一种无源真空机器人的制作方法

本发明属于爬壁机器人领域，具体地说是一种无源真空机器人。

背景技术：

随着城市中高层建筑物的日益增多，高层建筑壁面维护作业的需求也越来越多。目前这类工作主要是由清洗工人搭乘高空吊篮来完成。这种极限作业不仅存在一定的危险性，而且工作效率较低，因此急需一种高效快捷的机器人替代人工操作。

技术实现要素：

本发明提供一种无源真空机器人，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种无源真空机器人，包括机架，机架中部凸起，机架前后两侧分别开设两个圆形通孔，两个圆形通孔分别位于机架左右两端，位于左右两端的圆形通孔位于同一轴线上，机架左右两端分别设有主轴，主轴的前后两端分别位于前后两侧的圆形通孔内，机架上部设有两个驱动电机，两个驱动电机的输出轴方向相反，机架上部左右两侧分别固定安装固定件、限位座，固定件一端与机架顶面固定连接，限位座底面与机架顶面固定连接，固定件另一端与限位座顶面之间通过螺栓连接，两个驱动电机分别位于固定件、限位座之间，每个驱动电机输出轴均安装主动齿轮，两根主轴中部均固定安装从动齿轮，从动齿轮与相对应的主动齿轮之间通过第一拖链连接，每根主轴前后两端分别安装驱动轮，机架前后两侧分别固定安装侧板，侧板位于驱动轮内侧，驱动轮长度较长，驱动轮外部开设数个均匀分布的齿牙，左右两侧的驱动轮之间通过第二拖链连接，第二拖链外部周围安装数个均匀分布的气缸固定件，气缸固定件底面中部固定安装凸块，气缸固定件前后两侧分别固定安装限位板，凸块与限位板之间留有间隙，凸块能够配合插入第二拖链上的间隙中，限位板位于第二拖链前后两端，凸块、限位板上部左右两端分别开设孔，凸块、限位板上的孔与第二拖链接口孔之间通过螺栓连接，气缸固定件顶面开设放置槽，放置槽内设有气缸，放置槽上端两侧边沿通过螺栓连接，气缸外侧为进气嘴，气缸内侧为气缸杆，气缸进气嘴安装吸盘，气缸内侧气缸杆端部安装滚动轴承，机架底部开设矩形槽，矩形槽位于机架中部且位于机架凸起部位，矩形槽内部设有山字型的反凸轮机构，反凸轮机构上部位于矩形槽内，机架凸起处于反凸轮机构上部前后两侧分别开设通孔，通孔之间通过纵向轴连接，反凸轮机构下部前后两端分别位于机架前后两侧且位于驱动轮内侧，反凸轮机构下部前后两端分别开设凸轮导轨槽，凸轮导轨槽上下两边分别设有限位凸边，滚动轴承能够配合位于凸轮导轨槽内。

如上所述的一种无源真空机器人，所述的放置槽内部前后两端分别开设竖向槽，竖向槽内部安装竖向板，竖向板的宽度小于竖向槽的宽度，竖向板能够沿竖向槽左右移动，竖向板位于竖向槽内侧的一端安装限位块，限位块始终位于竖向槽内，放置槽前后两端分别开设横向槽，横向槽与竖向槽内部相通且位于竖向槽中部，竖向板外部固定安装固定块的一端，固定块的另一端穿过横向槽位于外部。

如上所述的一种无源真空机器人，所述的气缸上部开设进气孔，进气孔位于气缸中部。

如上所述的一种无源真空机器人，所述的侧板为网状形结构。

如上所述的一种无源真空机器人，所述的机架底部安装伸缩杆。

如上所述的一种无源真空机器人，所述的机架底部四角分别安装支撑架，支撑架一端与机架底部铰接连接，支撑架能够翻折使其位于机架底部。

本发明的优点是：对本发明以应用一种无真空动力源的真空吸附方式和履带式的爬壁机器人，利用反移动凸轮机构实现气缸杆的伸缩。在实现移动功能时，使机架上部左右两侧的驱动电机启动，能够带动主动齿轮旋转，左右两侧的驱动电机旋转方向相同，两根主轴中部均固定安装从动齿轮，从动齿轮与相对应的主动齿轮之间通过第一拖链连接，每根主轴前后两端分别安装驱动轮，主动齿轮能够通过第一拖链带动从动齿轮旋转，从而带动驱动轮旋转，左右两侧的驱动轮之间通过第二拖链连接，第二拖链外部周围安装数个均匀分布的气缸，气缸通过气缸固定件与第二拖链连接，机架底部安装反凸轮机构，反凸轮机构下部前后两端分别开设凸轮导轨槽，气缸外侧进气嘴上安装吸盘，气缸内侧安装滚动轴承，驱动轮转动时，滚动轴承能够随着转动，能够沿凸轮导轨槽端部进入凸轮导轨槽内，凸轮导轨槽上下两边分别设有限位凸边，滚动轴承能够位于凸轮导轨槽内，凸轮导轨槽为反凸轮结构从而气缸能够实现伸缩的动作，在驱动的驱动下，通过拖链带动各个吸附组件依次进行与壁面进行吸附与脱离的循环（近休止段→柱塞上升段→远休止段→柱塞下降段→近休止段），完成机器人直线方向前进、后退的吸附运动过程。第一行程：近休止段。柱塞在远吸附面随直线导轨运动。第二行程：气缸杆上升段。当气缸杆运动到气缸杆上升段时，气缸杆末端的滚动轴承将进入利用反凸轮结构设计的导轨中，直至气缸杆行程达到最大值，此时达到最大吸附力。第三行程：远休止段。气缸杆行程保持在最大值，所有在吸附面上运动的吸附组件起到吸附作用。第四行程：气缸杆下降段。导轨开始弯曲，气缸杆随导轨缓缓进行回程运动，吸附力逐渐减小，逐渐降为零，紧接着再次进入近休止段。通过拖链带动气缸进行以上循环运动，达到机器人的直线移动目标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是图2的后视图；图4是图1的ⅰ局部放大图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种无源真空机器人，如图所示，包括机架1，机架1中部凸起，机架1前后两侧分别开设两个圆形通孔2，两个圆形通孔2分别位于机架1左右两端，位于左右两端的圆形通孔2位于同一轴线上，机架1左右两端分别设有主轴3，主轴3的前后两端分别位于前后两侧的圆形通孔2内，机架1上部设有两个驱动电机4，两个驱动电机4的输出轴方向相反，机架1上部左右两侧分别固定安装固定件10，固定件10为弧形结构、限位座11，固定件10一端与机架1顶面固定连接，限位座11底面与机架1顶面固定连接，固定件10另一端与限位座11顶面之间通过螺栓连接，两个驱动电机4分别位于固定件10、限位座11之间，每个驱动电机4输出轴均安装主动齿轮5，两根主轴3中部均固定安装从动齿轮6，从动齿轮6与相对应的主动齿轮5之间通过第一拖链7连接，每根主轴3前后两端分别安装驱动轮8，机架1前后两侧分别固定安装侧板9，侧板9位于驱动轮8内侧，驱动轮8长度较长，驱动轮8外部开设数个均匀分布的齿牙，左右两侧的驱动轮8之间通过第二拖链15连接，第二拖链15外部周围安装数个均匀分布的气缸固定件12，气缸固定件12底面中部固定安装凸块13，气缸固定件12前后两侧分别固定安装限位板14，凸块13与限位板14之间留有间隙，凸块13能够配合插入第二拖链15上的间隙中，限位板14位于第二拖链15前后两端，凸块13、限位板14上部左右两端分别开设孔，凸块13、限位板14上的孔与第二拖链15接口孔之间通过螺栓连接，气缸固定件12顶面开设放置槽16，放置槽16内设有气缸17，放置槽16上端两侧边沿通过螺栓连接，气缸17外侧为进气嘴，气缸17内侧为气缸杆，气缸17进气嘴安装吸盘21，吸盘21下部设有连接管，连接管气缸17进气嘴连接，气缸17内侧气缸杆端部安装滚动轴承22，机架1底部开设矩形槽29，矩形槽29位于机架1中部且位于机架1凸起部位，矩形槽29内部设有山字型的反凸轮机构23，反凸轮机构23上部位于矩形槽29内，机架1凸起处于反凸轮机构23上部前后两侧分别开设通孔，通孔之间通过纵向轴连接，反凸轮机构23下部前后两端分别位于机架1前后两侧且位于驱动轮8内侧，反凸轮机构23下部前后两端分别开设凸轮导轨槽24，凸轮导轨槽24上下两边分别设有限位凸边30，滚动轴承22能够配合位于凸轮导轨槽24内。对本发明以应用一种无真空动力源的真空吸附方式和履带式的爬壁机器人，利用反移动凸轮机构实现气缸杆的伸缩。在实现移动功能时，使机架1上部左右两侧的驱动电机4启动，能够带动主动齿轮5旋转，左右两侧的驱动电机4旋转方向相同，两根主轴3中部均固定安装从动齿轮6，从动齿轮6与相对应的主动齿轮5之间通过第一拖链7连接，每根主轴3前后两端分别安装驱动轮8，主动齿轮5能够通过第一拖链7带动从动齿轮6旋转，从而带动驱动轮8旋转，左右两侧的驱动轮8之间通过第二拖链15连接，第二拖链15外部周围安装数个均匀分布的气缸17，气缸17通过气缸固定件12与第二拖链15连接，机架1底部安装反凸轮机构23，反凸轮机构23下部前后两端分别开设凸轮导轨槽24，气缸17外侧进气嘴上安装吸盘21，气缸17内侧安装滚动轴承22，驱动轮8转动时，滚动轴承22能够随着转动，能够沿凸轮导轨槽24端部进入凸轮导轨槽24内，凸轮导轨槽24上下两边分别设有限位凸边30，滚动轴承22能够位于凸轮导轨槽24内，凸轮导轨槽24为反凸轮结构从而气缸17能够实现伸缩的动作，在驱动8的驱动下，通过拖链带动各个吸附组件依次进行与壁面进行吸附与脱离的循环（近休止段→柱塞上升段→远休止段→柱塞下降段→近休止段），完成机器人直线方向前进、后退的吸附运动过程。第一行程：近休止段。柱塞在远吸附面随直线导轨运动。第二行程：气缸杆上升段。当气缸杆运动到气缸杆上升段时，气缸杆末端的滚动轴承将进入利用反凸轮结构23设计的导轨中，直至气缸杆行程达到最大值，此时达到最大吸附力。第三行程：远休止段。气缸杆行程保持在最大值，所有在吸附面上运动的吸附组件起到吸附作用。第四行程：气缸杆下降段。导轨开始弯曲，气缸杆随导轨缓缓进行回程运动，吸附力逐渐减小，逐渐降为零，紧接着再次进入近休止段。通过拖链带动气缸进行以上循环运动，达到机器人的直线移动目标。

具体而言，由于长时间使用螺栓容易松动，气缸17容易产生移动，本实施例所述的放置槽16内部前后两端分别开设竖向槽25，竖向槽25内部安装竖向板18，竖向板18的宽度小于竖向槽25的宽度，竖向板18能够沿竖向槽25左右移动，竖向板18位于竖向槽25内侧的一端安装限位块，限位块始终位于竖向槽25内，放置槽16前后两端分别开设横向槽19，横向槽19与竖向槽25内部相通且位于竖向槽25中部，竖向板18外部固定安装固定块20的一端，固定块20的另一端穿过横向槽19位于外部。竖向板18具有限位的作用，能够向内推动固定块20使竖向板18位于气缸17的前后两端，能够避免气缸17前后移动，使气缸17安装的更加牢固。

具体的，设备在运动过程中需要将吸附在墙壁上的吸盘21取下，气缸17在回程过程需要产生更大的力，本实施例所述的气缸17上部开设进气孔26，进气孔26位于气缸17中部。气缸17上部开设进气孔26，当气缸17在回程过程中，气缸17内的活塞密封端越过进气孔26，使吸盘21与墙壁的吸附失效，气缸17回程力度减小，使设备更加灵活。

进一步的，爬壁不是一件简单的工作，自身的重量影响设备的工作，本实施例所述的侧板9为网状形结构。侧板9网状的结构不仅能够节约材料，还能够减轻设备的重量，使设备吸附的更加牢固。

更进一步的，设备长时间使用容易出现故障，伸缩杆27能够将设备抬起方便维修，本实施例所述的机架1底部安装伸缩杆27。设备出现故障需要维修时，伸缩杆27能够将设备抬起方便维修。

更进一步的，设备不工作时，吸盘21上时间与地面接触，使用损坏降低使用寿命，本实施例所述的机架1底部四角分别安装支撑架28，支撑架28一端与机架1底部铰接连接，支撑架28能够翻折使其位于机架1底部。设备不使用时，能够通过伸缩杆27将其抬起，然后将支撑架28翻折使其另一端与地面接触，使吸盘21远离地面，对吸盘具有保护作用提高使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。