附壁爬行机器人足部多管负压吸附贴壁装置的制作方法

本实用新型涉及一种附壁爬行机器人足部多管负压吸附贴壁装置。

背景技术：
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目前的附壁爬行机器人足部负压吸附贴壁装置，主要由橡胶密封垫、活塞式气缸和带中心孔的芯轴等组成。在进排气孔(A6)处可换接高压气瓶和快速排气阀，中心孔(A8)处可换接真空泵和高压气瓶。工作原理：当需要贴壁吸附时，贴壁装置放在固体壁面上，进排气孔(A6)接通高压气瓶，高压气体进入气缸，推动活塞左行，挤压橡胶密封垫(A1)的外缘，使密封垫(A1)与固体壁面间形成密封腔，中心孔(A8)接通真空泵，将密封腔中的空气尽可能抽出，在密封腔内外形成压差，产生真空吸附力，使贴壁装置吸附固定在壁面上，以承受附壁爬行机器人的重量(通常由多个气动负压吸附贴壁装置并联组合，构成吸附贴壁机构，增加承载能力)。当附壁爬行机器人需要提足时(需解除吸附作用)，进排气孔(A6)接通快速排气阀，排出活塞右腔的气体，同时中心孔(A8)接通高压气源，高压气体进入橡胶密封垫下部，使橡胶密封垫恢复凹形状态，消除压差，解除贴壁吸附作用。现有的气动负压吸附贴壁装置主要的缺点有：第一、由于仅在圆弧形橡胶密封垫的外缘形成密封面，密封面积较小，一旦壁面存在小坑或凹凸不平，且正好密封垫外沿的密封面处，密封就会失效，难以可靠地形成负压区。第二、如果壁面存在沟槽、划痕、凹凸不平和小坑等缺陷，由于整个密封垫形成一个统一的密封空间，这些壁面的缺陷将使外界的大气进入欲形成的密封空间，造成密封失效，不能产生贴壁吸附力大，使机器人不能贴壁行走。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种附壁爬行机器人足部多管负压吸附贴壁装置，该附壁爬行机器人足部多管负压吸附贴壁装置结构简单、设计合理，有利于保证所需的贴壁吸附力。

本实用新型附壁爬行机器人足部多管负压吸附贴壁装置，其特征在于：包括呈罩形的气缸筒、套设在气缸筒体内的活塞和与活塞侧面固定连接的安装板，所述安装板上布设有橡胶吸管，所述气缸筒上设有可与高压气连通的进排气孔，所述橡胶吸管具有通气孔，所述活塞上安装有伸出气缸筒的中心管，所述中心管内具有与通气孔连通的中心通孔。

进一步的，上述安装板上密布有锥形孔，橡胶吸管为锥形管，在锥形孔内插置所述橡胶吸管，在安装板后面设有压板，所述压板顶推橡胶吸管使橡胶吸管与安装板连接固定，所述活塞朝向安装板一侧具有罩口，所述压板设在罩口内。

进一步的，上述气缸筒朝向橡胶吸管的一端设有限位套，所述限位套截面呈L形的阶梯环，阶梯环的一边套设在气缸筒端部。

进一步的，上述中心管与气缸筒、活塞的接触部位上设有O形密封圈，所述活塞与气缸筒的内壁的接触部位上设有O形密封圈。

本实用新型工作原理：当需要吸附贴壁时，通过进排气孔向气缸筒输入高压气体，推动活塞左行，活塞在左行过程中，橡胶吸管伸出，与壁面接触变形，形成一个个微小的密封空间，此时中心管接通真空抽吸装置，将微小的密封空间中的空气抽出，形成真空，在周围大气压力作用下产生吸附力。当需要脱离吸附时，进排气孔切换到快速排气阀，迅速排出气缸内的高压气体，同时中心管切换到快速排气阀，中心管及微小橡胶吸管内部通大气，原来密封空间中的负压消失，吸附力消失。当壁面存在沟槽、划痕、小坑、凹凸不平等缺陷时，只要这些缺陷不是占据整个贴壁吸附装置面积的大缺陷，只是对少数吸管有影响的小缺陷，就不会对整个装置的吸附能力产生大的影响，整个装置仍能在大多数吸管正常工作的情况下，产生足够的贴壁吸附力。

本实用新型相较于现有的技术有以下优点：其一，采用密布的橡胶吸管取代单一的密封垫，每个吸管独立形成密封空间，当壁面存在沟槽、划痕、凹凸不平和小坑等缺陷时，只会对缺陷处的少数吸管的密封造成影响，绝大多数吸管能正常发挥作用，对贴壁吸附的效果影响较小；其二，采用直径1~2mm的微小吸管，在一定的面积上可以布置较多的吸管(如在直径50mm的圆盘上可以均匀布置400多个吸管)，吸附面积大，吸附力大，同时由于吸管直径小，在沟槽、划痕、小坑等缺陷处，吸管可能在缺陷底部形成密封，进一步降低这些缺陷对贴壁吸附作用的影响。

附图说明：

图1是现有技术的构造示意图；

其中A1-橡胶密封垫；A2-活塞；A3、4-O密封圈；A5-气缸筒；A6-进排气孔；A7-芯轴；A8-中心孔；

图2是本实用新型的构造示意图；

其中1-橡胶吸管；2-压板； 3-安装板；4-限位套5、9、10-O型密封圈；6-活塞；7-气缸筒；8-中心管；11-进排气孔。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

本实用新型附壁爬行机器人足部多管负压吸附贴壁装置，其特征在于：包括呈罩形的气缸筒、套设在气缸筒体内的活塞和与活塞侧面固定连接的安装板，所述安装板上布设有橡胶吸管，所述气缸筒上设有可与高压气连通的进排气孔，所述橡胶吸管具有通气孔，所述活塞上安装有伸出气缸筒的中心管，所述中心管内具有与通气孔连通的中心通孔。

进一步的，上述安装板上密布有锥形孔，橡胶吸管为锥形管，在锥形孔内插置所述橡胶吸管，在安装板后面设有压板，所述压板顶推橡胶吸管使橡胶吸管与安装板连接固定，所述活塞朝向安装板一侧具有罩口，所述压板设在罩口内。

进一步的，上述气缸筒朝向橡胶吸管的一端设有限位套，所述限位套截面呈L形的阶梯环，阶梯环的一边套设在气缸筒端部。

进一步的，上述中心管与气缸筒、活塞的接触部位上设有O形密封圈，所述活塞与气缸筒的内壁的接触部位上设有O形密封圈。

本实用新型工作原理：当需要吸附贴壁时，通过进排气孔向气缸筒输入高压气体，推动活塞左行，活塞在左行过程中，橡胶吸管伸出，与壁面接触变形，形成一个个微小的密封空间，此时中心管接通真空抽吸装置，将微小的密封空间中的空气抽出，形成真空，在周围大气压力作用下产生吸附力。当需要脱离吸附时，进排气孔切换到快速排气阀，迅速排出气缸内的高压气体，同时中心管切换到快速排气阀，中心管及微小橡胶吸管内部通大气，原来密封空间中的负压消失，吸附力消失。当壁面存在沟槽、划痕、小坑、凹凸不平等缺陷时，只要这些缺陷不是占据整个贴壁吸附装置面积的大缺陷，只是对少数吸管有影响的小缺陷，就不会对整个装置的吸附能力产生大的影响，整个装置仍能在大多数吸管正常工作的情况下，产生足够的贴壁吸附力。

本实用新型相较于现有的技术有以下优点：其一，采用密布的橡胶吸管取代单一的密封垫，每个吸管独立形成密封空间，当壁面存在沟槽、划痕、凹凸不平和小坑等缺陷时，只会对缺陷处的少数吸管的密封造成影响，绝大多数吸管能正常发挥作用，对贴壁吸附的效果影响较小；其二，采用直径1~2mm的微小吸管，在一定的面积上可以布置较多的吸管(如在直径50mm的圆盘上可以均匀布置400多个吸管)，吸附面积大，吸附力大，同时由于吸管直径小，在沟槽、划痕、小坑等缺陷处，吸管可能在缺陷底部形成密封，进一步降低这些缺陷对贴壁吸附作用的影响。