专利名称：自主放气式爬壁机器人振动吸附足部的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自主放气式爬壁机器人振动吸附足部，具体地说是一种低 功耗的、能在较粗糙表面稳定吸附，并能够实现自主吸放气控制，对外具有安 装接口的吸附装置。属于爬壁机器人的吸附装置。
背景技术：
目前，被动式的表面吸附装置只能在相当光滑的表面上吸附，在较粗糙的 表面则需要功耗很高的真空泵来保证吸盘内的真空度。在自主式的爬壁机器人领域的研究中，为了提高机器人的适应性，在设计 机器人的吸附装置时必须使用可靠性高的真空泵吸盘。由于真空泵的体积大、 功耗大，导致机器人很难实现完全的自主，从而限制了爬壁机器人技术的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自主放气式爬壁机器人振动吸附足部，以克服 使用真空泵导致的体积增大、功耗增大等局限性。本发明的技术方案是本发明的自主放气式爬壁机器人振动吸附足部具体 包括上板组件，下板组件，放气机构，传动凸轮，卡箍轴承，凸轮套，上下 板连接件，稳定环，稳固弹簧，固定螺母，放气机构固定螺栓上板组件包括电机固定套，电机，电机安装板，上板吸盘接头，真空吸盘， 上板，导向杆；真空吸盘与上板吸盘接头的头部连接，上板吸盘接头安装在上 板上；电机安装在电机安装板的端面上，电机固定套套在电机的外表面上，电 机固定套和电机安装板通过螺栓连接在上板的螺纹孔中；导向杆安装在上板的 螺纹孔中；下板组件包括直线轴承，下板吸盘接头，真空吸盘，下板；吸盘安装在下 板吸盘接头的头部，下板吸盘接头安装在下板的螺纹孔中，直线轴承安装在下板的轴承孔中；放气机构包括导向块，复位弹簧，偏心轮框，橡胶片，六通阀，偏心单向 轴承；偏心单向轴承与偏心轮框的方框部分配合，偏心轮框右端与六通阀的中 心孔配合，偏心轮框左端与导向块的中心孔配合，偏心轮框右侧粘接有橡胶片；偏心单向轴承的内孔与传动凸轮端部的圆柱体部分配合；传动凸轮通过其上的D形孔与电机的输出轴相连，卡箍轴承的内表面与传动凸轮的外表面配合，其外表面与凸轮套的内表面配合，凸轮套与上下板连接件连接，上下板连接件与下板相连；稳定环通过稳固弹簧和固定螺母与下板组件的下板吸盘接头相连。其中，所述的直线轴承与下板的轴承孔之间为紧配合。其中，所述的偏心单向轴承与偏心轮框的方框部分为高副配合。本发明的优点及功效在于该装置不但可以在较粗糙的表面(如室内墙面)实现稳定吸附和放气，而且具有体积小、功耗小、模块化设计的优点，以及和真空泵吸盘相当的控制响应速度。
图l是本发明的三维视2是本发明的结构爆炸3是本发明的上板组件爆炸4是本发明的下板组件爆炸5是本发明的放气机构爆炸6是本发明的稳定环图7是本发明的吸盘结构8是本发明的上板吸盘接头结构图9是本发明的下板吸盘接头结构图10A是本发明的传动凸轮图10B是传动凸轮的右视图 图ll是本发明的卡箍轴承 图12是本发明的凸轮套 图13是本发明的上下板连接件图14是本发明的上板图15是本发明的下板图16是本发明的偏心单向轴承图17是本发明的偏心轮框图18是本发明的六通阀图19是本发明的导向块图中具体标号如下A-上板组件 B-下板组件 C-放气机构1、电机固定套2、电机3、电机安装板4、上板吸盘接头5、10、真空吸盘6、上板7、导向杆8、直线轴承9、下板吸盘接头11、下板12、导向块13、复位弹簧14、偏心轮框15、橡胶片16、六通阀17、偏心单向轴承18、传动凸轮19、卡箍轴承20、凸轮套21、上下板连接件22、稳定环23、稳固弹簧24、固定螺母25、放气机构固定螺栓
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的技术方案进一步说明。如图l、 2、 6、 10、 11、 12、 13所示，本发明由上板组件A，下板组件B， 放气机构C，传动凸轮18，卡箍轴承19，凸轮套20，上下板连接件21，稳定 环22，稳固弹簧23，固定螺母24，放气机构固定螺栓25组成。如图3、 7、 8、 14所示，上板组件A包括电机固定套1，电机2，电机安装 板3，上板吸盘接头4，真空吸盘5，上板6，导向杆7。真空吸盘5安装在上 板吸盘接头4的头部，上板吸盘接头4通过其尾部的螺纹安装在上板6上的螺 纹孔中。电机2安装在电机安装板3的端面上，电机固定套l和电机安装板间 通过螺钉连接，实现对电机2的固定。导向杆7通过其尾部的螺栓安装在上板 6上的螺纹孔中。如图4、 9、 15所示，下板组件B包括直线轴承8，下板吸盘接头9，真空吸盘IO，下板ll。吸盘10安装在下板吸盘接头9的头部，下板吸盘接头9通 过其尾部的螺纹安装在下板11上的螺纹孔中。直线轴承通过紧配合安装在下板 ll上的轴承孔中。如图5、 17、 18、 19所示，放气机构C包括导向块12，复位弹簧13，偏心 轮框14，橡胶片15，六通阀16，偏心单向轴承17。偏心单向轴承17与偏心轮 框14的方框部分构成高副配合，偏心轮框14右端的圆柱体与六通阀16上的中 心孔配合，偏心轮框14左端的圆柱体与导向块12上的中心孔配合，实现对偏 心轮框14的导向，偏心轮框14右侧的方形部分上粘接有橡胶片15。偏心单向轴承17的内孔与传动凸轮18端部的圆柱体部分配合(如图8所 示)，当传动凸轮18逆时针转动时(正转)，偏心单向轴承17作用与普通轴承 一样，当传动凸轮18顺时针转动时(反转)，偏心单向轴承17将与传动凸轮一 起运动，运动通过偏心单向轴承17与偏心轮框的高副配合推动偏心轮框向左运 动，使橡胶片与六通阀16的阀面脱开，使导气管与大气联通，实现对吸附装置 的放气。当传动凸轮18再次正转时，偏心轮框将在复位弹簧13的作用下向右 运动，橡胶片将重新与阀面贴合，通过复位弹簧13的预紧力实现对吸附装置的 密封。传动凸轮18 (如图10A、 IOB所示)通过其上的D形孔与电机2的输出轴 相连，卡箍轴承19的内表面与传动凸轮的外表面配合，其外表面与凸轮套20 的内表面配合，凸轮套20与上下板连接件21通过螺栓连接，上下板连接件21 与下板ll通过螺钉相连，这样当电机2带动传动凸轮18正转时，上板组件A 和下板组件B上两组吸盘就可以做交替振动。稳定环22通过稳固弹簧23和固定螺母24与下板组件B上的下板吸盘接头 9相连，稳定环22上有连接接口。通过将上述结构组装在一起，并加上驱动电路即形成具有模块化特性的吸 附装置。该吸附装置能够在室内粉刷的墙面正常工作，在瓷砖壁面上的正拉力 载荷可达120N，功耗只有2W，自重为300g，所占空间为O120X50。其性能与 现在的传统的吸附装置相比有着明显的优势。
权利要求
1、一种自主放气式爬壁机器人振动吸附足部，其特征在于该装置由上板组件，下板组件，放气机构，传动凸轮，卡箍轴承，凸轮套，上下板连接件，稳定环，稳固弹簧，固定螺母，放气机构固定螺栓组成上板组件包括电机固定套，电机，电机安装板，上板吸盘接头，真空吸盘，上板，导向杆；真空吸盘与上板吸盘接头的头部连接，上板吸盘接头安装在上板上；电机安装在电机安装板的端面上，电机固定套套在电机的外表面上，电机固定套和电机安装板通过螺栓连接在上板的螺纹孔中；导向杆安装在上板的螺纹孔中；下板组件包括直线轴承，下板吸盘接头，真空吸盘，下板；吸盘安装在下板吸盘接头的头部，下板吸盘接头安装在下板的螺纹孔中，直线轴承安装在下板的轴承孔中；放气机构包括导向块，复位弹簧，偏心轮框，橡胶片，六通阀，偏心单向轴承；偏心单向轴承与偏心轮框的方框部分配合，偏心轮框右端与六通阀的中心孔配合，偏心轮框左端与导向块的中心孔配合，偏心轮框右侧粘接有橡胶片；偏心单向轴承的内孔与传动凸轮端部的圆柱体部分配合；传动凸轮通过其上的D形孔与电机的输出轴相连，卡箍轴承的内表面与传动凸轮的外表面配合，其外表面与凸轮套的内表面配合，凸轮套与上下板连接件连接，上下板连接件与下板相连；稳定环通过稳固弹簧和固定螺母与下板组件的下板吸盘接头相连。
2、 根据权利要求1所述的自主放气式爬壁机器人振动吸附足部，其特征在 于所述的直线轴承与下板的轴承孔之间为紧配合。
3、 根据权利要求1所述的自主放气式爬壁机器人振动吸附足部，其特征在 于所述的偏心单向轴承与偏心轮框的方框部分为高副配合。
全文摘要
本发明一种自主放气式爬壁机器人振动吸附足部，其特征在于该装置由上板组件，下板组件，放气机构，传动凸轮，卡箍轴承，凸轮套，上下板连接件，稳定环，稳固弹簧，固定螺母，放气机构固定螺栓组成。传动凸轮通过卡箍轴承带动凸轮套和上下板连接件沿导向杆做往复运动；通过对偏心单向轴承的使用实现通过电机的正反转完成对吸附装置的吸放气控制；通过稳定环保证该吸附装置作为机器人足部使用时不会因自身振动而影响机器人整体的稳定性。该吸附装置能够在室内粉刷的墙面正常工作，在瓷砖壁面上的正拉力载荷可达120N，功耗只有2W，自重为300g，所占空间为Φ120×50。其性能与现在的传统的吸附装置相比有着明显的优势。
文档编号B62D57/00GK101402379SQ20081022530
公开日2009年4月8日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者荣 刘, 浩 杨, 洪青锋 申请人:北京航空航天大学