专利名称：一种气动爬壁机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种智能技术，具体地说是一种气动爬壁机器人。
背景技术：
随着机器人技术的出现和发展以及人们自我保护意识的增强，人们迫切希望能用机器人代替人进行高空等危险作业，从而把人从恶劣的环境和繁重的劳动中解脱出来。但是现有的机器人还不能满足实际的需求。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种能够改善劳动环境、提高劳动生产率的气动爬壁机器人。
本发明是通过以下技术实现的该动爬壁机器人是由吸盘、气缸、齿轮、齿条、步进电机、谐波减速器、吸盘支架、导向杆、气路控制单元、大锥齿轮、小锥齿轮、变速器壳体。步进电机安装在谐波减速器上，步进电机轴用键连接在谐波减速器输入轴上，组成前脚步进电机减速组件，谐波减速器的输出轴用键连接齿轮齿条前支脚，齿条与前脚吸盘支架相连，前脚吸盘固定在前脚吸盘支架上；该谐波减速器经导向杆铰接在气缸杆上，气缸座与另一个谐波减速器用螺栓相连，步进电机安装在谐波减速器上，步进电机轴用键连接在谐波减速器输入轴上，组成后脚步进电机减速组件，谐波减速器的输出轴用键连接齿轮齿条后脚，齿条与第三个谐波减速器用螺栓相连，步进电机安装在谐波减速器上，步进电机轴用键连接在谐波减速器输入轴上，组成转向步进电机减速组件，变速器壳体用螺栓连接在谐波减速器上，谐波减速器的输出轴用键连接大锥齿轮，大锥齿轮与小锥齿轮啮合，小锥齿轮用键与小锥齿轮轴连接，小锥齿轮轴与后脚吸盘支架相连，后脚吸盘固定在后脚吸盘支架上。
在应用时，后脚吸盘将机器人吸附固定在墙面上，前脚吸盘脱离吸附状态，前脚步进电机减速组件的步进电机逆时针旋转(在附图1上垂直于纸面向里看)，将前脚吸盘脱离墙面，此时，气路控制单元控制气缸杆伸出，推动前脚组件前移；当到达气缸行程时，将前脚吸盘压下并吸附固定在墙面上，然后后脚吸盘脱离吸附状态，气路控制单元控制气缸杆收缩，带动后脚组件前移，从而完成一个前进动作。当后脚吸盘将机器人吸附固定在墙面上，前脚吸盘脱离吸附状态时，转向步进电机减速组件的步进电机逆时针旋转，则可带动机器人原地0°~360°任意角度旋转。本发明具有结构简单、操作方便、能够改善劳动环境、提高劳动生产率等优点。
图1为本发明的结构原理示意图主视图；图2为本发明的结构原理示意图右视图。
其中，1、前脚吸盘，2、前脚吸盘支架，3、齿轮齿条前支脚，4、前脚步进电机减速组件，5、导向杆，6、气缸，7、气路控制单元，8、后脚步进电机减速组件，9、后脚吸盘支架，10、后脚吸盘，11、齿轮齿条后脚，12、小锥齿轮轴，13、大锥齿轮，14、小锥齿轮，15、变速器壳体，16、转向步进电机减速组件。
具体实施例方式
实施例如图1、图2所示，一种气动爬壁机器人，包括吸盘、气缸、齿轮、齿条，该机器人还包括步进电机、谐波减速器、吸盘支架、导向杆、气路控制单元、大锥齿轮、小锥齿轮、变速器壳体。步进电机安装在谐波减速器上，步进电机轴用键连接在谐波减速器输入轴上，组成前脚步进电机减速组件4，谐波减速器的输出轴用键连接齿轮齿条前支脚3，齿条与前脚吸盘支架2相连，前脚吸盘1固定在前脚吸盘支架2上；该谐波减速器经导向杆5铰接在气缸6杆上，气缸座与另一个谐波减速器用螺栓相连，步进电机安装在谐波减速器上，步进电机轴用键连接在谐波减速器输入轴上，组成后脚步进电机减速组件8，谐波减速器的输出轴用键连接齿轮齿条后脚11，齿条与第三个谐波减速器用螺栓相连，步进电机安装在谐波减速器上，步进电机轴用键连接在谐波减速器输入轴上，组成转向步进电机减速组件16，变速器壳体15用螺栓连接在谐波减速器上，谐波减速器的输出轴用键连接大锥齿轮13，大锥齿轮13与小锥齿轮14啮合，小锥齿轮14用键与小锥齿轮轴12连接，小锥齿轮轴12与后脚吸盘支架9相连，后脚吸盘10固定在后脚吸盘支架9上。
机器人前进时，后脚吸盘10将机器人吸附固定在墙面上，前脚吸盘1脱离吸附状态，前脚步进电机减速组件4的步进电机逆时针旋转(在附图1上垂直于纸面向里看)，谐波减速器带动大齿轮3逆时针旋转，齿条3在大齿轮3的作用下将前脚吸盘1脱离墙面，此时，气路控制单元7控制气缸6杆伸出，推动前脚组件前移；当到达气缸行程时，该步进电机顺时针旋转，齿条3将前脚吸盘1压在墙面上，并吸附固定在墙面上，然后后脚吸盘10脱离吸附状态，后脚步进电机减速组件8的步进电机逆时针旋转，谐波减速器带动大齿轮11逆时针旋转，齿条11在大齿轮11的作用下将后脚吸盘10脱离墙面，此时，气路控制单元7气缸6杆收缩，带动后脚组件前移；当到达气缸行程时，该步进电机顺时针旋转，齿条11将后脚吸盘10压在墙面上，并吸附固定在墙面上，从而完成一个前进动作。
机器人需要旋转时，后脚吸盘10将机器人吸附固定在墙面上，前脚吸盘1脱离吸附状态，前脚步进电机减速组件4的步进电机逆时针旋转，谐波减速器带动大齿轮3逆时针旋转，齿条3在大齿轮3的作用下将前脚吸盘1脱离墙面，此时，转向步进电机减速组件16的步进电机逆时针旋转，连接在该步进电机上的大锥齿轮13逆时针旋转，连接在后脚上的小锥齿轮12顺时针旋转，由于后脚固定在墙面上，故机器人的上半部分机体将顺时针旋转。然后，气路控制单元控制7控制气缸6杆伸出，推动前脚组件前移；当到达气缸行程时，该步进电机顺时针旋转，齿条3将前脚吸盘1压在墙面上，并吸附固定在墙面上，完成一个转向动作。
权利要求
1.一种气动爬壁机器人，包括吸盘、气缸、齿轮、齿条，其特征在于还包括步进电机、谐波减速器、吸盘支架、导向杆、气路控制单元、大锥齿轮、小锥齿轮、变速器壳体，步进电机安装在谐波减速器上，步进电机轴用键连接在谐波减速器输入轴上，组成前脚步进电机减速组件，谐波减速器的输出轴用键连接齿轮齿条前支脚，齿条与前脚吸盘支架相连，前脚吸盘固定在前脚吸盘支架上；该谐波减速器经导向杆铰接在气缸杆上，气缸座与另一个谐波减速器用螺栓相连，步进电机安装在谐波减速器上，步进电机轴用键连接在谐波减速器输入轴上，组成后脚步进电机减速组件，谐波减速器的输出轴用键连接齿轮齿条后脚，齿条与第三个谐波减速器用螺栓相连，步进电机安装在谐波减速器上，步进电机轴用键连接在谐波减速器输入轴上，组成转向步进电机减速组件，变速器壳体用螺栓连接在谐波减速器上，谐波减速器的输出轴用键连接大锥齿轮，大锥齿轮与小锥齿轮啮合，小锥齿轮用键与小锥齿轮轴连接，小锥齿轮轴与后脚吸盘支架相连，后脚吸盘固定在后脚吸盘支架上。
2.根据权利要求书1所述的气动爬壁机器人，其特征在于，谐波减速器经导向杆通过可拆卸的螺钉或销钉与气缸杆连接。
全文摘要
本发明涉及一种气动爬壁机器人，该机器人是由前脚步进电机减速组件、后脚步进电机减速组件、转向步进电机减速组件以及吸盘、吸盘支架、气缸、气路控制单元等组成。前脚、后脚步进电机减速组件均由步进电机、谐波减速器组成的减速单元以及用键连接在谐波减速器输出轴上的大齿轮与齿条组成的支脚伸缩机构组成，用步进电机的正反转驱动支脚的伸出与收缩。转向步进电机减速组件是由步进电机、谐波减速器以及一对锥齿轮组成，用步进电机的正反转驱动机器人沿后脚支架的中心点0°～360°任意角度旋转。机器人的前进、后退是依靠安装在机器人前脚、后脚间的气缸的伸缩实现的。
文档编号B62D57/00GK101092152SQ20071001683
公开日2007年12月26日 申请日期2007年7月13日 优先权日2007年7月13日
发明者于复生, 姜福亭, 沈孝芹, 李琦, 刘红艳, 郭梅静, 李巍 申请人:于复生