮桿套筒14伸入所述殼體I通過(guò)聯(lián)軸器15與伺服電機(jī)16相連，負(fù)壓式端頭2處依次裝有距離傳感器和壓力傳感器；所述伸縮移動(dòng)組件包括兩個(gè)固定支座8固定在兩個(gè)所述殼體I相對(duì)的側(cè)壁上，伸縮套筒5和伸縮桿4 一端可活動(dòng)的套合在一起，另一端分別與兩個(gè)所述固定支座8上的絲桿套9連接固定，所述固定支座8前后各有一個(gè)連接件10連接在所述殼體I上，所述絲桿7套合在所述連接件10內(nèi)，所述絲桿7通過(guò)軸承3與固定在殼體I上的伺服電機(jī)11連接，兩個(gè)可彎折的細(xì)長(zhǎng)桿件6分別放置在伸縮套筒5和伸縮桿4的前后，細(xì)長(zhǎng)桿件6的兩端分別與上下兩個(gè)殼體I上對(duì)應(yīng)的連接件10連接。中央處理器固定在殼體I內(nèi)與所述距離傳感器及壓力傳感器連接。
[0015]遙控器發(fā)出控制指令，伺服電機(jī)11正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)軸承3帶動(dòng)絲桿7轉(zhuǎn)動(dòng)，所述連接件10會(huì)隨著7的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，連接在連接件10上的細(xì)長(zhǎng)桿6夾角變化產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，伸縮套筒5和伸縮桿4伸縮，同時(shí)，距離傳感器檢測(cè)與墻壁間的距離、壓力傳感器檢測(cè)內(nèi)部壓強(qiáng)反饋給中央處理器，中央處理器通過(guò)計(jì)算確保機(jī)器與墻壁間的工作所需壓力，使得上下兩個(gè)伸縮桿13實(shí)現(xiàn)交隔式運(yùn)動(dòng)，負(fù)壓端頭2交隔式吸附，當(dāng)上面吸附時(shí)、下面是松開(kāi)的，當(dāng)下面吸附時(shí)上面是松開(kāi)的，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器的蠕動(dòng)式前進(jìn)。
[0016]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種爬壁機(jī)器人，其特征在于，包括遙控器、中央處理器、負(fù)壓吸壁組件、伸縮移動(dòng)組件； 所述負(fù)壓吸壁組件為上下對(duì)應(yīng)的2組，所述負(fù)壓吸壁組件包括殼體(I)，伸縮桿套筒(14)與所述殼體(I)固定連接，伸縮桿(13)—端嵌入負(fù)壓部(12)且與負(fù)壓式端頭(2)末端螺紋連接，所述伸縮桿(13)另一端穿過(guò)所述伸縮桿套筒(14)伸入所述殼體(I)通過(guò)聯(lián)軸器(15)與伺服電機(jī)(16)相連，負(fù)壓式端頭(2)處依次裝有距離傳感器和壓力傳感器； 所述伸縮移動(dòng)組件包括兩個(gè)固定支座(8)，其分別固定在兩個(gè)所述殼體(I)相對(duì)的側(cè)壁上，伸縮套筒(5)和伸縮桿(4) 一端可活動(dòng)的套合在一起，另一端分別與所述兩個(gè)固定支座(8 )上的絲桿套(9 )連接固定，所述固定支座(8 )前后各有一個(gè)連接件(10 )連接在所述殼體(I)上，絲桿(7)套合在所述連接件(10)內(nèi)，所述絲桿(7)通過(guò)軸承(3)與固定在殼體(I)上的伺服電機(jī)(11)連接，兩個(gè)可折彎的細(xì)長(zhǎng)桿件(6)分別置于所述伸縮套筒(5)和伸縮桿(4)的前后，所述細(xì)長(zhǎng)桿件(6)兩端分別與兩個(gè)殼體(I)上對(duì)應(yīng)的連接件(10)連接；所述中央處理器固定于殼體(I)中與所述距離傳感器和壓力傳感器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種爬壁機(jī)器人，其特征在于，所述伺服電機(jī)(11)正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)細(xì)長(zhǎng)桿件(6)夾角運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，所述兩個(gè)殼體(I)上的伸縮桿(13)交隔運(yùn)動(dòng)，所述負(fù)壓式端頭(2)交隔式吸附在墻上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種爬壁機(jī)器人，其特征在于，所述負(fù)壓式端頭(2)為喇叭式的橡皮筒。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種爬壁機(jī)器人，包括遙控器、中央處理器、負(fù)壓吸壁組件、伸縮移動(dòng)組件，所述負(fù)壓吸壁組件為上下對(duì)應(yīng)的兩組，所述伸縮移動(dòng)組件兩端分別連接在兩組負(fù)壓吸壁組件上，中央處理器固定于所述負(fù)壓吸壁組件的殼體中與所述負(fù)壓吸壁組件的傳感器連接，通過(guò)伸縮移動(dòng)組件的伸縮和兩組負(fù)壓吸壁組件的交隔式吸附，實(shí)現(xiàn)所述爬壁機(jī)器人的蠕動(dòng)前進(jìn)。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，移動(dòng)靈活，不受壁面材料限制的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B62D57/024
【公開(kāi)號(hào)】CN204750344
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520470497
【發(fā)明人】王詩(shī)兆
【申請(qǐng)人】南京工程學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月3日