本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种自动吸附式爬壁机器人。
背景技术
工业和建筑业的工作中，总需要一些外墙作业，而外墙作业不仅困难重重，而且充满了危险，所以爬壁机器人应运而生。当前爬壁机器人的吸附装置均由控制器通过程序控制吸附和脱离，由于控制较复杂，所以容易导致出错。如果能根据爬壁机器人能根据其行走的动作自动吸附和脱离壁面，无疑会更稳妥，更能保障爬壁机器人的准确行走。
技术实现要素：
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种自动吸附式爬壁机器人，通过各种部件的组合，使抽气泵跟随爬壁机器人行走的动作而进入相应的工作状态，解决了当前爬壁机器人的吸附装置控制较复杂易出错的问题，具有根据爬壁机器人行走的动作自动吸附和脱离的效果。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种自动吸附式爬壁机器人，包括连接板、控制器、主气缸、固定板、副气缸和自动吸附装置，其中，主气缸包括有主伸缩杆，副气缸包括有副伸缩杆；
所述控制器分别与主气缸和副气缸连接，分别控制各主气缸和副气缸的工作；所述主气缸有四个，阵列分布在连接板上，所述副气缸固定在固定板上，所述固定板固定在主伸缩杆的伸缩端，所述自动吸附装置固定在副伸缩杆的伸缩端；
所述自动吸附装置包括吸气装置、延伸拖动装置、防护外壳、复位助拉装置、施力挤压组、电源装置、剪刀式激发装置、伸缩挤压架、推动助力组、防护外壳；
所述吸气装置包括抽气泵、气管和吸盘，抽气泵固定在防护外壳内表面，吸盘嵌在防护外壳的底部，抽气泵经气管与吸盘连接。
所述延伸拖动装置与推动助力组相连接，所述复位助拉装置贴合于防护外壳内表面，所述施力挤压组两侧设有复位助拉装置，所述电源装置嵌入安装于防护外壳内部，所述剪刀式激发装置设于电源装置侧方，所述伸缩挤压架与推动助力组相连接，所述伸缩挤压架通过推动助力组与延伸拖动装置相连接，所述伸缩挤压架安装于施力挤压组下方。
优选的，所述施力挤压组包括第一齿条、第一齿轮、第一推动杆、第二推动杆、第一转轴、第二转轴、第一助力杆、第一衔接推动块，所述第一齿条嵌入安装于第一推动杆内部，所述第一齿轮安装于第二推动杆内部，所述第一转轴嵌入安装于第一推动杆内部，所述第二转轴与第一助力杆铰链连接，所述第一衔接推动块与副伸缩杆相连接，所述第一助力杆焊接于副伸缩杆外表面，所述第一推动杆通过第一转轴与第一助力杆相连接，所述第一齿轮与第一齿条齿条连接，所述第一齿轮通过第二推动杆与第二转轴相连接。
优选的，所述电源装置包括正极导体、第一衔接口、第一导线、导电箱、接入口、第二衔接口、第三衔接口、第二导线、第三导线、第四衔接口、负极导体、第五衔接口，所述第一衔接口焊接于正极导体外表面，所述第一导线嵌入安装于第一衔接口内部，所述导电箱安装于防护外壳内表面，所述接入口嵌入安装于防护外壳内部，所述第二衔接口贴合于导电箱外表面，所述第三衔接口焊接于导电箱底部外表面，所述第二导线嵌入安装于第三衔接口内部，所述第三导线与第二衔接口相连接，所述第三导线嵌入安装于第四衔接口内部，所述第四衔接口焊接于负极导体外表面，所述第五衔接口与抽气泵连接，所述第二导线嵌入安装于第五衔接口内部，所述第三导线通过第二衔接口与导电箱相连接。
优选的，所述推动助力组包括第二衔接推动块、第三推动杆、第三转轴、第四推动杆、第四转轴、第一直滑轨、第五推动杆、第二齿轮，所述第三转轴嵌入安装于第三推动杆内部，所述第二衔接推动块通过第三推动杆与第三转轴相连接，所述第三转轴安装于第四推动杆内部，所述第四转轴嵌入安装于第四推动杆内部，所述第四转轴通过第四推动杆与第三转轴相连接，所述第四转轴嵌入安装于第一直滑轨内部，所述第五推动杆嵌入安装于第二齿轮内部，所述第二齿轮通过第五推动杆与第四转轴相连接。
优选的，所述延伸拖动装置包括防护伸缩块、第五转轴、第二齿条、第七推动杆、弧形滑轨、第六转轴，所述第五转轴嵌入安装于防护伸缩块内部，所述第二齿条嵌入安装于第七推动杆内部，所述第二齿轮与第二齿条齿条连接，所述第六转轴嵌入安装于第七推动杆内部，所述第六转轴通过第七推动杆与第五转轴相连接，所述第六转轴嵌入安装于第一推动杆内部。
优选的，所述复位助拉装置包括第一弹性块、第二直滑轨、安装轨道、滑道、推动块、拉环、滚珠、弹性拉绳、第一复位弹簧，所述第二直滑轨嵌入安装于安装轨道内部，所述第一弹性块与第一复位弹簧相连接，所述推动块嵌入安装于滑道内部，所述拉环安装于推动块底部外表面，所述滚珠设于推动块两侧外表面，所述滚珠嵌入安装于第二直滑轨内部，所述弹性拉绳与第一衔接推动块相连接，所述第一弹性块安装于推动块底部外表面。
优选的，所述剪刀式激发装置包括待推动块、第二复位弹簧、第二弹性块、第一导体、第七推动杆、第四导线、第八推动杆、第二导体、第七转轴、第九推动杆、第十推动杆，所述第二弹性块安装于待推动块外表面，所述第二复位弹簧设于第二弹性块外表面，所述第一导体与第七推动杆相连接，所述第一导体通过第四导线与第二导体相连接，所述第二导体嵌入安装于第八推动杆内部，所述第九推动杆通过第七转轴与第十推动杆相连接。
优选的，所述伸缩挤压架包括第十转轴、第三弹性块、第三复位弹簧、第十一转轴、第十一推动杆、第十二转轴、第十二推动杆、第十三转轴，所述第十二转轴安装于第一衔接推动块底部外表面，所述第三复位弹簧设于第三弹性块外表面，所述第十一转轴嵌入安装于第十二推动杆内部，所述第三弹性块安装于第十一推动杆底部外表面，所述第十三转轴嵌入安装于第十二推动杆内部。
本发明有益效果是：可根据爬壁机器人行走的动作自动吸附和脱离壁面。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明的具体实施方式的整体结构示意图；
图2为本发明的具体实施方式的副气缸连接图；
图3为本发明的具体实施方式的自动吸附装置的内部结构示意图图一；
图4为本发明的具体实施方式的自动吸附装置的内部结构示意图图二；
图5为本发明的具体实施方式的自动吸附装置工作状态的内部结构示意图。。
附图中的标记为：连接板-1、主气缸-2、主伸缩杆-3、固定板-4、自动吸附装置-5、副气缸-6、副伸缩杆-7、吸气装置-50、延伸拖动装置-51、防护外壳-52、复位助拉装置-53、施力挤压组-54、电源装置-55、剪刀式激发装置-56、伸缩挤压架-57、推动助力组-58、防护外壳-59、抽气泵-501、气管-502、吸盘-503、第一齿条-541、第一齿轮-542、第一推动杆-543、第二推动杆-544、第一转轴-545、第二转轴-546、第一助力杆-547、第一衔接推动块-548、正极导体-551、第一衔接口-552、第一导线-553、导电箱-554、接入口-555、第二衔接口-556、第三衔接口-557、第二导线-558、第三导线-559、第四衔接口-5510、负极导体-5511、第五衔接口-5512、第二衔接推动块-581、第三推动杆-582、第三转轴-583、第四推动杆-584、第四转轴-585、第一直滑轨-586、第五推动杆-587、第二齿轮-588、伸缩通道-591、防护伸缩块-511、第五转轴-512、第二齿条-513、第七推动杆-514、弧形滑轨-515、第六转轴-516、第一弹性块-531、第二直滑轨-532、安装轨道-533、滑道-534、推动块-535、拉环-536、滚珠-537、弹性拉绳-538、第一复位弹簧-539、待推动块-561、第二复位弹簧-562、第二弹性块-563、第一导体-564、第七推动杆-565、第四导线-566、第八推动杆-567、第二导体-568、第七转轴-569、第九推动杆-5610、第十推动杆-5611、第十转轴-571、第三弹性块-572、第三复位弹簧-573、第十一转轴-574、第十一推动杆-575、第十二转轴-576、第十二推动杆-577、第十三转轴-578。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1-5所示，一种自动吸附式爬壁机器人，包括连接板1、控制器、主气缸2、固定板4、副气缸6和自动吸附装置5，其中，主气缸2包括有主伸缩杆3，副气缸6包括有副伸缩杆7，所述控制器分别与主气缸2和副气缸6连接，分别控制各主气缸2和副气缸6的工作；所述主气缸2有四个，阵列分布在连接板1上，所述副气缸6固定在固定板4上，所述固定板4固定在主伸缩杆3的伸缩端，所述自动吸附装置5固定在副伸缩杆7的伸缩端。
所述自动吸附装置5包括吸气装置50、延伸拖动装置51、防护外壳52、复位助拉装置53、施力挤压组54、电源装置55、剪刀式激发装置56、伸缩挤压架57、推动助力组58、防护外壳59。
所述吸气装置50包括抽气泵501、气管502和吸盘503，抽气泵501固定在防护外壳52内表面，吸盘503嵌在防护外壳52的底部，抽气泵501经气管502与吸盘503连接。
所述延伸拖动装置51与推动助力组58相连接，所述复位助拉装置53贴合于防护外壳52内表面，所述施力挤压组54两侧设有复位助拉装置53，所述电源装置55嵌入安装于防护外壳52内部，所述剪刀式激发装置56设于电源装置55侧方，所述伸缩挤压架57与推动助力组58相连接，所述伸缩挤压架57通过推动助力组58与延伸拖动装置51相连接，所述伸缩挤压架57安装于施力挤压组54下方。
所述施力挤压组54包括第一齿条541、第一齿轮542、第一推动杆543、第二推动杆544、第一转轴545、第二转轴546、第一助力杆547、第一衔接推动块548，所述第一齿条541嵌入安装于第一推动杆543内部，所述第一齿轮542安装于第二推动杆544内部，所述第一转轴545嵌入安装于第一推动杆543内部，所述第二转轴546与第一助力杆547铰链连接，所述第一衔接推动块548与副伸缩杆7相连接，所述第一助力杆547焊接于副伸缩杆7外表面，所述第一推动杆543通过第一转轴545与第一助力杆547相连接，所述第一齿轮542与第一齿条541齿条连接，所述第一齿轮542通过第二推动杆544与第二转轴546相连接。
所述电源装置55包括正极导体551、第一衔接口552、第一导线553、导电箱554、接入口555、第二衔接口556、第三衔接口557、第二导线558、第三导线559、第四衔接口5510、负极导体5511、第五衔接口5512，所述第一衔接口552焊接于正极导体551外表面，所述第一导线553嵌入安装于第一衔接口552内部，所述导电箱554安装于防护外壳52内表面，所述接入口555嵌入安装于防护外壳52内部，所述第二衔接口556贴合于导电箱554外表面，所述第三衔接口557焊接于导电箱554底部外表面，所述第二导线558嵌入安装于第三衔接口557内部，所述第三导线559与第二衔接口556相连接，所述第三导线559嵌入安装于第四衔接口5510内部，所述第四衔接口5510焊接于负极导体5511外表面，所述第五衔接口5512与抽气泵501连接，所述第二导线558嵌入安装于第五衔接口5512内部，所述第三导线559通过第二衔接口556与导电箱554相连接。
所述推动助力组58包括第二衔接推动块581、第三推动杆582、第三转轴583、第四推动杆584、第四转轴585、第一直滑轨586、第五推动杆587、第二齿轮588，所述第三转轴583嵌入安装于第三推动杆582内部，所述第二衔接推动块581通过第三推动杆582与第三转轴583相连接，所述第三转轴583安装于第四推动杆584内部，所述第四转轴585嵌入安装于第四推动杆584内部，所述第四转轴585通过第四推动杆584与第三转轴583相连接，所述第四转轴585嵌入安装于第一直滑轨586内部，所述第五推动杆587嵌入安装于第二齿轮588内部，所述第二齿轮588通过第五推动杆587与第四转轴585相连接。
所述延伸拖动装置51包括防护伸缩块511、第五转轴512、第二齿条513、第七推动杆514、弧形滑轨515、第六转轴516，所述第五转轴512嵌入安装于防护伸缩块511内部，所述第二齿条513嵌入安装于第七推动杆514内部，所述第二齿轮588与第二齿条513齿条连接，所述第六转轴516嵌入安装于第七推动杆514内部，所述第六转轴516通过第七推动杆514与第五转轴512相连接，所述第六转轴516嵌入安装于第一推动杆543内部，所述复位助拉装置53包括第一弹性块531、第二直滑轨532、安装轨道533、滑道534、推动块535、拉环536、滚珠537、弹性拉绳538、第一复位弹簧539，所述第二直滑轨532嵌入安装于安装轨道533内部，所述第一弹性块531与第一复位弹簧539相连接，所述推动块535嵌入安装于滑道534内部，所述拉环536安装于推动块535底部外表面，所述滚珠537设于推动块535两侧外表面，所述滚珠537嵌入安装于第二直滑轨532内部，所述弹性拉绳538与第一衔接推动块548相连接，所述第一弹性块531安装于推动块535底部外表面。
所述剪刀式激发装置56包括待推动块561、第二复位弹簧562、第二弹性块563、第一导体564、第七推动杆565、第四导线566、第八推动杆567、第二导体568、第七转轴569、第九推动杆5610、第十推动杆5611，所述第二弹性块563安装于待推动块561外表面，所述第二复位弹簧562设于第二弹性块563外表面，所述第一导体564与第七推动杆565相连接，所述第一导体564通过第四导线566与第二导体568相连接，所述第二导体568嵌入安装于第八推动杆567内部，所述第九推动杆5610通过第七转轴569与第十推动杆5611相连接。
所述伸缩挤压架57包括第十转轴571、第三弹性块572、第三复位弹簧573、第十一转轴574、第十一推动杆575、第十二转轴576、第十二推动杆577、第十三转轴578，所述第十二转轴576安装于第一衔接推动块548底部外表面，所述第三复位弹簧573设于第三弹性块572外表面，所述第十一转轴574嵌入安装于第十二推动杆577内部，所述第三弹性块572安装于第十一推动杆575底部外表面，所述第十三转轴578嵌入安装于第十二推动杆577内部。
本专利所说的弧形滑轨515弧形导轨，顾名思义就是滑座沿着导轨做弧线运动，在工业自动化的许多应用中，直线运动很普遍；可是有些应用，需要弧线运动；或者两个相交或平行的直线运动，需要通过弧线运动连接起来，实现直线运动的无缝连接；这时候，就可以考虑选择弧形导轨。
自动吸附装置的工作原理：副伸缩杆7伸出时，通过安装在一起的第一衔接推动块548将其弹性拉绳538往下压动，与拉环536相连接的弹性拉绳538，将其带动推动块535侧方的滚珠537顺着第二直滑轨532滑动，使其推动块535对其第一弹性块531进行挤压，从而也将第一复位弹簧539往下挤压，当副伸缩杆7带动第一助力杆547往下运行时，将由其压力将第二推动杆544顺着第一助力杆547转动，在转动的通过由第一齿轮542通过转动推动了安装在第一齿条541上的第一推动杆543，通过齿条推动了第一齿条541往下运行，使其第一推动杆543顺着第一转轴545转动，当第一推动杆543在转动时，将带动第六转轴516顺着弧形滑轨515滑动，与第六转轴516相连接的第七推动杆514将顺着第六转轴516的拉动往上运行，当第一衔接推动块548往下推动时，将推动第十二转轴576往下走，从而让其第十一推动杆575对其第三弹性块572挤压，推动了第二衔接推动块581，通过第三推动杆582传动于第三转轴583，使其第四推动杆584带动第四转轴585在第一直滑轨586内部滑动，从而推动了第五推动杆587，让其第二齿轮588往上顺着第二齿条513推动，让其第七推动杆514通过其齿条的推动，顺着第六转轴516转动，由第七推动杆514的拉动通过第五转轴512带动了防护伸缩块511顺着伸缩通道591往上拉动，让其防护伸缩块511往内部收缩，当第十二转轴576往下走时，将对其进行挤压，让其第十转轴571往侧方推动，当一定位置时，将触碰到待推动块561，从而推动其对第二弹性块563进行挤压，当待推动块561往上推动时，将会通过第七转轴569让其安装在第七推动杆565与第八推动杆567上的第一导体564与第二导体568通过其推动的张力，让其触碰到正极导体551与负极导体5511，通过第四导线566将两者连接在一起，从而开始导电，通过第一导线553与第三导线559将电能导入导电箱554内，由第二导线558传导给抽气泵501，抽气泵501通电开始工作，经气管502抽取吸盘503内的气体，使吸盘503产生真空作用从而吸附在壁面上；当副伸缩杆7缩回时，自动吸附装置5内的各部件恢复到原来的位置，抽气泵501断电，吸盘503内由于真空作用经气管502从停止工作的抽气泵501吸取空气，抵消真空作用，使自动吸附装置5不再吸附壁面。
使用时，该机器人的初始状态为爬壁机器人吸附在壁面上处于静止，即x方向和y方向上的四个主气缸2的主伸缩杆3均处于中位状态，副气缸6均处于副伸缩杆7伸出状态，自动吸附装置7吸附在壁面上。该爬壁机器人在上、下、左、右四个方向上的运动类似，以向右(x正方向)运动为例。首先通电启动，x方向上右侧的自动吸附装置7脱离壁面，同时z方向上的副伸缩杆7缩回；然后使x方向上右侧的主伸缩杆3伸出并向右运动一定距离，对应的副气缸6和自动吸附装置7也运动相应的距离；运动停止后右侧副伸缩杆7伸出，自动吸附装置7吸附在壁面上；y方向上的的副伸缩杆7缩回，自动吸附装置7脱离壁面；然后右侧主气缸2收缩，同时左侧主气缸2同步伸长，带动整块连接板向右移动等量距离；然后y方向上的副伸缩杆7伸出，自动吸附装置7吸附壁面，最后x方向的副伸缩杆7缩回，自动吸附装置7脱离壁面，并随着x方向左侧的主伸缩杆3的缩回向右移动等量距离。至此，向右运动完成。依据爬壁机器人向右动作的过程，组合其他基本动作就可以完成机器人向其他各个方向的动作。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。