吸盘和墙面机器人的制作方法

1.本实用新型涉及清洁设备，特别涉及一种吸盘和应用该吸盘的墙面机器人。


背景技术：

2.玻璃幕墙清洗机器人用于解决玻璃外墙的清洗，可代替蜘蛛人作业，具备智能高效作业的特点。相关技术中，吸盘大部分由吸盘支架加皮腕组成，该类吸盘用在幕墙机器人上由于吸盘皮腕受到摩擦力较大，幕墙机器人行走时会拉扯皮腕，使得吸盘容易损坏，不利于长时间使用。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种吸盘，可以提高刚性滑盘滑动时的灵活性和耐用性，且利于保护支架。
4.本实用新型的另一个目的在于提出一种墙面机器人，包括前述的吸盘。
5.根据本实用新型实施例的吸盘，包括：支架、刚性滑盘、柔性连接件，所述支架设有进口、出口和负压腔，所述负压腔连通所述进口和所述出口；所述刚性滑盘套设于所述支架外侧，并沿所述进口的轴向可滑动，且所述刚性滑盘的第一端周缘适于从所述进口周缘伸出；所述柔性连接件分别与所述支架和所述刚性滑盘连接。
6.根据本实用新型实施例的吸盘，通过设置与支架和刚性滑盘相连的柔性连接件，可以提高刚性滑盘滑动时的灵活性和耐用性，且利于保护支架。
7.另外，根据本实用新型上述实施例的吸盘还可以具有如下附加的技术特征：
8.在本实用新型的一些示例中，所述柔性连接件包括固定部和连接部，所述固定部与所述支架相连，所述连接部构造成套设于所述支架外侧的环形，且一端周缘连接所述固定部的周缘、另一端的周缘连接所述刚性滑盘，且所述连接部设置成可伸缩结构。
9.在本实用新型的一些示例中，所述吸盘还包括定位环，所述连接部套接于所述刚性滑盘的外侧，所述定位环沿套接于所述连接部上背离所述刚性滑盘的一侧，以固定连接所述连接部和所述刚性滑盘。
10.在本实用新型的一些示例中，所述连接部包括第一连接段和第二连接段，所述第一连接段和所述第二连接段沿所述进口的轴向布置，且所述第一连接段相较于所述第二连接段更靠近所述固定部，所述第二连接段沿所述进口的径向向外凸出所述第一连接段，且所述第一连接段和所述第二连接段之间连接有第三连接段，所述第二连接段套设于所述刚性滑盘的外侧；所述第三连接段与所述刚性滑盘的第二端的端面抵接。
11.在本实用新型的一些示例中，所述刚性滑盘的外周面上设有凸筋，且所述凸筋嵌入所述柔性连接件，所述凸筋被构造成沿所述刚性滑盘的周向连续或断续延伸。
12.在本实用新型的一些示例中，所述刚性滑盘包括第一滑盘和第二滑盘，所述第一滑盘和所述第二滑盘沿所述进口的轴向布置，所述第二滑盘沿所述进口的径向向外凸出所
述第一滑盘，所述柔性连接件与所述第一滑盘相连；所述柔性连接件的端部适于抵接于所述第二滑盘。
13.在本实用新型的一些示例中，所述吸盘还包括填充块，所述填充块设于所述负压腔内，且所述填充块与所述支架固定连接。
14.在本实用新型的一些示例中，所述填充块与所述负压腔的周壁过盈配合、过渡配合或间隙配合。
15.在本实用新型的一些示例中，所述填充块的一侧表面贴靠所述负压腔的内底面；
16.在本实用新型的一些示例中，所述填充块的另一侧表面相较于所述负压腔的开口端的端面下沉，以在所述负压腔的开口端内形成有负压空间，所述填充块内具有气流通道，所述气流通道分别与所述负压空间和所述出口连通。
17.根据本实用新型实施例的墙面机器人，包括：机座、多个滚轮、清洁件、前述的吸盘、多个所述滚轮与所述机座相连，以带动所述机座移动；所述清洁件连接于所述机座上；所述吸盘与所述机座相连。
18.根据本实用新型实施例的墙面机器人，通过在墙面机器人上应用前述的吸盘，可以提高使用的灵活性，利于提高机器人的耐用性。
19.在本实用新型的一些示例中，还包括抽气装置，所述抽气装置与所述吸盘相连，以使吸盘吸附于工作面上，所述抽气装置为真空泵或离心风机。
20.在本实用新型的一些示例中，所述吸盘设于所述滚轮附近和/或两个所述滚轮之间。
附图说明
21.图1是本实用新型一些实施例中吸盘的结构示意图。
22.图2是本实用新型一些实施例中吸盘的剖面图。
23.图3是本实用新型一些实施例中吸盘与墙面机器人配合的结构示意图。
24.图4是本实用新型一些实施例中墙面机器人的结构示意图。
25.图5是本实用新型一些实施例中墙面机器人的侧视图。
26.图6是图4中b-b方向的截面图。
27.附图标记：
28.100、墙面机器人；1、吸盘；11、支架；101、进口；102、出口；103、气流通道；12、刚性滑盘；121、第一滑盘；122、第二滑盘；124、凸筋；13、柔性连接件；131、固定部；132、连接部；1321、第一连接段；1322、第二连接段；1323、第三连接段；14、定位环；15、填充块；16、固定件；17、直通；18、锁紧螺母；2、机座；3、滚轮；4、清洁件；5、抽气装置；8、障碍物。
具体实施方式
29.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.结合图1至图6，根据本实用新型实施例的吸盘1，包括：支架11、刚性滑盘12和柔性
连接件13，支架11设有进口101、出口102和负压腔，负压腔连通进口101和出口102，出口102可以设于负压腔的壁上，刚性滑盘12套设于支架11外侧，并沿进口101的轴向可滑动，且刚性滑盘12的第一端周缘适于从支架11的进口101周缘伸出；柔性连接件13分别与支架11和刚性滑盘12连接。具体而言，支架11与刚性滑盘12相连，且刚性滑盘12与支架11之间具有负压腔，使得刚性滑盘12可以吸附于工作表面上并适于在工作表面上滑动，利于提高吸盘1的工作性能。其中，刚性滑盘12适应多种工作表面，且耐磨性高，可以提高滑盘的使用寿命。进一步地，吸盘1具有柔性连接件13，柔性连接件13分别与支架11和刚性滑盘12连接，使得柔性连接件13可以在刚性滑盘12移动过程中起到导向作用，可以提高刚性滑盘12活动的灵活性，此外，在刚性滑盘12受力较大时，柔性连接件13可以起到缓冲效果，利于保护支架11。
31.根据本实用新型实施例的吸盘1，通过设置与支架11和刚性滑盘12相连的柔性连接件13，可以提高刚性滑盘12滑动时的灵活性和耐用性，且利于保护支架11。
32.应用时，抽气装置5可以将刚性滑盘12与支架11之间的空气从进口101抽至出口102，以使刚性滑盘12吸附于工作表面上，吸盘1移动时，刚性滑盘12可以在工作表面上移动，柔性连接件13与刚性滑盘12相连，便于为滑盘移动提供导向，利于提高滑动效果，且利于保护支架11。
33.可选地，滑盘可以是刚性材质也可以是非刚性材质，即具有一定柔性或具有一定形变能力的材质，如塑胶、橡胶、聚氨酯或海绵等，利于提高滑盘在不同工作表面的自适应能力，利于减小滑盘收到的摩擦力；在吸盘1遇到障碍物8时，非刚性材质可以提高滑盘的浮动量，利于越过障碍物8。
34.结合图2，在本实用新型的一些实施例中，支架11的下边沿与所述刚性滑盘12的下边沿之间具有高度差，即刚性滑盘12的最底面低于支架11的最低面，可以提高避障效果。在刚性滑盘12滑动过程遇到障碍时，刚性滑盘12可以越过障碍，其中，支架11的下边沿与所述刚性滑盘12的下边沿之间具有高度差可以设置为大于障碍物8的凸出工作表面的高度。实际应用时，可以根据工作表面的情况设置不同的刚性滑盘12，不同的刚性滑盘12的最底面与支架11的最底面的高度差不同。
35.结合图2，在本实用新型的一些实施例中，柔性连接件13包括固定部131和连接部132，固定部131与支架11相连，连接部132构造成套设于支架11外侧的环形，且一端周缘连接固定部131的周缘、另一端的周缘连接刚性滑盘12，且连接部132设置成可伸缩结构。具体而言，柔性连接件13的固定部131与支架11相连，连接部132连接于支架11和刚性滑盘12的外周面。
36.在本实用新型的一些实施例中，柔性连接件13可以是一体构成的结构。柔性连接件13可以由橡胶、聚氨酯和硅胶等材质制成，以提高柔性连接件13的导向能力以及受力缓冲能力，且利于降低制造和使用成本。
37.进一步地，结合图1和图2，在本实用新型的一些实施例中，吸盘1还包括定位环14，连接部132套接于刚性滑盘12的外侧，定位环14沿套接于连接部132上背离刚性滑盘12的一侧，以固定连接连接部132和刚性滑盘12，可以提高连接部132与刚性滑盘12连接的稳定性，利于提高柔性连接件13的导向作用。可选地，定位环14可以为喉箍，结构简单、易于获取，且定位、调节的灵活性和稳定性高。
38.结合图2，在本实用新型的一些实施例中，连接部132包括第一连接段1321和第二
连接段1322，第一连接段1321和第二连接段1322沿进口101的轴向布置，可以在刚性滑盘12轴向移动时起到缓冲和导向作用，且第一连接段1321相较于第二连接段1322更靠近固定部131，第二连接段1322沿进口101的径向向外凸出第一连接段1321，且第一连接段1321和第二连接段1322之间连接有第三连接段1323，第二连接段1322套设于刚性滑盘12的外侧。具体而言，第一连接段1321可以套设于支架11外侧，第二连接段1322可以套设于刚性滑盘12的外侧，第三连接段1323连接于第一连接段1321和第二连接段1322之间，可以连接支架11与刚性滑盘12的交界处，利于提高柔性连接件13与支架11和刚性滑盘12的连接效果。
39.在本实用新型的一些实施例中，第一连接段1321沿进口101的轴向方向上的端部构造出楔形结构，可以在遇到障碍时起到导向作用，利于减轻损伤，提高耐用性。
40.在本实用新型的一些实施例中，第三连接段1323与刚性滑盘12的第二端的端面抵接，可以提高连接部132与刚性滑盘12的连接紧密性。具体地，刚性滑盘12套接于支架11外侧，因此，在进口101的径向上，刚性滑盘12的长度大于支架11的长度，第一连接段1321可以与支架11的周壁连接，提高柔性连接件13与支架11配合的紧密性，第二连接段1322可以与刚性滑盘12连接，提高连接件与刚性滑盘12配合的紧密性,第三连接段1323可以连接刚性滑盘12与支架11套接后，刚性滑盘12端面与支架11之间的位置，使得柔性连接件13可以包覆支架11于刚性滑盘12的外周面，且结构稳定，不易发生滑动。
41.在本实用新型的一些实施例中，刚性滑盘12的外周面上设有凸筋124，且凸筋124嵌入柔性连接件13，凸筋124被构造成沿刚性滑盘12的周向连续或断续延伸，可以提高刚性滑盘12与柔性连接件13配合的稳定性，可以避免柔性连接件13在刚性滑盘12上移动。
42.结合图1，在本实用新型的一些实施例中，刚性滑盘12包括第一滑盘121和第二滑盘122，第一滑盘121和第二滑盘122沿进口101的轴向布置，第二滑盘122沿进口101的径向向外凸出第一滑盘121，柔性连接件13与第一滑盘121相连。具体地，第二滑盘122沿进口101的径向向外凸出第一滑盘121，即第一滑盘121用于与柔性连接件13配合，第二滑盘122用于与工作表面接触，且第二滑盘122适于增大滑盘与工作表面的接触面积，利于提高吸附效果，可以提高刚性滑盘12的整体结构强度。
43.结合图1，在本实用新型的一些实施例中，第二滑盘122的外周面可以构造出楔形结构，可以在遇到障碍时起到导向作用，利于减轻损伤，提高耐用性。
44.结合图2，在本实用新型的一些实施例中，柔性连接件13的端部适于抵接于第二滑盘122，利于提高柔性连接件13与刚性滑盘12的连接的稳定性，还可以便于将刚性滑盘12移动受到的冲击力传递至柔性连接件13，利于减轻刚性滑盘12运动中的阻力。
45.结合图2，在本实用新型的一些实施例中，吸盘1还包括填充块15，填充块15设于负压腔内，且填充块15与支架11固定连接，可以提高结构稳定性。具体地，填充块15在负压腔内，可以填充负压腔内的空间，以减少抽真空的气体容积，利于加快抽真空的时间，使得吸盘1可以快速吸附于工作表面上。具体地，填充块15可以为塑料材质，以减轻吸盘1的重量，利于减小吸盘1滑动的阻力。
46.在本实用新型的一些实施例中，填充块15与负压腔的周壁过盈配合、过渡配合或间隙配合，利于提高结构稳定性。
47.结合图2，在本实用新型的一些实施例中，填充块15的一侧表面贴靠负压腔的内底面，以避免填充块15与负压腔内底面之间残留空气，利于提高抽真空效果，从而提高吸盘1
吸附力且利于空间布置。
48.结合图2，在本实用新型的一些实施例中，填充块15的另一侧表面相较于负压腔的开口端的端面下沉，以在负压腔的开口端内形成有负压空间，填充块15内具有气流通道103，气流通道103分别与负压空间和出口102连通，由此，负压腔内的空气可以通过气流通道103抽至出口102，利于提高抽气效率和效果。可选地，填充块15可以通过固定件16固定连接于负压空间内。具体地，固定件16可以穿过至支架11将填充块15连接于支架11上。
49.根据本实用新型另一些实施例的吸盘1，柔性连接件13可以是弹性件，弹性件的一端连接支架11，另一端连接滑盘。具体地，其中滑盘可以是刚性材质或柔性材质，举例而言，滑盘包括本体部和抵接部，本体部的一端连接支架11，另一端与抵接部相连，抵接部直接与工作面接触，其中本体部和抵接部可以呈环形，本体部可以是风琴管制成的，也可以是橡胶等材质制成的。
50.结合图1至图6，根据本实用新型实施例的墙面机器人100，包括：机座2、多个滚轮3、清洁件4和前述的吸盘1、多个滚轮3与机座2相连，以带动机座2移动；清洁件4连接于机座2上，用于清洁工作表面；吸盘1与机座2相连，吸盘1吸附于工作表面上，避免机器人在清洁过程中滑落，通过在墙面机器人100上应用前述的吸盘1，可以提高使用的灵活性和耐用性，利于提高机器人的工作效率。
51.结合图6，在本实用新型的一些示例中，还包括抽气装置5，抽气装置5与吸盘1相连，抽气装置5抽吸负压腔内的空气，以使吸盘1吸附于工作面上。具体地，抽气装置5为真空泵或离心风机，可以根据实际情况选择真空泵或离心风机，以提高抽气效果，或者为了快速达到真空状态，从而提高吸盘1的吸附力及墙面机器人100的工作效率。
52.结合图4和图5，在本实用新型的一些示例中，吸盘1设于两个滚轮3之间，便于减轻吸盘1滑动时的阻力。具体地而言，吸盘1与支架11相连，支架11与机座2相连，滚轮3带动机座2移动。由此，吸盘1受到的力一部分可以被柔性连接件13吸收，一部分可以经过支架11传递至机座2，可以将吸盘1的滑动摩擦转换为滚轮3的滚动摩擦，利于减小吸盘1的滑动阻力，提高吸盘1的耐用性，进而提高墙面机器人100的行走效率。吸盘也可以设置于靠近滚轮3的位置。进一步地，墙面机器人100上可以设有多个吸盘1，以提高机器人的吸附效果。
53.下面参照附图描述本实用新型一个具体实施例的吸盘1和墙面机器人100。
54.结合图1至图6，根据本实用新型实施例的吸盘1及墙面机器人100，所述吸盘1包括：支架11、柔性连接件13和刚性滑盘12。其中，如2图所示，支架的半径为r1，刚性滑盘12的半径为r2，吸盘1所受到的总吸力为f
吸
＝ps＝f1+f2＝p(s1+s2)。其中，s1＝πr
12
，s2＝π(r
22-r
12
)。滚轮3所受到摩擦力的f
滚轮3
＝u
滚轮3
f1，吸盘1受到的摩擦力为f
滑盘
＝u
滑盘
f2。在墙面机器人100中，滚轮3所受的摩擦力为动力，主要用于抵抗机器人的自重，故吸盘1的结构应增大f
滚轮3
，即增大s1，用于保障机器人的安全；而f
滑盘
则用来吸盘1的密封，故较小的f
滑盘
有利于实现滑盘的密封和越障，即减小s2。
55.更为具体地，支架11通过锁紧螺母18压靠在机架上，柔性连接件13罩设在支架11上。刚性滑盘12套在支架11上，通过定位环14锁紧在柔性连接件13上。该吸盘1通过真空泵向直通17向吸盘1抽真空。吸附时，保持刚性滑盘12最底面低于支架11最底面，以使吸盘1可以越过障碍，在遇到障碍时，刚性滑盘12能够通过边倒角滑上障碍，使得柔性连接件13被压缩，刚性滑盘12沿着支架11导向上升，从而实现越障。也就是说，刚性滑盘12可通过柔性连
接件13与支架11的导向滑动自适应调节间隙越障，提高了吸盘1的适应性和实用性。进一步地，支架11与机座2相连，使得支架11所受吸附力传递到机座2上，滚轮3带动机座2移动，从而减轻了吸盘1和支架11的受力，利于提高机器人的吸附效果和行走效率。
56.根据本实用新型实施例的吸盘1及墙面机器人100，可以通过调节吸盘1所产生的正压力分为吸盘1正压力和滑盘所受正压力，使得刚性滑盘12的摩擦力可控，降低了吸盘1的滑动摩擦阻力，增加了墙面机器人100的摩擦动力，最大限度的利用了吸盘1的正压力面积，从而降低了对刚性滑盘12底面的加工精度和轮胎的驱动力矩的需求，提高了墙面机器人100吸附行走的效率。
57.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
58.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
59.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
60.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
61.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
62.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。