一种机器壁虎的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种机器壁虎，包括动力系统、吸附系统、控制系统。动力系统包括轮子、驱动电机、转盘、直线电机、推杆、连杆；吸附系统包括高速电机、风扇、迷宫式腔体、真空补气装置。多腔体结构，提高了机器人工作过程的可靠性和适应性；同时真空补气阀装置使机器人行走驱动力更加稳定，增加了机器人对不同壁面的适应能力。可用于对核废液罐、反应堆压力罐进行裂缝检查，测厚及焊缝探伤、对巨型壁面的喷涂，玻璃壁面的清洗，磁砖安装，桥梁探伤、对圆形大罐或球形罐的内外壁面进行检查、测量和保养，还可以用于对船体的除锈、喷涂等。
【专利说明】一种机器壁虎
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器壁虎领域，尤其是利用连续负压原理，采用多腔体吸附结构的多腔体螃蟹式负压机器壁虎。
【背景技术】
[0002]机器壁虎作为机器人的一个特殊分支，其特点是能克服重力作用在墙壁、天花板上自由运动。由于机器壁虎工作的特殊性，受到世界各国科研工作者的关注。
[0003]随着城市高层建筑不断出现，随之而来的是高层作业的问题。目前机器壁虎应用主要集中于以下几个领域:在核工业中，用于对核废液罐、反应堆压力罐进行裂缝检查，测厚及焊缝探伤等；建筑行业中，用于对巨型壁面的喷涂，玻璃壁面的清洗，磁砖安装，桥梁探伤等；消防部门中，用于输送救助物资；石化行业中，用于对圆形大罐或球形罐的内外壁面进行检查、测量和保养；造船行业中，用于对船体的除锈、喷涂等。
[0004]随着国家经济水平的不断提高，将有更多的涉及到高空作业的工作，机器壁虎的应用领域也会有着越来越广阔的前景。
[0005]传统机器壁虎主要有真空吸附和磁吸附两种形式:真空吸附式机器人的缺点是当壁面凸凹不平时，容易使吸盘漏气，从而使吸附力下降，承载能力降低，当遇到壁面有大的裂纹和砖缝时，机器人不能完成吸附动作。磁吸附方式对壁面的凸凹适应性强，且吸附力大，但要求壁面必须是导磁材料。这两种机器人又同时具有移动连续性差，工作效率低等问题。以上两种机器壁虎由于使用条件的要求，严重地限制了机器壁虎的应用环境。
[0006]针对当前机器壁虎的不足，本发明提供了一种利用连续负压原理，采用多腔体吸附结构，具有对壁面结构形状适应能力强，稳定性好，不受壁面材料限制，移动灵活的机器壁虎。机器人控制利用遥控器操作，控制灵活方便，有很好的应用前景。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是:克服当前负压机器壁虎技术的不足，提供一种多腔体螃蟹式负压机器壁虎，具有对壁面结构形状适应能力强，稳定性好，不受壁面材料限制，移动灵活等特点，特别适用于高层建筑或高空作业。
[0008]本发明采用的技术方案是:一种机器壁虎，该机器人利用高速电机带动的风扇，抽取机器人与壁面之间密封腔内的气体，使密封腔内产生连续负压，使机器人完成吸附的过程。
[0009]该机器人包括动力系统、吸附系统、控制系统。动力系统包括轮子、驱动电机、转盘、直线电机、推杆、连杆；吸附系统包括高速电机、风扇、迷宫式腔体、真空补气装置。控制系统包括接收系统和遥控器。采用连续负压原理可以很好的克服机器人对墙体的适应问题，同时采用轮式驱动和螃蟹式转向的方式，使机器人具有很好的运动连续性；
驱动电机固定在转盘上，电机输出轴与轮子连接，转盘与底座采用轴承固定，转盘可以在90°范围内转动；直线电机固定在底座上，直线电机推杆和转盘之间采用连杆连接，组成曲柄滑块逆向机构，可以通过直线电机的往复运动，带动推杆运动，进而驱动转盘转动来完成转向。
[0010]四个腔体固定在底座上，其中接触壁面的部分为迷宫式柔性结构，腔体的负压系统由固定在腔体固定板上的高速电机和风扇组成，利用高速电机带动的风扇，抽取机器人与壁面之间密封腔内的气体，使密封腔内产生连续负压。
[0011]本发明采用连续负压原理可以很好的克服机器人对墙体的适应问题，同时采用轮式驱动和螃蟹式转向的方式，使机器人具有很好的运动连续性；受章鱼多吸盘的启发，设计了具有创新性的多腔体结构，提高了机器人工作过程的可靠性和适应性；同时真空补气阀装置使机器人行走驱动力更加稳定，增加了机器人对不同壁面的适应能力，从而拓宽了机器壁虎的应用范围。
[0012]本发明的主要技术指标:最大负压40KPa，整机质量1.8kg,吸附电机转速I IOOOrpm,驱动电机牵引力>32N,负载力>14N。
[0013]本发明所实现的技术效果是:利用连续负压原理，采用多腔体吸附结构，具有对壁面结构形状适应能力强，稳定性好，不受壁面材料限制，移动灵活等特点。机器人控制利用遥控器操作，控制灵活方便，有很好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是机器人主要结构图(上)
图2是机器人主要结构图(下)
图3是机器人横行模式图 图4是机器人原地360°转弯图
其中:1.驱动电机2.底座3.腔体固定板4.转盘5.车轮6.直线电机7.风扇
8.连杆9.高速电机和真空补气装置10.推杆11.迷宫式腔体。
【具体实施方式】
[0015]如图所示，本发明包括动力系统、吸附系统、控制系统。动力系统包括轮子5、驱动电机1、转盘4、直线电机6、推杆10、连杆8 ;吸附系统包括高速电机和真空补气装置9、风扇
7、迷宫式腔体11。控制系统包括接收系统和遥控器。
[0016]驱动电机I固定在转盘4上，电机I输出轴与轮子5连接，转盘4与底座2采用轴承固定，转盘4可以在90°范围内转动；直线电机6固定在底座2上，直线电机推杆10和转盘4之间采用连杆8连接，组成曲柄滑块逆向机构，可以通过直线电机6的往复运动，带动推杆10运动，进而驱动转盘4转动来完成转向。
[0017]四个腔体固定在底座2上，其中接触壁面的部分为迷宫式柔性11结构，腔体的负压系统由固定在腔体固定板3上的高速电机9和风扇7组成，利用高速电机9带动的风扇7，抽取机器人与壁面之间密封腔11内的气体，使密封腔内产生连续负压。
[0018]机器人主要用于对核废液罐、反应堆压力罐进行裂缝检查，测厚及焊缝探伤、对巨型壁面的喷涂，玻璃壁面的清洗，磁砖安装，桥梁探伤、对圆形大罐或球形罐的内外壁面进行检查、测量和保养，还可以用于对船体的除锈、喷涂等。
【权利要求】
1.一种机器壁虎，其特征在于：该机器人利用高速电机带动的风扇，抽取机器人与壁 面之间密封腔内的气体，使密封腔内产生连续负压，使机器人完成吸附的过程。
2.根据权利要求1所述的机器壁虎，其特征在于包括动力系统、吸附系统、控制系统; 动力系统包括驱动电机（1)、转盘（4)、轮子（5)、直线电机（6)、推杆（10)、连杆（8);吸附系 统包括高速电机和真空补气装置（9)、风扇（7)、迷宫式腔体（11);控制系统包括接收系统 和遥控器。
3.根据权利要求2所述的机器壁虎，其特征在于：驱动电机（1)固定在转盘（4)上，电 机⑴输出轴与轮子（5)连接，转盘⑷与底座⑵采用轴承固定，转盘⑷可以在90°范 围内转动。
4.根据权利要求3所述的机器壁虎，其特征在于：直线电机（6)固定在底座（2)上，直 线电机推杆（10)和转盘（4)之间采用连杆（8)连接，组成曲柄滑块逆向机构，可以通过直 线电机（6)的往复运动，带动推杆（10)运动，进而驱动转盘（4)转动来完成转向。
5.根据权利要求4所述的机器壁虎，其特征在于：四个腔体固定在底座（2)上，其中接 触壁面的部分为迷宫式柔性（11)结构，腔体的负压系统由固定在腔体固定板（3)上的高速 电机（9)和风扇（7)组成，利用高速电机（9)带动的风扇（7)，抽取机器人与壁面之间密封腔 (11)内的气体，使密封腔内产生连续负压。
6.根据权利要求5所述的机器壁虎，其特征在于：工作原理为采用连续负压原理可以 很好的克服机器人对墙体的适应问题，同时采用轮式驱动和螃蟹式转向的方式，使机器人 具有很好的运动连续性；受章鱼多吸盘的启发，设计了具有创新性的多腔体结构，提高了机 器人工作过程的可靠性和适应性；同时真空补气阀装置使机器人行走驱动力更加稳定，增 加了机器人对不同壁面的适应能力，从而拓宽了机器壁虎的应用范围。
7.根据权利要求6所述的机器壁虎，其特征在于：本发明的主要技术指标：最大负压 40KPa，整机质量1. 8kg，吸附电机转速llOOOrpm，驱动电机牵引力>32N，负载力>14N。
【文档编号】B62D57/024GK103832500SQ201210478037
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月22日 优先权日:2012年11月22日
【发明者】徐哲 申请人:上海市闵行区知识产权保护协会, 徐哲