水下振動吸附裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種水下振動吸附裝置，包括底座、蓋體和振動吸附總成；振動吸附總成包括第一吸附組件、第二吸附組件、振動驅動機構和松脫組件，第一吸附組件包括第一吸盤安裝板和至少一個第一吸附單元，第二吸附組件包括第二吸盤安裝板和至少一個第二吸附單元，振動驅動機構包括動力裝置、下固定板和可同時驅動第一吸盤安裝板和第二吸盤安裝板上下運動以分別使第一吸附單元和第二吸附單元產生振動吸附的驅動組件；使得第一吸附組件和第二吸附組件的吸附單元可同時振動從而產生持續穩定的吸附力，吸附能力強，抗失效能力高，且第一吸盤安裝板、第二吸盤安裝板為上下位置布置，結構緊湊，占用空間較小。
【專利說明】
水下振動吸附裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種自動化機械部件，特別涉及一種水下振動吸附裝置。
【背景技術】
[0002]振動吸附裝置廣泛用于爬壁機器人、重物的抓取等領域，其采用振動吸附的方式實現附著。設吸盤腔內壓強等于外界壓強時所處的狀態為平衡狀態，吸盤在自然狀態下其裙邊與壁面良好接觸時，令其高度為平衡高度，吸盤在外力的作用下使其高度以平衡高度為中心，以一定振幅振動而與壁面吸附的現象，叫做振動吸附。現有技術中，吸附裝置多采用負壓吸盤方式實現，為實現吸附效果，通常需外接氣栗等動力源從而使得吸盤內部產生負壓，使得驅動機構復雜，功耗較高，另外，整體結構占用空間較大，工作局限性較大，且各吸盤間協調性不高，機器人的安全性降低，不能持續地吸附在壁面上。
[0003]并且，現有的空氣中振動吸附模塊雖可以實現吸盤的穩定吸附，但不能用于水下等液體環境。因此，需要全新設計一種水下振動吸附模塊，使其其結構緊湊，吸附能力強，且功耗較低，模塊間的抗失效能力強。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明提供一種水下振動吸附模塊，其結構緊湊，吸附能力強，且功耗較低，模塊間的抗失效能力強。
[0005]本發明的水下振動吸附裝置，包括底座、蓋體和振動吸附總成;所述振動吸附總成包括第一吸附組件、第二吸附組件、振動驅動機構和用于解除吸附的松脫組件，所述第一吸附組件包括第一吸盤安裝板和設置在第一吸盤安裝板上的至少一個第一吸附單元，所述第二吸附組件包括第二吸盤安裝板和設置在第二吸盤安裝板上的至少一個第二吸附單元，所述振動驅動機構包括動力裝置、與底座固定連接并用于安裝動力裝置的下固定板和可同時驅動第一吸盤安裝板和第二吸盤安裝板上下運動以分別使第一吸附單元和第二吸附單元產生振動吸附的驅動組件，所述第一吸盤安裝板、所述下固定板和所述第二吸盤安裝板自上而下依次設置，所述第一吸附單元以可相對滑動的方式自上而下依次穿過下固定板、第二吸盤安裝板和底座，所述第二吸附單元以可相對滑動的方式穿過所述底座。
[0006]進一步，第一吸附單元和所述第二吸附單元結構相同，均包括吸盤和內部為中空結構并與吸盤連通的導向柱，所述第一吸附單元的導向柱和所述第二吸附單元的導向柱均與所述松脫組件連通。
[0007]進一步，驅動組件包括由動力裝置驅動轉動的驅動軸、第一偏心輪和第二偏心輪，所述第一偏心輪和所述第二偏心輪均固定在驅動軸上并相對于所述驅動軸呈180°對稱分布，驅動組件還包括外套配合于第一偏心輪并與第一吸盤安裝板連接的第一連接板和外套配合于第二偏心輪并與第二吸盤安裝板連接的第二連接板，所述下固定板上設置有用于第二連接板穿過與第二吸盤安裝板連接的過孔。
[0008]進一步，底座上設置有對導向柱導向的導向套筒，所述導向柱外側設有密封環，所述導向柱位于所述密封環的軸向兩側分別設有一個石墨導向環。
[0009]進一步，松脫組件包括對應每一導向柱設有一個閥口的閥體、用于啟閉閥體的閥口的活塞、與活塞連接的活塞桿和用于產生力驅使活塞桿上下運動的電磁閥，還包括用于連通閥口與對應導向柱的橡膠管，所述電磁閥固定設置于所述下固定板上。
[0010]進一步，閥體上端與蓋體的頂壁抵止配合且閥體上設置有用于密封的第一密封圈；所述蓋體與底座固定連接，且底座上設置有用于與蓋體的側壁接觸進行密封的第二密封圈。
[0011]進一步，吸盤包括吸盤本體和與吸盤本體可拆卸連接并用于與導向柱連接的轉換頭。
[0012]進一步，動力裝置為直流伺服電機，所述下固定板還設置有驅動軸架，所述驅動軸的尾部轉動配合支撐于所述驅動軸架。
[0013]進一步，第一吸盤安裝板的下側設置有用于與第一連接板連接的第一連接座，所述第二吸盤安裝板的上側設置有用于與第二連接板連接的第二連接座;所述第一連接板和所述第二連接板均為凸輪狀結構。
[0014]進一步，振動吸附總成還包括位于所述第一吸盤安裝板上方的上固定板，所述上固定板通過第一連接柱與底座連接，且第一吸盤安裝板和第二吸盤安裝板均外套于第一連接柱并可進行滑動導向；下固定板通過第一連接柱與底座連接，所述第二吸盤安裝板外套與第二連接柱并可沿第二連接柱進行滑動導向；上固定板和第一吸盤安裝板上對應位置設有用于對松脫組件安裝避讓的缺口。
[0015]本發明的有益效果:本發明的水下振動吸附裝置，通過設置兩組吸附組件，且兩組吸附組件均通過同一驅動機構進行驅動，使得第一吸附組件和第二吸附組件的吸附單元可同時振動從而產生持續穩定的吸附力，吸附能力強，抗失效能力高，從而實現穩定的吸附，且第一吸盤安裝板、第二吸盤安裝板為上下位置布置，結構緊湊，占用空間較小，第一吸附單元和第二吸附單元間的振動吸附相互不影響，工作穩定;且本發明在水下環境和空氣環境中均可使用。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
[0017]圖1為本發明整體結構示意圖；
[0018]圖2為本發明中的振動吸附總成結構示意圖；
[0019]圖3本發明中的第一吸附組件結構示意圖；
[0020]圖4為本發明中的第二吸附組件結構示意圖；
[0021 ]圖5為本發明中的振動驅動機構結構示意圖；
[0022]圖6為本發明中的振動驅動機構與第一吸盤安裝板和第二吸盤安裝板盤配合示意圖；
[0023]圖7為本發明中的松脫組件結構示意圖；
[0024]圖8為本發明中的吸附單元的吸盤結構示意圖；
[0025]圖9為本發明中的連接板和偏心輪結構示意圖；
[0026]圖10為本發明中的導向柱與導向套筒配合示意圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1為本發明整體結構示意圖，圖2為本發明中的振動吸附總成結構示意圖，圖3本發明中的第一吸附組件結構示意圖，圖4為本發明中的第二吸附組件結構示意圖，圖5為本發明中的振動驅動機構結構示意圖，圖6為本發明中的振動驅動機構與第一吸盤安裝板和第二吸盤安裝板盤配合示意圖，圖7為本發明中的松脫組件結構示意圖，圖8為本發明中的吸附單元的吸盤結構示意圖，圖9為本發明中的連接板和偏心輪結構示意圖，如圖所示:本實施例的水下振動吸附裝置，包括底座1、蓋體2和振動吸附總成;所述振動吸附總成包括第一吸附組件、第二吸附組件、振動驅動機構和用于解除吸附的松脫組件3，所述第一吸附組件包括第一吸盤安裝板4和設置在第一吸盤安裝板4上的至少一個第一吸附單元5，所述第二吸附組件包括第二吸盤安裝板6和設置在第二吸盤安裝板6上的至少一個第二吸附單元7，所述振動驅動機構包括動力裝置8、與底座I固定連接并用于安裝動力裝置8的下固定板9和可同時驅動第一吸盤安裝板4和第二吸盤安裝板6上下運動以分別使第一吸附單元5和第二吸附單元7產生振動吸附的驅動組件，所述第一吸盤安裝板4、所述下固定板9和所述第二吸盤安裝板6自上而下依次設置，所述第一吸附單元5以可相對滑動的方式自上而下依次穿過下固定板9、第二吸盤安裝板6和底座I，所述第二吸附單元7以可相對滑動的方式穿過所述底座I;如圖所示，第一吸附單元5和第二吸附單元7分別設置三個，振動驅動機構可同時驅動第一吸盤安裝板4和第二吸盤安裝板6上下運動，從而帶動第一吸附單元5和第二吸附單元7上下運動產生振動吸附，第一吸附單元5和第二吸附單元7均與底座I滑動配合，并第一吸附單元5和第二吸附單元7的末端均伸出底座I;另外，蓋體2與底座I連接用于保護振動吸附總成，當不需要吸附時，通過松脫組件3對第一吸附單元5和第二吸附單元7內部消除負壓，從而使得吸附力小時，模塊自動脫落。
[0028]本實施例中，第一吸附單元5和所述第二吸附單元7結構相同，均包括吸盤(圖中為吸盤10和吸盤1a)和內部為中空結構并與吸盤連通的導向柱(圖中為導向柱11和導向柱11a)，所述第一吸附單元5的導向柱和所述第二吸附單元7的導向柱均與所述松脫組件3連通;當振動吸附時，吸盤內部產生負壓進行吸附，當需要脫落時，通過松脫組件3對吸盤內部消除負壓。
[0029]本實施例中，驅動組件包括由動力裝置8驅動轉動的驅動軸12、第一偏心輪13和第二偏心輪14，所述第一偏心輪13和所述第二偏心輪14均固定在驅動軸12上并相對于驅動軸呈180°對稱分布，驅動組件還包括外套配合于第一偏心輪13并與第一吸盤安裝板4連接的第一連接板15和外套配合于第二偏心輪14并與第二吸盤安裝板6連接的第二連接板16，所述下固定板9上設置有用于第二連接板16穿過與第二吸盤安裝板6連接的過孔20;其中，第一偏心輪13和第二偏心輪14均固定設置驅動軸12上，通過第一偏心輪13和第二偏心輪14分別驅動對應的第一連接板15和第二連接板16，由第一連接板15和第二連接板16分別帶動第一吸盤安裝板4和第二吸盤安裝板6上下運動，從而驅動第一吸附單元5和第二吸附單元7產生上下振動進行吸附；相當于第一偏心輪和第二偏心輪呈180°對稱分布在驅動軸的兩側，利用偏心輪的偏心特性驅使第一吸盤安裝板4和第二吸盤安裝板6的上下往復運動，第一連接板15和第一吸盤安裝板4為鉸接，第二連接板16和第二吸盤安裝板6為鉸接，第一偏心輪13圓周設置在第一連接板15的偏心輪安裝孔內并可相對轉動，第二偏心輪14圓周設置在第二連接板16的偏心輪安裝孔內并可相對轉動，即第一偏心輪和第二偏心輪的運動軌跡的相位差為180°，當第一吸附單元向上運動時，第二吸附單元向下運動，反之相反，其運動原理為現有，在此不再贅述;通過上述驅動方式，可保持第一吸附單元和第二吸附單元同步吸附，并同時可使得第一吸附單元和第二吸附單元中的一個保持正壓效果，另一保持負壓效果，以達到維持壓力平衡的效果。
[0030]本實施例中，底座I上設置有對導向柱導向的導向套筒(圖中為導向套筒21和導向套筒21a)，所述導向柱外側設有密封環22，所述導向柱位于所述密封環的軸向兩側分別設有一個石墨導向環(圖中為石墨導向環23和石墨導向環23a);其中，密封環為格萊密封環，進行密封，利于水下環境的使用，另外，石墨導向環用于導向，減小摩擦，在導向柱的外圓周設置密封環槽和導向環槽。
[0031 ]本實施例中，松脫組件3包括對應每一導向柱設有一個閥口的閥體3-1、用于啟閉閥體3-1的閥口 3-5的活塞3-2、與活塞3-2連接的活塞桿3-3和用于產生力驅使活塞桿3-3上下運動的電磁閥3-4，還包括用于連通閥口與對應導向柱的橡膠管，所述電磁閥固定設置于所述下固定板9上;如圖所示，第一吸附單元5和第二吸附單元7各設置三個，即有六個導向柱，則閥體3-1為六通閥，設置六個閥口，每一閥口通過一個橡膠管(圖中未示出)與導向柱連通，當斷電的時候，活塞桿3-3頂著活塞不動，將六個閥口全部堵死，當通電的時候，電磁閥產生吸力拉動活塞桿3-3往下運動，進而帶動活塞往下運動，從而六通閥的閥口全部打開，由于吸盤內部與外部存在負壓差，會使得外部介質自動通過六通閥的閥口、橡膠管和導向柱進入吸盤內部，使得吸盤內部的負壓差慢慢消失，從而使得吸附力消失，模塊自動脫落。
[0032]本實施例中，閥體上端與蓋體的頂壁抵止配合且閥體上設置有用于密封的第一密封圈27，閥體的上端設置有密封圈安裝槽，第一密封圈可為O形密封圈，安裝于密封圈安裝槽內，用于和蓋體連接時起到密封的作用;蓋體與底座固定連接，且底座上設置有用于與蓋體的側壁接觸進行密封的第二密封圈28;如圖所示，底座為臺階結構，在底座上的臺階面上緊貼臺階根部位置設置有第二密封圈，可為O形密封圈，底座與蓋體通過螺釘緊固，并且第二密封圈緊貼蓋體的側壁內壁設置，從而保持密封，用于水下環境。
[0033]本實施例中，以吸盤10為例，吸盤包括吸盤本體10-1和與吸盤本體可拆卸連接并用于與導向柱連接的轉換頭10-2;便于拆卸和更換。
[0034]本實施例中，動力裝置8為直流伺服電機，所述下固定板9還設置有驅動軸架19，所述驅動軸12的尾部轉動配合支撐于所述驅動軸架19;對驅動軸12尾部形成支撐，防止偏心。
[0035]本實施例中，第一吸盤安裝板4的下側設置有用于與第一連接板15連接的第一連接座17，所述第二吸盤安裝板6的上側設置有用于與第二連接板16連接的第二連接座18;所述第一連接板15和所述第二連接板16均為凸輪狀結構。
[0036]本實施例中，振動吸附總成還包括位于所述第一吸盤安裝板4上方的上固定板24，所述上固定板通過第一連接柱25與底座I連接，且第一吸盤安裝板4和第二吸盤安裝板6均外套于第一連接柱并可進行滑動導向；
[0037]所述下固定板9通過第一連接柱與底座I連接，所述第二吸盤安裝板6外套與第二連接柱并可沿第二連接柱26進行滑動導向。
[0038]本實施例中，上固定板和第一吸盤安裝板4上對應位置設有用于對松脫組件3安裝避讓的缺口。
[0039]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種水下振動吸附裝置，其特征在于:包括底座、蓋體和振動吸附總成;所述振動吸附總成包括第一吸附組件、第二吸附組件、振動驅動機構和用于解除吸附的松脫組件，所述第一吸附組件包括第一吸盤安裝板和設置在第一吸盤安裝板上的至少一個第一吸附單元，所述第二吸附組件包括第二吸盤安裝板和設置在第二吸盤安裝板上的至少一個第二吸附單元，所述振動驅動機構包括動力裝置、與底座固定連接并用于安裝動力裝置的下固定板和可同時驅動第一吸盤安裝板和第二吸盤安裝板上下運動以分別使第一吸附單元和第二吸附單元產生振動吸附的驅動組件，所述第一吸盤安裝板、所述下固定板和所述第二吸盤安裝板自上而下依次設置，所述第一吸附單元以可相對滑動的方式自上而下依次穿過下固定板、第二吸盤安裝板和底座，所述第二吸附單元以可相對滑動的方式穿過所述底座。2.根據權利要求1所述的水下振動吸附裝置，其特征在于:所述第一吸附單元和所述第二吸附單元結構相同，均包括吸盤和內部為中空結構并與吸盤連通的導向柱，所述第一吸附單元的導向柱和所述第二吸附單元的導向柱均與所述松脫組件連通。3.根據權利要求2所述的水下振動吸附裝置，其特征在于:所述驅動組件包括由動力裝置驅動轉動的驅動軸、第一偏心輪和第二偏心輪，所述第一偏心輪和所述第二偏心輪均固定在驅動軸上并相對于所述驅動軸呈180°對稱分布，驅動組件還包括外套配合于第一偏心輪并與第一吸盤安裝板連接的第一連接板和外套配合于第二偏心輪并與第二吸盤安裝板連接的第二連接板，所述下固定板上設置有用于第二連接板穿過與第二吸盤安裝板連接的過孔。4.根據權利要求2所述的水下振動吸附裝置，其特征在于:所述底座上設置有對導向柱導向的導向套筒，所述導向柱外側設有密封環，所述導向柱位于所述密封環的軸向兩側分別設有一個石墨導向環。5.根據權利要求2所述的水下振動吸附裝置，其特征在于:所述松脫組件包括對應每一導向柱設有一個閥口的閥體、用于啟閉閥體的閥口的活塞、與活塞連接的活塞桿和用于產生力驅使活塞桿上下運動的電磁閥，還包括用于連通閥口與對應導向柱的橡膠管，所述電磁閥固定設置于所述下固定板上。6.根據權利要求5所述的水下振動吸附裝置，其特征在于:所述閥體上端與蓋體的頂壁抵止配合且閥體上設置有用于密封的第一密封圈；所述蓋體與底座固定連接，且底座上設置有用于與蓋體的側壁接觸進行密封的第二密封圈。7.根據權利要求2所述的水下振動吸附裝置，其特征在于:所述吸盤包括吸盤本體和與吸盤本體可拆卸連接并用于與導向柱連接的轉換頭。8.根據權利要求3所述的水下振動吸附裝置，其特征在于:所述動力裝置為直流伺服電機，所述下固定板還設置有驅動軸架，所述驅動軸的尾部轉動配合支撐于所述驅動軸架。9.根據權利要求3所述的水下振動吸附裝置，其特征在于:所述第一吸盤安裝板的下側設置有用于與第一連接板連接的第一連接座，所述第二吸盤安裝板的上側設置有用于與第二連接板連接的第二連接座;所述第一連接板和所述第二連接板均為凸輪狀結構。10.根據權利要求1所述的水下振動吸附裝置，其特征在于:所述振動吸附總成還包括位于所述第一吸盤安裝板上方的上固定板，所述上固定板通過第一連接柱與底座連接，且第一吸盤安裝板和第二吸盤安裝板均外套于第一連接柱并可進行滑動導向； 所述下固定板通過第一連接柱與底座連接，所述第二吸盤安裝板外套與第二連接柱并可沿第二連接柱進行滑動導向； 所述上固定板和第一吸盤安裝板上對應位置設有用于對松脫組件安裝避讓的缺口。
【文檔編號】B62D57/024GK106005322SQ201610550251
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】陳銳, 付仟仟, 胡秀棋, 劉敏, 劉子儀, 柏龍
【申請人】重慶大學