真空壁爬行器的制造方法_3

文档序号:9509539阅读:来源:国知局
部带以便其具有气密性。外部带140上朝向面向内的侧面121的孔口 123始终被内部带130封闭,于是外部带的边缘123”在孔口123与周围环境之间提供滚动密封。当孔口 123通过内部带130上的吸附孔133连接至真空分配箱200中的真空时,这些孔口提供临时性吸附室或临时性真空室,该临时性吸附室或临时性真空室在吸附履带单元100与其所处的表面之间提供附着力。当真空壁爬行器1在表面上移动时,环形履带110在带轮140、141和履带框架150上循环。然后,在任何特定时间位于面向真空壁爬行器1的移动表面的吸附履带单元100的侧面的孔口 123将形成所述临时性吸附室,然后该临时性吸附室或真空室被限定在孔口的内壁123’、内部带130的外表面132的一部分以及真空壁爬行器的移动表面之间。随着环形履带110循环,当特定孔口移动至与带轮140、141相邻时,临时性吸附室便不再存在。
[0087]夕卜部带120的配备有孔口123的区域所占的百分比是使吸附区域最大化与外部带120的强度之间的折衷。因此,根据带的厚度和柔软度,结合操作条件(操作表面的定向、曲率和粗糙度)来优化孔口区域的最佳百分比。孔口 123的百分比应处于带总面积(定义为外部带120的面向外的侧面122的表面的总面积)的30-70%范围中。
[0088]更厚且更柔软的带对于在必须通过的弯曲表面或具有障碍(突起)的表面上操作真空壁爬行器1将尤其有用。
[0089]优选地,外部带120的厚度T处于环形履带110的轴距W的5_20%范围中。更优选地,外部带120的厚度T处于环形履带110的轴距W的6-20%范围中。更优选地,外部带120的厚度T处于环形履带110的轴距W的7-15%范围中。
[0090]环形履带110的轴距W的定义为吸附履带单元100的最前面的带轮140和最后面的带轮141所围绕旋转的旋转轴(^与C2之间的距离。在所示的实施方式中,该距离为驱动带轮140与支撑带轮141之间的距离。
[0091]外部带可由柔性多孔材料海绵或海棉橡胶形成。
[0092]外部带120的柔软度可根据壁爬行器将要在其上移动的表面的粗糙度和曲率选择。
[0093]有各种方法来定义弹性材料的硬度或刚度或柔软度。
[0094]其中一种定义柔软度的方法为通过ASTM D1056-00来定义。这是柔性多孔材料海绵或海绵橡胶的标准规范。根据该标准,可以PSI或kPa来测量柔软度(硬度)。也可存在其它定义。
[0095]根据ASTM D 1056-00 (25 % ),优选的柔软度为5-100kPa,或根据NF R99211-80(50% ),为 30_250kPa。
[0096]更优选地,外部带120 的柔软度为 5-60kPa(ASTM D 1056-00(25% ))。
[0097]更优选地,外部带120 的柔软度为 10-55kPa(ASTM D 1056-00(25% ))。
[0098]更优选地,外部带120 的柔软度为 10-50kPa(ASTM D 1056-00(25% ))。
[0099]在一个实施方式中,外部带120的柔软度为45kPa(ASTM D 1056-00(25% ))。
[0100]另一种量化聚合物材料的柔软度或硬度的方法由ASTMD 2240橡胶性能标准试验方法-硬度计硬度定义。在试验中,利用硬度计(例如,来自Affri系统的硬度计,硬度试验机,肖氏0”)来测量材料的硬度/柔软度。根据该标准,根据ASTM D 2240,外部带120的优选硬度/柔软度为10-30 (肖氏0硬度)。
[0101]更优选地,外部带120的柔软度为10-20 (肖氏0硬度)(ASTM D 2240)。
[0102]在一个实施方式中,外部带120的柔软度为15 (肖氏0硬度)(ASTM D 2240)。
[0103]真空分配箱200与带有吸附孔133的平滑内部带130结合使用提供了简单型的阀系统,该阀系统仅确保仅向环形履带110的面向真空壁爬行器1所处的表面的下部部分提供真空。
[0104]优选地,内部带130上设有外部带120上的每一个孔口 123所对应的两个吸附孔133。内部带130上的吸附孔133的尺寸可根据真空壁爬行器1的使用而改变。如果真空壁爬行器1用于在需要必须通过障碍的表面上工作,而该障碍可导致外部带120的一些孔口 123的真空损失,则可利用具有较小吸附孔133的内部带130。替代地或附加地,可减少吸附孔133的数量。更小的孔133通过延迟外部带120上的单个孔口 123的真空损失扩散而防止整个真空分配箱200损失真空。如果真空壁爬行器1用于在预期一般会发生泄漏的粗糙表面上工作,则可利用具有较大吸附孔133的内部带130来确保有足够的气流补偿泄漏。替代地或附加地,可增加吸附孔133的数量。
[0105]吸附孔133的直径优选地大约为1-2毫米。
[0106]在本发明的不使用内部带130的实施方式(未示出)中,外部带120的孔口 123的底部(未示出)的厚度可减小,底部设有与以上结合内部带130描述的吸附孔相似的吸附孔(未示出)。
[0107]在替代实施方式中,内部带130可形成用于使真空履带单元100移动的传动装置(未示出)的一部分。这可通过提供带有凸耳或孔(未示出)的内部带130进行设置,其中该凸耳或孔用于与驱动带轮140上的链轮或齿(未示出)接合。外部驱动单元(例如,同步带或链)可附接至内部带130,以从马达300向环形履带110传送动力。
[0108]履带的外部带120提供用于驱动真空壁爬行器1的吸附履带单元100所必需的摩擦。为了提高强度,外部带120可涂覆有柔性涂层。
[0109]优选地,外部带上的孔口 123沿环形履带110分配为平行的两排,以便两个孔口123在环形履带110的宽度D上彼此紧挨。因此,增加了外部带120的灵活性,从而有助于提高外部带120的的柔软度以适应障碍。进一步地,将孔口 123布置为两排,在如果例如由于障碍而使相邻的孔口 123失去吸附时,有助于保持一段外部带120的真空吸附。
[0110]在其它实施方式(未示出)中,外部带上的孔口 123沿环形履带110分配为平行的三排,以便三个孔口 123在环形履带110的宽度D上彼此紧挨。在这种情况下,分配箱也可分成三个平行布置的室。
[0111]优选地,孔口 123很宽(在外部带的横向方向上),使得孔口 123占带120的宽度D 的 70-90% ο
[0112]为了进一步提高跨越障碍和弯曲表面的能力,优选孔口 123的长度Q大于两个相邻孔口之间沿真空履带单元100的纵向方向A的距离L2。已发现,优选Li应是L 2的两倍。
[0113]如图4和图8所示,真空分配箱200优选沿纵向方向A分割成真空隔室210。每一个真空隔室210具有出口 211(参见4),出口 211与单向阀32 (参见图5、图8和图9)连通。优选地,真空隔室210在纵向方向A上的长度L3适于使得每一个真空隔室210可为两个孔口 123提供真空,如在真空履带单元100的纵向方向A上所见。在其它实施方式(未示出)中,长度匕可选择为使得真空隔室210仅为单个孔口 123提供真空,如在真空履带单元100的纵向方向A上所见。
[0114]优选地,且如图4所示,每一个真空隔室210设有支撑凸缘212,从而部分地将真空隔室210分成两个半隔室210’和210”,支撑凸缘212在真空履带单元100的纵向方向A上延伸,但并不跨越真空隔室210的整个长度L3,以便两个半隔室210’和210”之间有可能连通。支撑凸缘212支撑内部带130的内表面,从而支撑环形履带以防止环形履带凹陷入真空隔室210。将真空隔室210分成两个半隔室,在如果孔口 123由于例如障碍、由于两个半隔室210’和210”之间的真空转移较慢而失去真空时,还有助于保持相邻孔口 123的吸附。
[0115]在进一步的实施方式(未示出)中,在真空履带单元100的纵向方向A上延伸的凸缘212将每一个真空隔室分成两个彼此之间无流体连通的半隔室210’和210”。因此,真空隔室210沿真空履带单元100的纵向方向A布置成平行的两排。这使得每一个半隔室210’、210”均需要单向阀。这将进一步提高外部带120上的孔口 123补偿相邻孔口 123的真空损失的能力。
[0116]可利用张紧机构(未示出)通过将带轮140、141之间的距离控制并调节成所需的张紧,而使环形履带110在操作期间始终保持充分拉伸/张紧。优选通过设置在支撑带轮141与履带框架150之间并在二者之间作用的张紧机构使环形履带110始终保持张紧状态。图3示出了侧壁151上形成的伸长引导孔口 151’。伸长引导孔口 151’容置轮轴,支撑带轮141被设置成在轮轴上旋转。张紧机构(未示出)设置在支撑带轮141与履带框架150之间,向远离在履带框架150的另一端的驱动带轮140的方向偏压支撑带轮141。张紧机构可包括弹簧或液压或气动构件。
[0117]主框架10与吸附履带单元100之间的接合部40允许吸附履带单元100相对于主框架10绕吸附履带单元100的纵向轴线A倾斜(并且因此另一吸附履带单元100页倾斜),如
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