適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及爬壁機器人，尤其是一種爬壁機器人的負壓吸附足。
【背景技術(shù)】
[0002]爬壁機器人的關(guān)鍵技術(shù)之一是壁面吸附與行走機構(gòu)的設(shè)計。目前存在的吸附方式包括負壓吸附、電磁吸附等，負壓吸附適用于平整光滑壁面，電磁吸附只能應(yīng)用于導磁壁面?，F(xiàn)有的負壓吸附方式一般采用閥控吸盤的形式，結(jié)構(gòu)較為復雜、元件多、體積大。采用此類結(jié)構(gòu)吸附足的爬壁機器人外形尺寸較為龐大，并且每個吸附足都需要對應(yīng)的控制閥，控制邏輯和時序較為復雜，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服已有爬壁機器人的負壓吸附方式的結(jié)構(gòu)復雜、元件多、體積大、成本較高的不足，本實用新型提供一種簡化結(jié)構(gòu)、元件少、體積小、成本較低的適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足，包括吸盤和吸盤桿，所述吸盤安裝在吸盤桿的下端，所述負壓吸附足還包括殼體、活塞和頂壓彈簧，所述吸盤桿的上端與所述活塞連接，所述活塞的上部與所述頂壓彈簧的下端連接，所述殼體內(nèi)設(shè)有供所述吸盤桿、活塞和頂壓彈簧裝配的滑腔，所述頂壓彈簧的上端頂觸在所述滑腔的頂壁；所述吸盤桿和活塞可上下滑動地密封裝配在滑腔內(nèi)，所述吸盤桿的內(nèi)腔呈中空，所述吸盤桿的壁面開有吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口，所述殼體的壁面上還有殼體負壓口和殼體大氣口，所述吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口之間的距離與殼體負壓口和殼體大氣口之間的距離之間的差值為所述活塞的位移行程，所述殼體負壓口與負壓產(chǎn)生裝置連接，所述活塞外的殼體內(nèi)安裝用以通過電磁原理帶動活塞向上運動壓縮彈簧的電磁裝置。
[0006]本實用新型中，負壓吸附足處于吸附狀態(tài)時，吸盤桿負壓口與殼體負壓口對齊，吸盤桿大氣口與殼體大氣口錯開位置；負壓吸附足處于離壁狀態(tài)時，吸盤桿負壓口與殼體負壓口錯開位置，吸盤桿大氣口與殼體大氣口對齊。
[0007]進一步，所述吸盤桿負壓口位于吸盤桿大氣口的上方，所述殼體負壓口位于殼體大氣口的上方，所述吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口之間的距離大于殼體負壓口和殼體大氣口之間的距離。
[0008]或者是:所述吸盤桿負壓口位于吸盤桿大氣口的下方，所述殼體負壓口位于殼體大氣口的下方，所述吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口之間的距離小于殼體負壓口和殼體大氣口之間的距離。
[0009]再進一步，所述電磁裝置為電磁線圈。
[0010]本實用新型的技術(shù)構(gòu)思為:使用時，將殼體負壓口與負壓產(chǎn)生裝置相連，以提供負壓。在吸附狀態(tài)下，電磁線圈失電，彈簧將活塞、吸盤桿和吸盤的聯(lián)接體推至下極限位置。此時吸盤桿負壓口與殼體負壓口對齊，吸盤桿大氣口與殼體大氣口錯開位置。則在吸盤桿和吸盤內(nèi)腔形成負壓，吸盤直接吸附于壁面。在離壁狀態(tài)下，電磁線圈得電并驅(qū)動活塞、吸盤桿和吸盤的聯(lián)接體移動到上極限位置。此時吸盤桿負壓口與殼體負壓口錯開，吸盤桿大氣口與殼體大氣口對齊。則吸盤桿和吸盤內(nèi)腔與外部負壓隔開，而與大氣聯(lián)通，吸盤失去吸附力，離開壁面。
[0011]本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:1、簡化結(jié)構(gòu)、元件少、體積小、成本較低；2、不僅適用于水平平整壁面，也適用于非水平平整壁面。
【附圖說明】
[0012]圖1是適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足的吸附狀態(tài)示意圖。
[0013]圖2是適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足的離壁狀態(tài)示意圖。
[0014]圖3是吸附足形成的行走機構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。
[0016]參照圖1?圖3，一種適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足，包括吸盤5和吸盤桿4，所述吸盤5安裝在吸盤桿4的下端，所述負壓吸附足還包括殼體6、活塞3和頂壓彈簧1，所述吸盤桿4的上端與所述活塞3連接，所述活塞3的上部與所述頂壓彈簧I的下端連接，所述殼體6內(nèi)設(shè)有供所述吸盤桿4、活塞3和頂壓彈簧I裝配的滑腔，所述頂壓彈簧I的上端頂觸在所述滑腔的頂壁；所述吸盤桿4和活塞3可上下滑動地密封裝配在滑腔內(nèi)，所述吸盤桿4的內(nèi)腔呈中空，所述吸盤桿4的壁面開有吸盤桿負壓口 7和吸盤桿大氣口 9，所述殼體6的壁面上還有殼體負壓口 8和殼體大氣口 10，所述吸盤桿負壓口 7和吸盤桿大氣口 9之間的距離與殼體負壓口 8和殼體大氣口 10之間的距離之間的差值為所述活塞3的位移行程，所述殼體負壓口 8與負壓產(chǎn)生裝置連接，所述活塞3外的殼體內(nèi)安裝用以通過電磁原理帶動活塞3向上運動壓縮彈簧的電磁裝置2。
[0017]進一步，如圖1和圖2所示，所述吸盤桿負壓口 7位于吸盤桿大氣口 9的上方，所述殼體負壓口 8位于殼體大氣口 10的上方，所述吸盤桿負壓口 7和吸盤桿大氣口 9之間的距離大于殼體負壓口 8和殼體大氣口 10之間的距離。
[0018]或者是:所述吸盤桿負壓口位于吸盤桿大氣口的下方，所述殼體負壓口位于殼體大氣口的下方，所述吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口之間的距離小于殼體負壓口和殼體大氣口之間的距離。該方式是可以選擇的另一種實現(xiàn)方式(沒有用附圖顯示)。
[0019]再進一步，所述電磁裝置2為電磁線圈。
[0020]使用時，將殼體負壓口 8與負壓產(chǎn)生裝置相連，以提供負壓。在吸附狀態(tài)下，電磁裝置2失電，頂壓彈簧I將活塞3、吸盤桿4和吸盤5的聯(lián)接體推至下極限位置。此時吸盤桿負壓口 7與殼體負壓口 8對齊，吸盤桿大氣口 9與殼體大氣口 10錯開位置。則在吸盤桿4和吸盤5內(nèi)腔形成負壓，吸盤直接吸附于壁面。在離壁狀態(tài)下，電磁裝置2得電并驅(qū)動活塞3、吸盤桿4和吸盤5的聯(lián)接體移動到上極限位置。此時吸盤桿負壓口 7與殼體負壓口 8錯開，吸盤桿大氣口 9與殼體大氣口 10對齊。則吸盤桿4和吸盤5內(nèi)腔與外部負壓隔開，而與大氣聯(lián)通，吸盤5失去吸附力，離開壁面。
[0021]將本實用新型的負壓吸附足應(yīng)用到如附圖3所示的爬壁機器人行走機構(gòu)。該行走機構(gòu)由驅(qū)動輪11、從動輪12、鏈條13和一組負壓吸附足組成。一組吸附足均布安裝在鏈條13上。當其中一個吸附足運動至驅(qū)動輪11正下方即圖示15的位置時，吸附足進入吸附狀態(tài)，使得爬壁機器人在驅(qū)動輪11和鏈條13的作用下前進。當吸附足處于從動輪12正下方即圖示14的位置時，即吸附足即將離開壁面時，由于從動輪12安裝位置相對于驅(qū)動輪11偏下，爬壁機器人的重力和吸附足的電磁線圈2共同作用，使得吸附足進入離壁狀態(tài)，并離開壁面。如此循環(huán)，爬壁機器人可在任意傾斜角度的平整壁面吸附并行走。
【主權(quán)項】
1.一種適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足，包括吸盤和吸盤桿，所述吸盤安裝在吸盤桿的下端，其特征在于:所述負壓吸附足還包括殼體、活塞和頂壓彈簧，所述吸盤桿的上端與所述活塞連接，所述活塞的上部與所述頂壓彈簧的下端連接，所述殼體內(nèi)設(shè)有供所述吸盤桿、活塞和頂壓彈簧裝配的滑腔，所述頂壓彈簧的上端頂觸在所述滑腔的頂壁；所述吸盤桿和活塞可上下滑動地密封裝配在滑腔內(nèi)，所述吸盤桿的內(nèi)腔呈中空，所述吸盤桿的壁面開有吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口，所述殼體的壁面上還有殼體負壓口和殼體大氣口，所述吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口之間的距離與殼體負壓口和殼體大氣口之間的距離之間的差值為所述活塞的位移行程，所述殼體負壓口與負壓產(chǎn)生裝置連接，所述活塞外的殼體內(nèi)安裝用以通過電磁原理帶動活塞向上運動壓縮彈簧的電磁裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足，其特征在于:所述吸盤桿負壓口位于吸盤桿大氣口的上方，所述殼體負壓口位于殼體大氣口的上方，所述吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口之間的距離大于殼體負壓口和殼體大氣口之間的距離。
3.如權(quán)利要求1所述的適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足，其特征在于:所述吸盤桿負壓口位于吸盤桿大氣口的下方，所述殼體負壓口位于殼體大氣口的下方，所述吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口之間的距離小于殼體負壓口和殼體大氣口之間的距離。
4.如權(quán)利要求1?3之一所述的適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足，其特征在于:所述電磁裝置為電磁線圈。
【專利摘要】一種適用于非水平平整壁面爬壁機器人的負壓吸附足，吸盤安裝在吸盤桿的下端，負吸盤桿的上端與活塞連接，活塞的上部與頂壓彈簧的下端連接，殼體內(nèi)設(shè)有供吸盤桿、活塞和頂壓彈簧裝配的滑腔，頂壓彈簧的上端頂觸在滑腔的頂壁；吸盤桿和活塞可上下滑動地密封裝配在滑腔內(nèi)，吸盤桿的內(nèi)腔呈中空，吸盤桿的壁面開有吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口，殼體的壁面上還有殼體負壓口和殼體大氣口，吸盤桿負壓口和吸盤桿大氣口之間的距離與殼體負壓口和殼體大氣口之間的距離之差為活塞的位移行程，殼體負壓口與負壓產(chǎn)生裝置連接，活塞外的殼體內(nèi)安裝用以通過電磁原理帶動活塞向上運動壓縮彈簧的電磁裝置。本實用新型簡化結(jié)構(gòu)、元件少、體積小、成本較低。
【IPC分類】B62D57-024
【公開號】CN204567833
【申請?zhí)枴緾N201520204438
【發(fā)明人】鮑官軍, 蔡世波, 錢振, 姚鵬飛, 夏罕彪, 顏俊民, 楊慶華, 胥芳, 張立彬
【申請人】浙江工業(yè)大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月7日