攀爬机器车的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种攀爬机器车。
【背景技术】
[0002]攀爬机器车是能够在垂直墙面和天花板上行走的车体。攀爬机器车在很多特定的场合中发挥着重要的作用。比如，我们在车体上安装超声探伤仪，攀爬机器车就能够代替人来进行大型建筑物(桥梁，涵洞等)的探伤检验等工作，极大地降低了作业成本，缩短了工时。
[0003]为了让攀爬机器车攀附在墙面上，攀爬车需要施加一个吸附力在墙面上。攀爬机器车攀附垂直墙面的情况，吸附力使车体和墙面之间产生摩擦力，摩擦力不仅克服车体自身重力而且提供车体运动所需的驱动力；在攀爬机器车攀附在天井壁面的情况，一部分的吸附力直接克服了车体自身的重力，剩余的吸附力使车体和壁面之间产生摩擦力，为车体的运动提供驱动力。
[0004]申请号为CN201210405689的发明专利公开了一种攀爬机器人，该机器人安装有电磁吸盘，并通过电磁吸盘产生吸附力。但是，其缺点是:该机器人所能攀爬的墙面必须是磁场能够产生吸力的墙面，因此它的应用具有很大的局限性。
【发明内容】
[0005]为了克服现有攀爬机器车存在的应用局限性小的缺点，本发明提供一种攀爬机器车。
[0006]本发明采用的技术方案是:
[0007]攀爬机器车，包括车体，车体安装设置有车轮，车体面向墙面的一端与一吸附机构连接固定，其特征在于:所述的吸附机构包括一个壳体，壳体内有横截面为圆形的腔体，腔体具有一个封闭端面和一个开口端面，所述的开口端面形成吸附墙面的端面，所述的封闭端面固设在车体面向墙面的一端，车体背向墙面的一端上安装有转动动力源，设置在腔体内的扇叶连接转动动力源的输出轴，所述的封闭端面呈气密状态，所述的扇叶沿所述的腔体的轴线呈直线分布，所述的开口端面的外缘与墙面之间设置有松软的柔性密封结构。
[0008]优选的，所述的柔性密封结构为绒毛条或柔软毛刷。
[0009]优选的，所述的扇叶的外表面上包覆有柔性材料。
[0010]优选的，所述的扇叶采用韧性好有弹性的材料制备。
[0011]优选的，所述的壳体的内侧面开设有一凹陷空间，所述的扇叶的前端部伸入所述的凹陷空间内。
[0012]优选的,所述的转动动力源的输出轴上固定安装有一扇叶固定板,所述的扇叶的上端部固定在所述的扇叶固定板上。更优选的，所述的扇叶的横截面采用具有大弯矩的截面结构。更更优选的，所述的扇叶的横截面为直角梯形。
[0013]优选的，所述的壳体的侧面开设有异物排出口，所述的异物排出口连接设置在壳体外面的异物收集网兜，所述的异物收集网兜采用不透气的柔软材料制备。
[0014]优选的，所述的车轮采用驱动轮。
[0015]本发明的有益效果体现在:
[0016]1、设置绒毛条的好处在于:
[0017](1)绒毛条在吸附机构的外缘和墙面之间形成一个流阻，该流阻能够阻止外面的空气逆流进入吸附机构的腔体，从而消除了逆流对腔体内的旋转流动的影响；
[0018](2)绒毛条消除了逆流，扇叶也就不需要消耗额外的能量在逆流的循环上，因此攀爬机器车的整体耗能也得到改善；
[0019](3)因为绒毛条密封消除了逆流，所以吸附机构的吸附力随着间距的增加而下降的幅度变小，如图2所示。于是，我们可以大幅增加吸附机构的壳体、扇叶等部件和墙面之间的间距，提高攀爬机器车的越障能力；
[0020](4)当扇叶在做高速旋转运动时，扇叶一旦与墙面发生触碰，扇叶都会遭到破坏，从而导致吸附机构失效。设置绒毛条的柔性密封之后，我们可以大幅提高吸附机构和墙面之间的间距，从而减少吸附机构的壳体、扇叶等部件与墙面发生触碰的几率，提高了攀爬机器人的安全性。
[0021]2、扇叶外表面用柔性材料包裹的好处:当异物与扇叶发生碰撞时，柔性材料能够吸收碰撞时的冲击力，从而保护了扇叶，保证了即便是有异物进入吸附机构，吸附机构仍然能够保持正常工作状态，提高了攀爬机器车的安全性能。
[0022]3、扇叶采用韧性好或是柔软有弹性的材料来制作的好处:牛筋橡胶、柔软的硅胶等都是比较典型的材料，这些材料能够承受冲击、碰撞，从而保证了即便是有异物进入吸附机构，吸附机构仍然能够保持正常工作状态，提高了攀爬机器车的安全性能。
[0023]4、在壳体的内侧加工一个凹陷空间，扇叶的前端伸展进入凹陷的空间里，由此得以最大限度地增加扇叶的长度。这样扇叶旋转弯曲后所覆盖的面积要大于未增设凹陷空间的情况，从而能够最大限度地在腔体内建立起空气的旋转流动，提高吸附力。
[0024]5、增设一扇叶固定圆板，将扇叶的下端部固定，这样扇叶旋转弯曲后所覆盖的面积要大于未设置扇叶固定圆板的情况，从而能够最大限度地在腔体内建立起空气的旋转流动，提闻吸附力。
[0025]6、为了解决扇叶变形的问题，采用更大弯矩的扇叶截面设计(比如，直角梯形截面设计)。
[0026]7、在吸附机构的壳体的侧面开设异物排出口和异物收集网兜，且为了防止外面的空气通过网兜和排出口进入腔体并干扰腔体内的旋转气流，网兜采用不透气的材料来制作。这样，只要异物经过排出口，异物就会在离心力的驱动下进入排出口并最终掉落在收集网兜里，进入网兜的异物就很难再次由排出口进入腔体。异物排出口和收集网兜的设置能够最大限度地降低异物对吸附机构的影响，使攀爬机器车能够稳定地爬行在有异物脱落的墙面上。
[0027]8、车轮采用全驱动轮时，当机器车静止攀附在墙面上或是向上走行的时候，前、后驱动轮都能够产生一个向上的摩擦力，克服车体重力以及驱动机器车运动。也就是说，吸附力的全部都有效地产生了有用的摩擦力，100 %地利用了吸附力。
【附图说明】
[0028]图la是本发明吸附机构的结构示意图。
[0029]图lb是图la的仰视图。
[0030]图lc是未设置绒毛条的攀爬机器车翻越障碍物示意图。
[0031]图2是未设置柔性密封结构的吸附机构和设置有柔性密封结构的吸附机构的吸附力-间距关系曲线对比图。
[0032]图3a是本发明未设置绒毛条时吸附机构和墙面之间的空气流动示意图。
[0033]图3b是吸附机构与墙面之间间距大小与压力分布关系图。
[0034]图4是墙面是凹凸平面时的攀爬机器车的攀爬示意图。
[0035]图5是本发明实施例1的整体结构示意图。
[0036]图6是本发明实施例2的示意图。
[0037]图7a是本发明实施例3中扇叶静止时的示意图。
[0038]图7b是本发明实施例3中扇叶旋转时的示意图。
[0039]图7c是本发明刚性扇叶和柔软扇叶径向位置的压力分布关系图。
[0040]图8是本发明实施例4的示意图。
[0041 ]图9是本发明实施例5的示意图。
[0042]图10a是实施例5中扇叶旋转时变形的截面示意图。
[0043]图10b是实施例5中扇叶截面为直角梯形的示意图。
[0044]图11是本发明实施例6的示意图。
[0045]图12a是实施例7中车轮采用驱动轮和从动轮组合方式的受力示意图。
[0046]图12b是本发明实施例7中车轮采用全驱动轮方式的受力示意图。
【具体实施方式