一种真空吸附爬行运动机构的制作方法

本实用新型涉及真空吸附移动运动技术领域，具体涉及一种真空吸附爬行运动机构。

背景技术：

在工业自动化生产中，生产物料的转移、产品的下料、产品的摆放等均可见真空吸附的身影。而且，真空吸附还用于爬墙机器人的行走技术中。其中，真空吸附用于爬墙机器人，主要是将机器人的爬行履带设计成真空吸附爬行履带，使机器人通过真空吸附爬行履带克服自身重力沿墙面行进。

然而，现有的真空吸附爬行履带仍存在诸多不足，包括：（1）运行速度较慢，不能快速爬行；（2）需多个吸附件同时进行吸附工作才能牢固抓紧吸附面，因而在遇到弯角时不能自行跨越，仍需要人工进行搬移；（3）为避免真空泄漏，通常设计的结构较复杂；而且，通常多个吸附件就对应需要多个抽真空装置，生产成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供了一种真空吸附爬行运动机构。该爬行运动机构能够在包括玻璃墙的墙面爬行，且爬行速度快；并且，能通过局部的吸附组件进行吸附而牢固抓紧吸附面，从而在遇到墙面弯角时能够自行跨域而无需人工搬移；同时，结构设计简单，并能有效防止真空泄漏，有效降低生产成本。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

一种真空吸附爬行运动机构，包括两个同步主动轮，以及真空吸附履带和真空腔室；

所述真空吸附履带套设在两个所述同步主动轮上，并可随两个所述同步主动轮的同步转动而发生同步移动，使整体机构移动；所述真空吸附履带上设置有真空吸附组件；

所述真空腔室与所述真空吸附履带的靠近吸附面一端上的真空吸附组件连通，并可为所述真空吸附履带的靠近吸附面一端上的真空吸附组件提供真空，使所述真空吸附履带的靠近吸附面一端上的真空吸附组件通过真空吸附抓牢吸附面；

所述真空腔室与两个所述同步主动轮连接，并可随两个所述同步主动轮的发生同步行进移动。

优选的，所述真空腔室的腔体可通过轴承与所述同步主动轮的主轴部位连接，或者所述真空腔室与驱动两个所述同步主动轮的动力驱动机构固接，从而间接与所述同步主动轮连接，使所述真空腔室可随两个所述同步主动轮发生同步行进移动。

优选的，所述真空吸附履带包括履带本体，所述真空吸附组件设置在所述履带本体的外表面上；所述履带本体上开设有真空连通孔；

所述真空腔室设置在两个所述同步主动轮之间、并位于所述真空吸附履带的闭环圈内；所述真空腔室的一侧紧贴于所述履带本体的靠近吸附面的一端，且所述真空腔室的紧贴所述履带本体的一侧上开设有第一真空接口；

所述真空腔室通过所述第一真空接口和所述真空连通孔与所述真空吸附履带的靠近吸附面一端上的真空吸附组件真空连通，并为所述真空吸附履带的靠近吸附面一端上的所述真空吸附组件提供真空。

更优选的，所述第一真空接口为与所述真空吸附履带的滑动方向垂直的阵列槽。

更优选的，所述真空腔室的与所述真空吸附履带紧贴的面上设置有润滑垫。

更进一步优选的，所述润滑垫为聚四氟乙烯润滑垫。

优选的，所述真空吸附组件包括吸盘；

所述吸盘包括用于接触吸附面的吸附口，以及用于连接真空的第二真空接口；所述吸附口和所述第二真空接口分别开设位于所述吸盘的两端；

所述第二真空接口的开口处设置有真空逻辑阀；在所述吸盘的内腔处于真空吸附状态时，所述真空逻辑阀开启并连通所述吸盘的内腔与真空；在所述吸盘处于真空泄气状态时，所述真空逻辑阀关闭并隔绝所述吸盘的内腔与真空。

更优选的，所述真空逻辑阀包括阀体；所述阀体呈帽盖状，且帽盖的开口朝向背离所述吸盘的一侧；

所述阀体的帽盖包括帽盖冠部和帽盖本体部，所述帽盖本体部的边缘与所述吸盘的第二真空接口连接，所述帽盖冠部位于所述吸盘的内腔内；

所述帽盖冠部与所述帽盖本体部之间一端相互连接，所述帽盖冠部与所述帽盖本体部之间另一端相互分离并形成开口；且在所述吸盘处于真空泄气状态时，所述帽盖冠部与所述帽盖本体部可密封闭合。

更优选的，所述帽盖冠部与所述帽盖本体部的连接面所对应的环帽盖弧长小于所在的环帽盖周长的一半。

更优选的，所述帽盖冠部具有弹性。

更进一步优选的，所述帽盖冠部为橡胶块。

更进一步优选的，所述帽盖冠部与所述帽盖本体部之间具有倾角。

更优选的，所述吸盘为橡胶吸盘，且所述吸盘沿吸附轴向可折叠。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

（1）本实用新型的真空吸附爬行运动机构通过同步主动轮、真空吸附履带及真空腔室的配合，能够在包括玻璃墙的墙面爬行，且由于真空腔室可同步随同步主动轮前行移动，而真空吸附履带与真空腔室之间设置润滑垫减小摩擦力，从而避免了真空腔室对真空吸附履带的摩擦阻碍，提高了真空吸附履带的滑行速度，进而提高了整体爬行运动机构的爬行速度；

（2）本实用新型的真空吸附爬行运动机构中，真空吸附组件中的真空逻辑阀采用空气流负压原理设计，结构简单并能够有效防止真空泄漏，从而利于采用整体真空腔室为真空吸附组件提供真空，使整体结构设计简单化，有效降低生产成本。

（3）本实用新型的真空吸附爬行运动机构中，真空腔室在贴紧真空吸附履带的一侧开设真空接口为真空吸附组件提供真空，而且真空吸附组件上设置有采用空气流负压原理设计的真空逻辑阀，能有效防止真空泄漏，从而在真空吸附组件吸附抓牢吸附面时，能通过局部的吸附组件进行吸附而牢固抓紧吸附面，进而在遇到墙面弯角时能够自行跨域而无需人工搬移，提高适用便利性，且安全性高。

附图说明

图1为具体实施例中本实用新型的真空吸附爬行运动机构运行时的结构示意图；

图2为图1中a部分顺时针旋转90°后的放大结构示意图；

图3为具体实施例中本实用新型的真空吸附爬行运动机构采用双轨式的示意图；

附图标注：1-同步主动轮，2-真空吸附履带，20-履带本体，201-真空连通孔，21-真空吸附组件，211-吸盘，2111-吸附口，2112-第二真空接口，212-真空逻辑阀，2120-阀体，21201-帽盖冠部，21202-帽盖本体部，21203-非闭合细缝，3-真空腔室，30-抽真空接口，31-第一真空接口，32-润滑垫，4-吸附面，5-动力驱动机构。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此。在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者仅用于区分描述，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1所示，为本实施例的真空吸附爬行运动机构在进行爬行运动时的工作示意图。该真空吸附爬行运动机构包括两个同步主动轮1，以及真空吸附履带2和真空腔室3。

其中，所述真空吸附履带2套设在两个所述同步主动轮1上，并可随两个所述同步主动轮1的同步转动而同步发生滚动移动，从而使整体机构移动前行。在优选的实施例中，两个同步主动轮1可通过单一动力驱动机构驱动进行同步转动，或者通过分别独立的两个动力驱动机构分别驱动进行同步转动，且动力驱动机构可选用电机，两个同步主动轮1可同步转动，从而带动真空吸附履带2滑行移动。

所述真空吸附履带2上设置有真空吸附组件21，具体的，真空吸附组件21具有多个且环真空吸附履带2均匀分布。真空吸附组件21作为真空吸附履带2爬行的“足”，在前行时通过真空吸附作用抓牢吸附面，从而为真空吸附履带2的爬行提供支撑力。

具体的，所述真空腔室3与所述真空吸附履带2的靠近吸附面一端上的真空吸附组件21连通，并可为所述真空吸附履带2的靠近吸附面一端上的真空吸附组件21提供真空，使所述真空吸附履带2的靠近吸附面一端上的真空吸附组件21通过真空吸附抓牢吸附面。

真空腔室3上开设有抽真空接口30，用于与抽真空装置连接进行抽真空，从而使真空腔室3内形成真空环境。而且，所述真空腔室3设置在两个所述同步主动轮1之间、并位于所述真空吸附履带2的闭环圈内。具体的，真空腔室3的腔体可通过轴承与同步主动轮1的主轴部位连接，或者真空腔室3与驱动两个所述同步主动轮1的动力驱动机构5固接，使真空腔室3可随两个所述同步主动轮1发生同步行进移动。本实施例中，真空腔室3的腔体通过轴承与同步主动轮1的主轴部位连接，而驱动两个同步主动轮1的动力驱动机构与两个同步主动轮1传动连接，在两个同步主动轮1将滚动转化为平移前进时，驱动两个同步主动轮1的动力驱动机构亦同步随两个同步主动轮1平移前进，而与两个同步主动轮1通过轴承连接的真空腔室3亦同步随两个同步主动轮1平移前进。

其中，所述真空吸附履带2包括履带本体20，所述真空吸附组件21设置在所述履带本体20的外表面上；所述履带本体20上开设有真空连通孔201。本实施例中，履带本体20选用真空皮带。

所述真空腔室3的一侧紧贴于所述履带本体20的靠近吸附面的一端，且所述真空腔室3的紧贴所述履带本体20的一侧上开设有第一真空接口31。

具体的，所述第一真空接口31为与所述真空吸附履带2的滑动方向不平行的阵列槽。本实施例中，第一真空接口31为与所述真空吸附履带2的滑动方向垂直的阵列槽。

真空腔室3通过所述第一真空接口31和所述真空连通孔201与所述真空吸附履带2的靠近吸附面一端上的真空吸附组件21真空连通，并为所述真空吸附履带2的靠近吸附面一端上的所述真空吸附组件21提供真空。真空腔室3的开设有第一真空接口31的面能够为对应的真空吸附履带2上的真空吸附组件21提供真空，使真空腔室3的开设有第一真空接口31的面对应的真空吸附履带2部分成为整体机构的落足点，支撑整体机构前行。

进一步的，所述真空腔室3的与所述真空吸附履带2紧贴的面上设置有润滑垫32，通过设置润滑垫32，可减小真空吸附履带2与真空腔室3之间的摩擦力，从而避免了真空腔室3对真空吸附履带2的摩擦阻碍，提高了真空吸附履带2的滑行速度，进而提高了整体爬行运动机构的爬行速度。

本实施例中，润滑垫32的材质为聚四氟乙烯，即润滑垫32为聚四氟乙烯垫。

参见图2所示，所述真空吸附组件21包括吸盘211。其中，所述吸盘211包括用于接触吸附面的吸附口2111，以及用于连接真空的第二真空接口2112，第二真空接口2112用于与履带本体20上的真空连通孔201连通；所述吸附口2111和所述第二真空接口2112分别开设位于所述吸盘211的两端。

在真空腔室3为吸附组件21提供真空时，第一真空接口31、真空连通孔201及第二真空接口2112相互对应并连通，从而使真空腔室3与吸盘211的内腔连通并为吸盘211的内腔提供真空。

而且，所述第二真空接口2112的开口处设置有真空逻辑阀212；在所述吸盘211的内腔处于真空吸附状态时，所述真空逻辑阀212开启并连通所述吸盘211的内腔与真空；在所述吸盘211处于真空泄气状态时，所述真空逻辑阀212关闭并隔绝所述吸盘211的内腔与真空。

具体的，所述真空逻辑阀212包括阀体2120；所述阀体2120呈帽盖状，且帽盖的开口朝向背离所述吸盘211的一侧。

进一步的，所述阀体2120的帽盖包括位于上方的帽盖冠部21201和位于下方的帽盖本体部21202，所述帽盖本体部21202的边缘与所述吸盘211的第二真空接口2112连接，所述帽盖冠部21201位于所述吸盘211的内腔内。本实施例中，帽盖本体部21202与吸盘211为一体结构，即吸盘211的第二真空接口2112为帽盖本体部21202的帽口。

并且，所述帽盖冠部21201与所述帽盖本体部21202之间一端相互连接，所述帽盖冠部21201与所述帽盖本体部21202之间另一端相互分离并形成开口；且在所述吸盘211处于真空泄气状态时，所述帽盖冠部21201与所述帽盖本体部21202可密封闭合。本实施例中，帽盖冠部21201与所述帽盖本体部21202为一体结构，阀体2120的帽盖通过靠近顶部处环帽盖开设的非闭环细缝21203分割为帽盖冠部21201与帽盖本体部21202。

具体的，所述帽盖冠部21201与所述帽盖本体部21202的连接面所对应的环帽盖弧长小于所在的环帽盖周长的一半。而且，所述帽盖冠部21201具有弹性。本实施例中，盖帽冠部21201为橡胶块。

进一步的，所述帽盖冠部21201与所述帽盖本体部21202之间具有倾角。本实施例中，所述吸盘211为橡胶吸盘，且所述吸盘211沿吸附轴向可折叠，吸盘211在吸附轴向上可折叠，从而使吸附组件21在外力驱动下贴近吸附面4进行吸附时，吸盘211贴近吸附面4过程中会逐渐折叠并逐渐排出其内腔内的空气，形成初步真空负压。

真空逻辑阀212的设计原理依据空气流负压原理，通过将真空逻辑阀212的阀体2120设计成包括帽盖冠部21201与帽盖本体部21202的两部分，帽盖冠部21201与帽盖本体部21202之间具有非闭环细缝21203；真空吸附正常状态下，真空与吸盘211的内腔之间可通过非闭环细缝21203进行连通，保持真空吸附正常作业；而在真空泄漏情况下，空气将进入吸盘211的内腔并从非闭环细缝21203快速进入真空腔室，由于空气从非闭环细缝21203中快速流过从而产生空气流负压效应，帽盖冠部21201在空气流负压效应的作用下将迅速向空气流靠拢并最终密闭贴合在帽盖本体部21202上，从而阻止了真空腔室3内的真空泄漏。而且，帽盖冠部21201密闭贴合在帽盖本体部21202上后，由于帽盖冠部21201的两侧存在压差，从而使帽盖冠部21201始终与帽盖本体部21202保持密闭贴合，避免了继续发生真空泄漏，直至吸盘211的内腔重新恢复真空，而帽盖冠部21201将在其自身弹性力作用下重新回复至原位。

真空逻辑阀212采用空气流负压原理设计，结构简单并能够有效防止真空泄漏，从而利于采用整体真空腔室为真空吸附组件提供真空，使整体结构设计简单化，有效降低生产成本。

本实施例的爬行运动机构爬行运动时。首先，驱动两个同步主动轮1转动并带动真空吸附履带2滚动移动，使整体机构移动，同时真空腔室3抽真空；真空腔室3通过第一真空接口31、真空连通孔201及第二真空接口2112的连通为真空吸附履带的靠近吸附面的一端上吸附组件21提供真空，吸附组件21的吸盘211吸附抓牢吸附面4；与此同时，两个同步主动轮1通过转动平移前行，两个同步主动轮1的驱动机构及与两个同步主动轮1连接的真空腔室3同步平移前行，而在两个同步主动轮1的同步带动下，真空吸附履带2亦不断滚动平移前行，从而使整体机构平移前行。

在平移前行过程中，在吸附组件21与吸附面4保持接触时，吸附组件21的真空逻辑阀212的帽盖冠部21201与帽盖本体部21202之间具有倾角，非闭环细缝21203处于开放状态，即此时真空逻辑阀212开启，吸盘211的内腔与真空腔室3保持连通，吸盘211对吸附面4产生吸附力从而抓牢在吸附面4上。而在吸附组件21刚脱离与吸附面4的接触时，吸附组件21的吸盘211的内腔将进入空气并快速通过真空逻辑阀212的非闭环细缝21203流入真空腔室3，由于空气从非闭环细缝21203中快速流过从而产生空气流负压效应，帽盖冠部21201在空气流负压效应的作用下迅速向空气流靠拢并最终密闭贴合在帽盖本体部21202上，从而阻止了真空腔室213内的真空泄漏。帽盖冠部21201密闭贴合在帽盖本体部21202上后，由于帽盖冠部21201的两侧存在压差，从而使帽盖冠部21201始终与帽盖本体部21202保持密闭贴合，避免了发生真空泄漏。而且，在平移前行使吸附组件21进入与吸附面4接触时，吸附组件21的吸盘211贴近吸附面4过程中会逐渐折叠并逐渐排出其内腔内的空气，形成初步真空负压；此时，由于帽盖冠部21201两侧的压差作用力逐渐变小，并最终小于帽盖冠部21201的自身弹力，帽盖冠部21201将回复原位，非闭环细缝21203重新导通真空室3与吸盘211的内腔。如此，有效保持真空吸附履带2的稳定前行，同时能有效防止真空腔室3的真空泄漏。

实施例2

参见图3所示，本实施例的真空吸附爬行运动机构与实施例1相同，不同在于，本实施例的真空吸附爬行运动机构采用双轨式。其中，包括两个独立的实施例1所示的真空吸附爬行运动机构，且两个独立的真空吸附爬行运动机构共用同一真空腔室3，两个独立的真空吸附爬行运动机构各分别通过单一的动力驱动机构5驱动同步主动轮1进行同步转动。

以上实施例仅为本实用新型的较优实施例，仅在于对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本实用新型精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本实用新型的保护范围内。