一种可旋转式气缸驱动爬壁机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，具体地说是一种可旋转式气缸驱动爬壁机器人。

背景技术：

在工业或建筑业等领域中，经常需要进行一些外墙作业，但外墙作业不仅困难重重，而且也比较危险，因此各种爬壁机器人应运而生。现有技术中的爬壁机器人驱动原理经常采用气缸驱动方式，如授权公告号为cn203581163u的中国实用新型专利中公开了一种爬壁机器人，其在机体腹部呈十字交叉状设有横向推力气缸和纵向推力气缸分别推动对应的吸盘移动，当纵向移动时，横向吸盘吸附壁面，纵向吸盘则脱离壁面，并且纵向推力气缸驱动纵向连杆移动，进而带动机体纵向移动，又如授权公告号为cn207345966u的中国实用新型专利中也公开了一种利用气缸驱动的壁面移动机器人，其是在连板四个侧边均设有主气缸，每个主气缸可驱动一组吸盘移动，其动作原理与上述爬壁机器人相似。但所述两种爬壁机器人仅能实现纵向和横向移动，无法实现自身转动。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可旋转式气缸驱动爬壁机器人，能够实现自身转动，方便转向调整。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种可旋转式气缸驱动爬壁机器人，包括机体、驱动气缸、吸附组件、转轴、中间吸盘气缸、中间吸盘和转向驱动电机，驱动气缸设于机体侧边，且吸附组件安装于对应驱动气缸的缸杆端部，转轴与机体中部转动连接，且所述转轴上端设有转轴齿轮、下端与中间吸盘气缸固连，在所述中间吸盘气缸的缸杆端部设有中间吸盘，转向驱动电机固设于所述机体上，且所述转向驱动电机的输出轴上设有转向齿轮，并且所述转向齿轮与所述转轴齿轮啮合。

所述吸附组件包括吸盘气缸、行走吸盘和连板，其中连板与对应驱动气缸的缸杆固连，吸盘气缸安装于所述连板上，行走吸盘安装于对应吸盘气缸的缸杆端部。

所述机体呈正方形，且所述机体的各个侧边中部均设有一个驱动气缸，每个驱动气缸的缸杆对应连接一组吸附组件，且每组吸附组件设有两个吸盘气缸。

所述中间吸盘的吸附面积大于所述行走吸盘的吸附面积。

所述转向驱动电机上设有编码器。

本实用新型的优点与积极效果为：

1、本实用新型能够实现自身转动，方便转向调整，大大拓宽了爬壁机器人的使用范围，比如一些设有异形装饰的建筑墙面等场合。

2、本实用新型整体结构紧凑，不会额外增加机器人体积，且转向调整控制方便可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，

图2为图1中的a-a视图，

图3为图1中的吸附组件示意图。

其中，1为驱动气缸，2为吸盘气缸，3为行走吸盘，4为连板，5为机体，6为转轴齿轮，7为转向齿轮，8为转向驱动电机，9为中间吸盘气缸，10为中间吸盘。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1～3所示，本实用新型包括机体5、驱动气缸1、吸附组件、转轴、中间吸盘气缸9、中间吸盘10和转向驱动电机8，驱动气缸1设于机体5侧边，且吸附组件安装于对应驱动气缸1的缸杆端部，转轴通过轴承支承安装于机体5中部，且所述转轴上端设有转轴齿轮6、下端与中间吸盘气缸9固连，在所述中间吸盘气缸9下侧的缸杆端部设有中间吸盘10，转向驱动电机8安装于所述机体5上，且所述转向驱动电机8的输出轴上设有转向齿轮7，并且所述转向齿轮7与所述转轴齿轮6啮合。当机体5需要转向时，中间吸盘10通过中间吸盘气缸9驱动下降并与墙壁紧紧吸附固定，各个吸附组件则均与墙壁脱离，然后转向驱动电机8启动使转向齿轮7旋转，由于转轴和中间吸盘气缸9一体固定，转向齿轮7即绕所述转轴齿轮6圆周方向移动，由于转向驱动电机8与机体6固连，进而通过转向驱动电机8带动机体6绕所述转轴转动，实现转向调整，所述转向齿轮7和转轴齿轮6具有自锁特性，以保证转向到位后定位牢固，另外所述转向驱动电机8上设有编码器用于检测旋转角度，进而通过装置系统计算实现控制机体5旋转角度目的，所述编码器为本领域公知技术。

如图3所示，本实施例中，所述吸附组件包括吸盘气缸2、行走吸盘3和连板4，其中连板4与对应驱动气缸1的缸杆固连，吸盘气缸2安装于所述连板4上，行走吸盘3安装于对应吸盘气缸2的缸杆端部。

为了保证转向时吸附牢靠，所述中间吸盘10的吸附面积要大于所述行走吸盘3的吸附面积，以保证转向时固定，所述中间吸盘10的吸附面积可根据实际机体5重量情况设计。

如图1～3所示，本实施例中共设有四个驱动气缸1，所述机体5呈正方形，各个驱动气缸1分别设于所述机体5的各个侧边中部，且每个驱动气缸1的缸杆对应连接一组吸附组件，每组吸附组件设有两个吸盘气缸2，共计设有八个吸盘气缸2，每个吸盘气缸2的缸杆端部与一个行走吸盘3固连，共计有八个行走吸盘3。

所述机体5上设有真空发生器，当行走吸盘3或中间吸盘10与墙壁吸附时，吸盘内部通过所述真空发生器作用处于真空状态，此为本领域公知技术。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型初始状态时为吸附于墙壁上并处于静止状态，即各个吸附组件中的吸盘气缸2均处于缸杆向下伸出状态并且各个行走吸盘3均吸附在墙壁上，同时中间吸盘气缸9处于缸杆缩回状态，中间吸盘10与墙壁脱离，当本实用新型向右横向移动时，机体5右侧行走吸盘3通过真空发生器作用不再与墙壁吸附，同时右侧吸盘气缸2驱动右侧行走吸盘3升起脱离墙壁，然后机体5右侧的驱动气缸1缸杆伸出驱动右侧吸附组件向右移动设定距离，移动到位后机体5右侧吸附组件中的吸盘气缸2重新驱动行走吸盘3下移吸附住墙壁，然后机体5上下侧的行走吸盘3均通过真空发生器作用不再与墙壁吸附，并且上下侧吸盘气缸2驱动上下侧行走吸盘3升起与墙壁脱离，然后机体5右侧驱动气缸1收缩设定距离，同时机体5左侧驱动气缸1同步伸长设定距离，从而实现机体5整体向右移动等量距离，然后机体5上下侧的行走吸盘3重新吸附墙壁，最后机体5左侧的行走吸盘3脱离墙壁，并且机体5左侧驱动气缸1驱动左侧吸附组件整体右移设定距离后重新吸附在墙壁上，其余方向移动原理与上述相同。

当本实用新型需要转向时，中间吸盘10通过中间吸盘气缸9驱动下降并通过真空发生器作用吸附住墙壁，然后各个吸附组件中的行走吸盘3均脱离墙壁，然后转向驱动电机8启动驱动所述转向齿轮7转动，由于与所述转向齿轮7啮合的转轴齿轮6固装于所述转轴上，而所述转轴与中间吸盘气缸9一体并通过中间吸盘10吸附固定在墙壁上，所以转向齿轮7沿着所述转轴齿轮6圆周方向移动，而转向驱动电机8与机体5固连，从而带动机体5实现转向动作。

技术特征：

1.一种可旋转式气缸驱动爬壁机器人，其特征在于：包括机体(5)、驱动气缸(1)、吸附组件、转轴、中间吸盘气缸(9)、中间吸盘(10)和转向驱动电机(8)，驱动气缸(1)设于机体(5)侧边，且吸附组件安装于对应驱动气缸(1)的缸杆端部，转轴与机体(5)中部转动连接，且所述转轴上端设有转轴齿轮(6)、下端与中间吸盘气缸(9)固连，在所述中间吸盘气缸(9)的缸杆端部设有中间吸盘(10)，转向驱动电机(8)固设于所述机体(5)上，且所述转向驱动电机(8)的输出轴上设有转向齿轮(7)，并且所述转向齿轮(7)与所述转轴齿轮(6)啮合。

2.根据权利要求1所述的可旋转式气缸驱动爬壁机器人，其特征在于：所述吸附组件包括吸盘气缸(2)、行走吸盘(3)和连板(4)，其中连板(4)与对应驱动气缸(1)的缸杆固连，吸盘气缸(2)安装于所述连板(4)上，行走吸盘(3)安装于对应吸盘气缸(2)的缸杆端部。

3.根据权利要求2所述的可旋转式气缸驱动爬壁机器人，其特征在于：所述机体(5)呈正方形，且所述机体(5)的各个侧边中部均设有一个驱动气缸(1)，每个驱动气缸(1)的缸杆对应连接一组吸附组件，且每组吸附组件设有两个吸盘气缸(2)。

4.根据权利要求2所述的可旋转式气缸驱动爬壁机器人，其特征在于：所述中间吸盘(10)的吸附面积大于所述行走吸盘(3)的吸附面积。

5.根据权利要求1所述的可旋转式气缸驱动爬壁机器人，其特征在于：所述转向驱动电机(8)上设有编码器。

技术总结
本实用新型涉及机器人领域，具体地说是一种可旋转式气缸驱动爬壁机器人，包括机体、驱动气缸、吸附组件、转轴、中间吸盘气缸、中间吸盘和转向驱动电机，驱动气缸设于机体侧边，且吸附组件安装于对应驱动气缸的缸杆端部，转轴与机体中部转动连接，且所述转轴上端设有转轴齿轮、下端与中间吸盘气缸固连，在所述中间吸盘气缸的缸杆端部设有中间吸盘，转向驱动电机固设于所述机体上，且所述转向驱动电机的输出轴上设有转向齿轮，并且所述转向齿轮与所述转轴齿轮啮合。本实用新型能够实现自身转动，方便转向调整。

技术研发人员：董承儒
受保护的技术使用者：董承儒
技术研发日：2020.01.15
技术公布日：2020.10.16