一种负压吸附结构

1.本实用新型涉及飞行机器人技术领域，尤其涉及一种负压吸附结构。


背景技术：

2.近些年飞行机器人，特别是旋翼式无人机，在复杂场下里的视觉检测任务也有了一些应用。但是无人机在检测时必须要保持一定的安全距离，也容易受到自然风、建筑风的影响。往往只能进行视觉或者雷达这样可以远距离无接触的检测任务，对于需要近距离接触的检测任务就无法进行。对于近距离接触的检测任务，大多利用吸附式机器人进行检测，吸附式机器人的原理是采用负压吸附，负压吸附对壁面材料没有特殊要求，但对壁面的平整度要求较高；现有的负压吸附机器人基本只能在连续的平面上爬行，越障能力非常弱，遇到不平整的障碍就会负压降低而失稳，且难以大范围灵活移动。
3.因此，针对上述问题，业内急需一种负压吸附结构。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种负压吸附结构，以解决现有机器人无法兼具飞行和吸附功能的问题。
6.(二)技术方案
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种负压吸附结构，包括负压腔体和涵道风机；
8.负压腔体为顶部敞口的空腔结构，负压腔体的敞口端面所在的平面为负压腔体的吸附面；
9.涵道风机设置于负压腔体的负压腔内，涵道风机的进风口朝向负压腔体的吸附面，且涵道风机的进风口的端面低于负压腔的吸附面；涵道风机的出风口位于负压腔的底部，且涵道风机的出风口贯穿负压腔的底部；
10.涵道风机用以将进风口的风快速抽取至负压腔底部的出风口，形成负压腔吸附面的负压的同时提供机器人上升飞行动力。
11.进一步地，多个所述涵道风机成中心对称的方式布设在所述负压腔体内。
12.进一步地，负压腔体为敞口的方形空腔结构，涵道风机的数量为四件，四件涵道风机分别设置于方形空腔的四角。
13.进一步地，所述涵道风机进风口的端面低于负压腔吸附面10-30mm。
14.进一步地，本技术装置还包括供电装置，供电装置设于负压腔体内，供电装置与涵道风机连接；供电装置供电涵道风机。
15.进一步地，供电装置为锂电池组电源或蓄电池组电源；锂电池组电源或蓄电池组电源布置于负压腔体的负压腔底部的中心位置。
16.进一步地，本技术装置还包括控制装置，控制装置包括飞行控制单元和遥控控制
单元，飞行控制单元和遥控控制单元对称分居在所述供电装置的两侧方。
17.进一步地，飞行控制单元和遥控控制单元位于负压腔体的负压腔底部，且飞行控制单元和遥控控制单元分别与供电装置连接，供电装置供电飞行控制单元和遥控控制单元；飞行控制单元与涵道风机连接，用以控制负压吸附结构的吸附飞行；遥控控制单元与飞行控制单元连接，遥控控制单元用以负压吸附结构的无线遥控。
18.(三)有益效果
19.本实用新型的上述技术方案具有如下优点：
20.本实用新型的负压吸附结构，涵道风机在控制装置的控制作用下，涵道风机将进风口的风快速抽取至负压腔底部的出风口，出风口的风反向给予负压腔体推力，提供机器人上升飞行动力；进风口的风(气流)被快速抽取流动形成负压腔吸附面的负压，满足机器人负压吸附在所需作业物体的表面，实现机器人在所需作业表面近距离地接触执行相关任务，完美地兼具了飞行和负压吸附两项功能。
21.本实用新型的负压吸附结构在吸附之后，控制装置还能够控制涵道风机的动力以维持负压腔吸附面的负压，保持机器人持续的吸附能力，当机器人受到干扰，负压降低的时候，控制装置控制提高涵道风机的动力，又能加速风的快速流动提高负压腔吸附面负压，保持机器人原有的姿态不变，确保机器人照常稳定吸附在所需作业的平面。
附图说明
22.图1为本实用新型一种负压吸附结构的结构示意图；
23.图2是图1中一种负压吸附结构的俯视示意图；
24.图中：1、涵道风机，2、供电装置，3、密封防护环，4、飞行控制单元，5、负压腔体，5.1、负压腔，6、遥控控制单元。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
26.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.参见图1至图2，本实用新型提供了一种负压吸附结构，包括负压腔体5和涵道风机；负压腔体为顶部敞口的空腔结构，负压腔体的敞口端面所在的平面为负压腔体的吸附
面；涵道风机设置于负压腔体的负压腔5.1内，涵道风机的进风口朝向负压腔体的吸附面，且涵道风机的进风口的端面低于负压腔的吸附面；涵道风机的出风口位于负压腔的底部，且涵道风机的出风口贯穿负压腔的底部；涵道风机用以将进风口的风快速抽取至负压腔底部的出风口，形成负压腔吸附面的负压的同时提供机器人上升飞行动力。
29.涵道风机在控制装置的控制作用下，涵道风机将进风口的风快速抽取至负压腔底部的出风口，出风口的风反向给予负压腔体推力，提供机器人上升飞行动力；进风口的风(气流)被快速抽取流动形成负压腔吸附面的负压，满足机器人负压吸附在所需作业物体的表面，实现机器人在所需作业表面近距离地接触执行相关任务；完美地兼具飞行和负压吸附两项功能。
30.本实用新型的负压吸附结构在吸附之后，控制装置还能够控制涵道风机的动力以维持负压腔吸附面的负压，保持机器人持续的吸附能力，当机器人受到干扰，负压降低的时候，控制器控制提高涵道风机的动力，又能加速风的快速流动提高负压腔吸附面负压，保持机器人原有的姿态不变，确保机器人照常稳定吸附在所需作业的平面。
31.作为一些可选实施例，多个所述涵道风机成中心对称的方式布设在所述负压腔体内。中心对称的布置方式使得多个涵道风机均匀的分布于负压腔体，很好地平衡了机器人的重量，同时多个涵道风机一同运转也不会造成机器人的上升动力不平衡，以及负压腔吸附面的负压不平衡；保证机器人能够平稳飞行以及具有稳定的负压吸附。
32.优选的，负压腔体为敞口的方形空腔结构，涵道风机的数量为四件，四件涵道风机分别设置于方形空腔的四角。四角的涵道风机既很好的满足了对称布置，同时涵道风机动力源远离负压腔体中心，减小了机器人的转动惯量。
33.所述涵道风机进风口的端面低于负压腔吸附面10-30mm；优选20mm；进风口的端面略低于负压腔的吸附面，既不影响涵道风机进风，将负压腔体敞口端面的气流经涵道风机的进风口吸取至负压腔底部的涵道风机的出风口抽出，出风口的风反向给予负压腔体推力，提供机器人上升飞行动力；进风口的风由于快速流动，形成负压腔吸附面的负压，满足机器人负压吸附在所需作业物体的表面；使得本技术的吸附式机器人在涵道风机的运转下完美完成飞行和负压吸附两项功能。
34.作为一些可实施方式，本技术装置还包括供电装置2，供电装置为锂电池组电源或蓄电池组电源；优选锂电池组电源，锂电池组电源布置于负压腔体的负压腔底部的中心位置，且锂电池组电源与涵道风机连接，为涵道风机供电。
35.本技术装置还包括控制装置，所述控制装置包括飞行控制单元4和遥控控制单元6，飞行控制单元用以控制负压吸附结构的吸附飞行，遥控控制单元用以负压吸附结构的无线遥控。优选的，遥控控制单元包括遥控系统和遥控器，遥控系统布置于负压腔体的负压腔，遥控系统与飞行控制单元连接；遥控器与遥控系统无线连接；遥控器通过遥控系统传输指令至控制器，无线遥控负压吸附结构。
36.飞行控制单元为plc可编程控制器或单片机控制器或其他芯片式控制器，控制器中内置有飞行控制系统。本技术的飞行控制单元和遥控控制单元对称分居在所述供电装置的两侧方，且飞行控制单元和遥控控制单元位于负压腔体的负压腔底部；供电装置这种大重量的电源布置于中心，以及负压腔体中各部件的对称均匀布置，有效地减小了机器人的转动惯量，降低了控制机器人空中翻转转向的难度，同时利用机器人空中平稳飞行以及机
器人空中飞行的控制。
37.本技术的负压吸附结构，既满足操作人员通过飞行控制单元来控制负压吸附结构运转工作，又满足操作人员通过手持遥控器来无线遥控负压吸附结构工作，控制操作简单方便，且满足机器人的多方式控制飞行。
38.本技术的负压吸附结构能够作为特种机器人运载平台，可以在其上搭载传感器和其他执行机构，实现传感器和其他执行机构在人难以到达的环境中进行相应作业。所述传感器包括可视传感器和测量传感器，可视传感器包括但不限于摄像头，测量传感器包括但不限于激光传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器、红外传感器和雷达传感器；其他执行机构包括但不限于测量装置、喷洒装置和清洗装置；测量装置用以实现负压吸附结构进行检测任务，喷洒装置用以实现负压吸附结构进行喷洒作业，清洗机构用以实现负压吸附结构进行清洁作业。
39.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。