一种吸盘组件及使用其的爬墙机器人的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，具体涉及一种吸盘组件及使用其的爬墙机器人。

背景技术：

随着科技的进步，工业机器人在各个领域得到了广泛应用，其中，爬墙机器人作为能够在垂直陡壁上进行作业的机器人，以其能够成为高空极限作业的一种自动机械装置的优良特性越，广泛应用于核工业、建筑、消防等行业。

爬墙机器人要想在垂直陡壁上进行作业必须具备良好的吸附功能。目前，市场上出现的爬墙机器人均依靠真空吸盘来进行吸附，采用真空吸盘进行吸附存在一个问题，即当墙面很不光滑时(如录音室的吸音壁，表面会有意做出大量不规则的突起或使用细密的装饰性细条状瓷砖，因而墙面存在大量缝隙)，吸附效果不是很好。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种吸盘组件及使用其的爬墙机器人。

本实用新型所采用的技术方案为：一种吸盘组件，包括组件壳体及设置在所述组件壳体上的吸盘，所述吸盘上设置有仿刚毛。

优选的，所述仿刚毛均匀粘接在所述吸盘上。

优选的，所述仿刚毛由聚丙烯纤维构造的强力干性黏合材料制成。

优选的，所述吸盘包括吸盘骨架及设置在所述吸盘骨架上的第一密封件和第二密封件，所述吸盘骨架呈环形，所述吸盘骨架的上部和下部分别开设有环形槽；所述第一密封件和所述第二密封件相对设置于所述吸盘骨架上，且分别与所述吸盘骨架上的环形槽相配合。

优选的，所述吸盘还包括连接件，所述仿刚毛固定于所述连接件上，所述连接件与所述吸盘骨架相卡接。

优选的，所述仿刚毛与所述连接件之间还设置有弹性材料层，所述仿刚毛通过所述弹性材料层固定于所述连接件上。

优选的，所述第一密封件和所述第二密封件均由粘性材料或弹性材料制成。

优选的，所述仿刚毛的厚度不低于所述第一密封件的厚度。

一种包含上述吸盘组件的爬墙机器人，包括机器人主体、执行模块、吸盘组件、四个滚轮、电机、履带、真空泵、电池和控制箱，所述执行模块设置于所述机器人主体上；所述吸盘组件水平设置于所述机器人主体下侧，且与所述真空泵相连；四个所述滚轮设置于所述机器人主体两侧，且每个所述滚轮均由一个所述电机所驱动；所述履带包裹在四个所述滚轮上，且由所述滚轮所驱动；所述电池和所述控制箱均固定于所述机器人主体内侧，且所述电池、所述所述电机和所述真空泵均与所述控制箱电连接。

本实用新型的有益效果为：通过将仿刚毛结合到现有的吸盘组件上，大大增加了吸盘组件在不平整工作面上的吸附能力，有效解决了现有真空吸盘不能快速吸附和放开，且吸附放开时不能保证吸盘的吸附力的问题；另外，还解决了当被吸附工作面不平整时的容易漏气的问题。

附图说明

图1是本实用新型吸盘组件的结构示意图；

图2是本实用新型吸盘的剖面图；

图3是本实用新型爬墙机器人的结构示意图；

图4是本实用新型爬墙机器人的内部结构示意图。

图中：1、机器人主体；2、执行模块；3、吸盘组件；31、组件壳体；32、吸盘；33、仿刚毛；34、连接件；35、第一密封件；36、第二密封件；37、吸盘骨架；4、滚轮；5、电机；6、履带；7、真空泵；8、电池；9、控制箱。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供了一种吸盘组件，包括组件壳体31及设置在所述组件壳体31上的吸盘32，所述吸盘32上设置有仿刚毛33。本实施例中壳体31上设置有四个吸盘32。所述仿刚毛33均匀粘接在所述吸盘32上。所述仿刚毛33由聚丙烯纤维构造的强力干性黏合材料制成。

仿刚毛材料，是利用一种硬塑料质地的极小的聚丙烯纤维构造的强力干性粘合材料，每根纤维长15-20μm，直径0.6μm，它所采用的强力干性粘合材料—只有在两接触面相对滑动时才产生粘合效果，这与壁虎依靠刚毛不停的与墙面接触、分离达到吸附效果的原理一致。

进一步的改进，所述吸盘32包括吸盘骨架37及设置在所述吸盘骨架37上的第一密封件35和第二密封件36，所述吸盘骨架37呈环形，所述吸盘骨架37的轴向横截面呈“工”字形，吸盘骨架37的上部和下部分别形成环形槽；所述第一密封件35和所述第二密封件36相对设置于所述吸盘骨架37上，且分别与所述吸盘骨架37上的所述环形槽相配合。

为了使仿刚毛33与吸盘32可拆卸，所述吸盘32还包括连接件34，所述仿刚毛33固定于所述连接件34上，所述连接件34与所述吸盘骨架37相卡接。

进一步优选的方案，所述仿刚毛33与所述连接件34之间还设置有弹性材料层，所述仿刚毛33通过所述弹性材料层固定于所述连接件34上。

优选的方式，所述第一密封件35和所述第二密封件36均由粘性材料或弹性材料制成，且所述仿刚毛33的厚度不低于所述第一密封件35的厚度。

另外，也可以在吸盘底部不规则方向布置仿刚毛，即把吸盘内部除边缘的密封圈外的部分做成不规则条状，并在其上布置仿刚毛，由于吸盘的材质弹性好，每个条状物在外力作用下可在有限范围内振动。合理设计吸盘吸气的气道。让吸盘在漏气工作时，进气的气流能引起刚毛材料的振动，从而引起仿刚毛结构和墙壁的相对滑动趋势，产生粘合效果。这样的吸盘组工作时，如果吸盘所处墙面良好，则吸盘基本不会漏气，仿刚毛不工作。如果该吸盘所处墙面不规则，漏气较为严重，则漏气气流引起仿刚毛结构和墙壁的相对滑动，产生粘合效果，有效解决因漏气引起的吸附力下降问题，这样就不会出现一组吸盘因所处墙面环境不好而全部失效，进而引起机械失去平衡的情景。由于仿刚毛结构所产生的进气阻力，还可以使同一吸盘组中其他不漏气的吸盘的工作不受影响。

一种包含上述吸盘组件的爬墙机器人，包括机器人主体1、执行模块2、吸盘组件3、四个滚轮4、电机5、履带6、真空泵7、电池8和控制箱9，所述执行模块2设置于所述机器人主体1上；所述吸盘组件3水平设置于所述机器人主体1下侧，且与所述真空泵7相连；四个所述滚轮4设置于所述机器人主体1两侧，且每个所述滚轮4均由一个所述电机5所驱动；所述履带6包裹在四个所述滚轮4上，且由所述滚轮4所驱动；所述电池8和所述控制箱9均固定于所述机器人主体1内侧，且所述电池8、所述所述电机5和所述真空泵7均与所述控制箱9电连接。

工作原理如下，通过真空泵对吸盘壳体内进行抽气，使吸盘壳体内腔形成较强的负压，从而通过吸盘与墙面接触相互密封，使机器人能够吸附在墙面上。当电脑发出行走信号时，机器接收到信号后，控制箱开始工作，使电机开始运转，带动滚轮转动，从而使履带运行，爬墙机开始行走。本机器采用了仿生技术，吸盘内部除边缘的密封圈外的部分做成仿壁虎脚刚毛结构。其优点是保留吸盘组的高备用吸附力，提高安全系数，如遇墙面不规则，可防止吸盘漏气。同时吸盘组和履带相互独立，这样吸附功能和移动功能相互独立，互不影响，解决了传统爬墙机器人转向困难的问题，提高了爬墙机器人的灵活性、安全性。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，本领域普通技术人员在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。