本发明涉及一种爬壁复合履带,属于爬壁机器人领域。
背景技术:
现有的爬壁机器人有两种吸附形式,一是真空吸附,二是磁吸附,真空吸附现有的如科沃斯生产的擦窗机器人,缺点只能在光滑玻璃上移动,适应性差;磁吸附机器人只能在钢板上移动,也是适应性差。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种爬壁复合履带,以实现履带能在不同粗糙程度的垂直或倾斜表面上运动的目的。
本发明采用了如下技术方案:
一种爬壁复合履带,其特征在于,包括:内层;吸盘层,套在内层的外侧,与内层固定连接;驱动轮,设置在内层内部的一端,带动内层转动;气动旋转接头,与驱动轮转动连接;第一真空自闭阀,设置在驱动轮中,与气动旋转接头相连通;多个第二真空自闭阀,设置在内层中,并通过由内层通孔穿过内层;驱动轮内通孔,一端与内层通孔相连通,另一端与第一真空自闭阀相连通;履带通气槽,一端开口于内层的外面,与外层相接触,另一端与第二真空自闭阀相通;海绵吸盘,设置在外层预留的孔中,与履带通气槽的位置相对应;真空泵,与气动旋转接头相连通。
进一步,本发明的爬壁复合履带,还可以具有这样的特征:其中,多个第二真空自闭阀分成两组,并排设置在内层中。
进一步,本发明的爬壁复合履带,还可以具有这样的特征:其中,两组第二真空自闭阀之间设置有一条环绕整个内层的环形通气槽,每个第二真空自闭阀均与环形通气槽相连通。
进一步,本发明的爬壁复合履带,还可以具有这样的特征:其中,气动旋转接头连接在驱动轮的转动轴线上。
进一步,本发明的爬壁复合履带,还可以具有这样的特征:其中,设两个内层通孔之间的距离为x,驱动轮内通孔的进行一次圆周运动的距离为y,则满足y=ax,其中a为自然数。
进一步,本发明的爬壁复合履带,还可以具有这样的特征:其中,a的取值的取值范围为1~3。
进一步,本发明的爬壁复合履带,还可以具有这样的特征:其中,a的取值为1。
进一步,本发明的爬壁复合履带,还可以具有这样的特征:其中,并排的两个第二真空自闭阀对应一个海绵吸盘。
发明的有益效果
本发明的爬壁复合履带,由于具有内层和外层,在内层中设置有多个第二真空自闭阀,并且在外层设置有多个海绵吸盘,并且通过驱动轮内部的第一真空自闭阀和通孔与海绵吸盘相通。结构紧凑,并且由于海绵吸盘能够随吸附表面而发生形变,因此,能够在各种粗糙度的垂直和倾斜的表面上行走。同样道理,爬壁复合履带也能够在有一点弧度表面、有沟槽的表面行走,带上不同工具可完成不同任务,如侦查、探测、清理、修补等功能。
附图说明
图1是本发明的爬壁复合履带的侧面视图;
图2是内层和外层的结构示意图;
图3是爬壁复合履带的剖面图;
图4是内层的结构示意图;
图5是驱动轮处的剖面图。
具体实施方式
以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。
如图1到图5所示,爬壁复合履带包括:吸盘层1,内层2,驱动轮4,第一真空自闭阀5,气动旋转接头6,履带通气槽7,驱动轮内通孔8,以及环形通气槽16。
如图2和图3所示,吸盘层1采用海绵材料,在海绵材料的外表面具有多个凹陷,形成海绵吸盘14。。在开启真空泵进行抽吸时,与墙面接触的海绵吸盘14产生真空吸力,从而将复合履带吸附在墙面上,此时不与墙面接触的海绵吸盘14通过真空自闭阀关闭。
内层2采用橡胶材料,吸盘层1和内层2靠胶粘连在一起。内层2的内侧具有多个齿槽,与驱动轮4上的齿轮相匹配。
如图3和图4所示,内层2的内部设置了多个第二真空自闭阀31,并由内层通孔13穿过内层2。为了显示下面的结构,图4中只在两个位置画了第二真空自闭阀31。
多个第二真空自闭阀31分成两组,并排设置在内层2中。并排的两个第二真空自闭阀31对应一个海绵吸盘。两组第二真空自闭阀31之间设置有一条环绕整个内层2的环形通气槽16,每个第二真空自闭阀31均与环形通气槽16相连通。吸盘层1包裹在内层2的外面,将内层2内的通道及第二真空自闭阀密封,与外界隔离,形成密封的通道。从而使得真空泵产生的真空能够通过环形通气槽16到达各个第二真空自闭阀31。
驱动轮4,如图1所示,设置在内层2内部的一端,带动内层2和吸盘层1同时转动。从动轮15设置在内层2内部的另一端,与驱动轮4共同支撑履带。
如图1和图5所示,气动旋转接头6与驱动轮4转动连接。
第一真空自闭阀5,如图5所示,设置在驱动轮4中,与气动旋转接头6相连通。
驱动轮内通孔8,一端与内层通孔13相连通,另一端与第一真空自闭阀5相连通。设两个内层通孔13之间的距离为x,驱动轮内通孔8进行一次圆周运动的距离为y,则满足y=ax,其中a为自然数。a的取值的取值范围为1~3。最优选的a的取值为1。这样使得驱动轮4在转动的过程中,驱动轮内通孔8能够与内层通孔13对应,从而向海绵吸盘提供吸力。为了向海绵吸盘持续的提供吸力,可以在驱动轮内设置多个驱动轮内通孔8,此时设两个内层通孔13之间的距离为x,两个驱动轮内通孔8之间的距离为z,则x=z。在这种情况下,当最前面的驱动轮内通孔8与内层通孔13脱离的同时,后面的驱动轮内通孔8会与新的内层通孔13相通。
履带通气槽7,一端开口于海绵吸盘内,另一端与第二真空自闭阀31相通。
气动旋转接头6通过回转接头与驱动轮4相连接。气动旋转接头6连接在驱动轮4的转动轴线上。真空泵,与气动旋转接头6相连通。
爬壁复合履带由于采用了海绵材质的吸盘层1以及海绵吸盘,可随接触面形状而变形,能适应不同粗糙度的墙面。
爬壁复合履带的吸附过程如下:
如图5中所示,图中的虚线箭头显示了空气运行的通道。空气经过海绵吸盘后从履带通气槽7通过,然后通过两个第二真空自闭阀31,与内层2上的内层通孔13相通,然后通过驱动轮内通孔8,再经过第一真空自闭阀5,再经过气动旋转接头6,到达真空泵,形成抽气过程。
通过驱动轮4转动,驱动内外层和履带吸盘移动,两个驱动轮内通孔8之间的距离与两个内层通孔13之间的距离一致,这样,驱动轮4转动的同时,给履带吸盘提供真空气源,由于履带吸盘由真空自闭阀控制,当履带吸盘转到下面与墙面完全接触后,产生吸力,同时,后面的吸盘脱离墙面,失去吸力,这样,与墙面接触的吸盘始终产生吸力,使复合履带紧紧地吸附在墙面上。