[发明专利]爬壁机器人气流吸附技术及行走作业平台

说明书

技术领域：

本发明涉及一种利用气流负压的爬壁机器人吸附技术及行走作业平台。

背景技术：

爬壁机器人可应用于幕墙清洁、壁面涂料作业、高层建筑消防、公安侦查等领域。爬壁机器人应该具备壁面吸附和行走的基本功能，另外还必须在克服自身重力外提供有效的作业载荷。

现有吸附方式主要有负压吸附和磁吸附两种。磁吸附方式不适用于非导磁性壁面。负压吸附方式又分为真空吸盘式和动态负压吸附式，真空吸盘式的只适用于玻璃、金属等光滑表面且移动机构复杂，受造价及装置自重限制很难普及应用；动态负压吸附式是通过风扇吸气在腔体内产生负压而吸附于壁面上，这种方式虽不受壁面材质的限制，但由于吸附力主要通过腔体内的负压实现，故与吸附表面间隙小且吸附力有限，难以提供有效荷载。另外还有风扇推力附着或风扇推力辅助附着的方式也存在对风扇功率要求高、能效差的问题。

CN101412415A公布了一种反推力和负压力复合吸附方法的“爬壁机器人”，其存在问题如下：首先，螺旋桨推力作为一个主要附着力有限，效率低能耗大；其次在运用中欲采用负压腔实现气流负压，必然产生湍流，不能有效利用流速差产生的附着力。

综上所述，目前公布的负压式爬壁机器人吸附技术及作业平台中，还没有一项可以实现不同材质壁面吸附行走并提供有效载荷，故难以应用于广泛的爬壁作业领域。

发明内容：

本发明是一种利用气流负压的吸附技术及利用此吸附技术实现壁面行走的爬壁机器人作业平台。

利用风扇在吸附盘与壁面间隙之间产生高速气流，由吸附盘两面流速差产生负压，在行走轮与壁面摩擦力作用下完成壁面的吸附及行走。

本发明特点：

1.在盘面接近壁面时，可近似认为空气做定常流动，故可充分利用气流负压实现与壁面有间隙的吸附，吸附效率高；

2.自重轻，有较大富余载荷满足广泛的爬壁作业需求；

3.适合于玻璃、金属、瓷砖、涂料、水泥等多种材质壁面；

4.可应用于小曲面的弧形壁面；

5.结构简单，造价低有利于生产与推广。

附图说明：

附图1是爬壁机器人作业平台俯视图及1-1剖视图；

附图2是爬壁机器人作业平台内部结构示意图。

其中1为吸附盘，2为风扇动力组，3为行走轮，4为外壳，5为应用工作模块接插槽，6为行走控制模块，7为行走动力组，8为电源。

具体实施方式：

本发明实现吸附和行走的具体实施办法结合附图具体描述如下：

吸附功能的实施：利用风扇动力组2产生的高速气流在吸附盘1与壁面间隙之间产生高速气流，由吸附盘1两面相对流速差产生负压，行走轮3与壁面产生摩擦力，当爬壁机器人平台重力及负重与摩擦力平衡时完成吸附。

行走控制的实施：行走轮3由左右两组行走动力模块5的伺服马达驱动，行走控制模块6通过有线或无线方式接收操作者指令并控制左右两组行走动力模块5的伺服马达同步或反向转动，完成前进、后退、转向，完成行走动作。

电源8因实际使用要求的不同可采用线缆提供或自身电池提供。

本发明在平台上预设了应用工作模块接插槽5，以接插各种作业功能需求的扩展部件。