专利名称：多腔负压吸附型爬壁机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器人，特别涉及一种具有多腔室结构且利用负压吸附墙壁的机 器人。
背景技术：
随着科技的发展，反恐侦察、高空建筑检测、高空营救、消防等高空作业迫切需要 能实现爬壁功能的机器人，其中大部分爬壁机器人实现在壁面上的吸附功能有三种方式选 择分子力吸附，磁吸附和真空吸附。例如，中国发明专利申请03134403. 8，所公开的一种名为“消防爬壁机器人”的技 术方案，该方案将爬壁机器人针对性的用于消防领域，但是其所用吸附方式为利用吸盘的 真空吸附方式，当壁面凸凹不平时，吸盘容易漏气，吸附力下降机器人不能完成吸附动作。 同时利用腿式结构同时还存在不能进行连续运动的缺点，不符合消防设备需要快速到达指 点地点的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸附力大小受壁表面影响小，运动连续性好，并且具 有易于存放，可以快速响应、方便安装、可以携带多种救援，探测等仪器设备的多功能爬壁 机器人。结合附图，说明如下一种多腔负压吸附型爬壁机器人包括负压发生装置和驱动部分，所述的负压发生 装置包括一个主负压发生装置和可拆装的多个辅助负压发生装置，负压发生装置腔体高度 可调且在其内安装有带风扇的交流电动机，在负压发生装置的底部安装弹性密封垫，在弹 性密封垫上加装滚珠28，所述的爬壁机器人上携带一个滑轮。所述的负压发生装置采用圆筒形式，由上下两个部分相套组成，通过限位孔调节尚度。所述的可拆装的多个辅助负压发生装置用铝型材进行连接。所述的弹性密封垫外层用弹性耐磨材料覆盖，内部填充蓬松棉，滚珠28环形阵列 在弹性密封垫上，弹簧27 —端固定在弹簧支撑板29上，一端顶在滚珠28上。所述的驱动机构利用履带结构，采用两个交流电机作为驱动电机，利用差动法实 现转向。本发明的有益效果1、本发明利用负压原理产生负压，并采用弹性密封垫维持负压，这样的设计，其吸 附力大小受墙壁表面影响比较小，可以在多种墙体表面完成稳定吸附动作，密封垫下方加 装滚珠，在保持密封的同时减少密封垫与墙体之间的摩擦力，从而减小行驶阻力。2、本发明采用多腔室结构增加了机器人的吸附力稳定性，且负压发生装置之间用 铝型材进行连接，可根据实际情况快速调整携带负压发生装置的数量，且在机器人运行期间可以通过开启负压发生装置的数量调整正压力，这样调节压力的设计就使其在运行过程 中对墙面的适应性更好。可以越过较深的缝隙。3、本发明利用轮式结构，采用差动法实现转向，其结构简单，运动灵活，解决了传 统爬壁机械多采用腿式结构不能进行连续运动的问题。4、本发明采用携带滑轮进行设备的运送，而不是直接将其携带运送上去。降低了 了对驱动电机的要求，驱动电机只需要克服爬壁机器人自身重力和其与墙面之间的摩擦阻 力，而不需要额外承担设备的重力，设备的吊送可以在机器人静止的情况下进行。
图1是本发明的俯视结构示意图；图2是本发明的仰视结构示意图；图3是本发明的辅助负压发生装置的示意图；图4是本发明的主负压发生装置的示意图；图5是本发明驱动部分的俯视图；图6是本发明密封垫滚珠结构示意图；图7是本发明密封垫滚珠结构局部放大图。其中1.辅助风扇电机 2.电机压板 3.辅助风扇电机底板 4.辅助 负压发生腔体上部 5.辅助负压发生腔体下部 6.辅助负压发生腔体的弹性密封垫 7.铝型材结构梁 8.主风扇电机 9.滑轮 10.滑轮架 11.滑轮组外伸梁 12.主负压发生腔体上部 13.主负压发生腔体下部 14.主负压发生腔体的弹性密 封垫 15.主风扇电机底板 16.履带 17.主动轮 18.主动轮轴 19.联轴 器 20.轴承架 21.电机架 22.驱动电机 23.驱动电机底板 24.承重轮 25.从动轮26.从动轴 27.弹簧 28.滚珠 29.弹簧支撑板
具体实施例方式下面结合附图举例对本发明进行更详细的描述结合图1和图2，多腔负压吸附型爬壁机器人包括负压发生装置和驱动部分。所述 的负压发生装置包括一个主负压发生装置和可拆装的多个辅助负压发生装置。结合图1和图3，辅助负压发生装置装配于整套机构的外侧，辅助风扇电机1安装 于辅助风扇电机底板3上，用电机压板2进行固定，辅助负压发生腔体上部4与辅助负压发 生腔体下部5采用圆筒形式，由上下两个部分相套组成，通过限位孔调节高度。辅助负压发 生腔体的弹性密封垫6安装在辅助负压发生腔体下部5的底部，通过调节限位孔的高度，保 持腔体的弹性密封垫与车轮高度相同，能够同时与墙面良好接触。工作时辅助风扇电机1 带动风扇将空气不断的从腔体内抽出，从风扇电机底板3上部排出，从而产生负压。结合图6与图7，12个滚珠环形阵列在弹性密封垫上，弹簧27 —端固定在弹簧支 撑板29上，一端顶在滚珠28上。弹性密封垫采用防火布等耐磨材料包裹，内部填充蓬松棉， 使其具有很好的形变能力，可以补充墙面的凸凹起伏，从而达到很好的密封效果。在弹性垫 上加装滚珠，在保持密封的同时减少密封垫与墙体之间的摩擦力，从而减小行驶阻力。结合图2与图4，主负压发生装置与辅助负压发生装置装配方式基本相同。工作时主风扇电机8带动风扇将空气不断的从腔体内抽出，从主风扇电机8侧面排出，从而产生负压。结合图2和图5，驱动部分包括履带16，主动轮17，主动轮轴18，联轴器19，轴承 架20，电机架21，驱动电机22，驱动电机底板23，承重轮24，从动轮25，从动轴26。驱动部分动力由驱动电机22，其固定于电机架21上，通过联轴器19与主动轮轴 18相连接，主动轮轴18固定于轴承架20上，并带动主动轮17同步转动。履带16将同一侧 的主动轮17，从动轮25，承重轮24，相连接，并保证其运动的一致性。从动轮25，承重轮24 均与各自的从动轴26相连接，并固定于轴承架20上，各轴承架20分别固定于驱动电机底 板23与主风扇电机底板15上。工作时同一驱动电机一侧具有相同的转速，通过两侧的转 速变化控制机器人的转向。各负压发生装置与驱动部分用铝型材结构梁7连接。现有技术都只有一个负压发 生装置，所以很难大范围的控制产生负压的大小。因此本技术有适应能力强的特点，而且在 运送设备的过程中可以增加工作的负压发生装置数量，提高其运送能力。滑轮9与滑轮架10装配，再与滑轮组外伸梁11连接，固定于铝型材结构梁7上， 作为运送设备的固定端。基于本发明原理设计出来的爬壁机器人具有负重能力强的特点，作为运送设备的 滑轮的固定端，通常情况下可以将30kg左右的设备运送至事发窗口，再加之其具有方便增 加负压发生装置的特点，这一运送能力还可以根据实际情况适当增加。基于本发明原理设计出来的爬壁机器人便于存放，可以迅速组装，在楼内电力切 断的情况下可以通过柴油发电机对其供电。
权利要求
一种多腔负压吸附型爬壁机器人包括负压发生装置和驱动部分，其特征在于所述的负压发生装置包括一个主负压发生装置和可拆装的多个辅助负压发生装置，负压发生装置腔体高度可调且在其内安装有带风扇的交流电动机，在负压发生装置的底部安装弹性密封垫，在弹性密封垫上加装滚珠(28)，所述的爬壁机器人上携带一个滑轮。
2.根据权利要求1所述的一种多腔负压吸附型爬壁机器人，其特征在于所述的负压 发生装置采用圆筒形式，由上下两个部分相套组成，通过限位孔调节高度。
3.根据权利要求1或2所述的一种多腔负压吸附型爬壁消防平台，其特征在于所述 的可拆装的多个辅助负压发生装置用铝型材进行连接。
4.根据权利要求3所述的一种多腔负压吸附型爬壁机器人，其特征在于所述的弹性 密封垫外层用弹性耐磨材料覆盖，内部填充蓬松棉，滚珠(28)环形阵列在弹性密封垫上， 弹簧(27) —端固定在弹簧支撑板(29)上，一端顶在滚珠(28)上。
5.根据权利要求4所述的一种多腔负压吸附型爬壁机器人，其特征在于所述的驱动 机构利用履带结构，采用两个交流电机作为驱动电机，利用差动法实现转向。
全文摘要
一种多腔负压吸附型爬壁机器人涉及一种机器人，特别涉及一种具有多腔室结构且利用负压吸附墙壁的机器人。本发明包括负压发生装置和驱动部分，其特征在于所述的负压发生装置包括一个主负压发生装置和可拆卸的多个辅助负压发生装置，负压装置的高度可调且在其内安装有带风扇的交流电动机，在负压发生装置的下部安装弹性密封垫，在弹性密封垫上加装滚珠(28)，所述的驱动部分放置于负压发生装置的外面；所述的爬壁机器人上携带一个滑轮。
文档编号B62D57/024GK101982366SQ201010288519
公开日2011年3月2日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者刘长宜, 崔长龙, 李小舟, 李榕晨, 杨小龙, 王令, 王帅, 郑龙, 金兆辉, 金歌, 阴小明, 高艺 申请人:长春理工大学