[发明专利]多腔体螃蟹式负压爬壁机器人

说明书

技术领域

本发明涉及爬壁机器人领域，尤其是利用连续负压原理，采用多腔体吸附结构的多腔体螃蟹式负压爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人作为机器人的一个特殊分支，其特点是能克服重力作用在墙壁、天花板上自由运动。由于爬壁机器人工作的特殊性，受到世界各国科研工作者的关注。

随着城市高层建筑不断出现,随之而来的是高层作业的问题。目前爬壁机器人应用主要集中于以下几个领域：在核工业中，用于对核废液罐、反应堆压力罐进行裂缝检查，测厚及焊缝探伤等；建筑行业中，用于对巨型壁面的喷涂，玻璃壁面的清洗，磁砖安装，桥梁探伤等；消防部门中，用于输送救助物资；石化行业中，用于对圆形大罐或球形罐的内外壁面进行检查、测量和保养；造船行业中，用于对船体的除锈、喷涂等。

随着国家经济水平的不断提高，将有更多的涉及到高空作业的工作，爬壁机器人的应用领域也会有着越来越广阔的前景。

传统爬壁机器人主要有真空吸附和磁吸附两种形式：真空吸附式机器人的缺点是当壁面凸凹不平时，容易使吸盘漏气，从而使吸附力下降，承载能力降低，当遇到壁面有大的裂纹和砖缝时，机器人不能完成吸附动作。磁吸附方式对壁面的凸凹适应性强，且吸附力大，但要求壁面必须是导磁材料。这两种机器人又同时具有移动连续性差，工作效率低等问题。以上两种爬壁机器人由于使用条件的要求，严重地限制了爬壁机器人的应用环境。

针对当前爬壁机器人的不足，本发明提供了一种利用连续负压原理，采用多腔体吸附结构，具有对壁面结构形状适应能力强，稳定性好，不受壁面材料限制，移动灵活的爬壁机器人。机器人控制利用遥控器操作，控制灵活方便，有很好的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服当前负压爬壁机器人技术的不足，提供一种多腔体螃蟹式负压爬壁机器人，具有对壁面结构形状适应能力强，稳定性好，不受壁面材料限制，移动灵活等特点，特别适用于高层建筑或高空作业。

本发明采用的技术方案是：一种爬壁机器人，该机器人利用高速电机带动的风扇，抽取机器人与壁面之间密封腔内的气体，使密封腔内产生连续负压，使机器人完成吸附的过程。

该机器人包括动力系统、吸附系统、控制系统。动力系统包括轮子、驱动电机、转盘、直线电机、推杆、连杆；吸附系统包括高速电机、风扇、迷宫式腔体、真空补气装置。控制系统包括接收系统和遥控器。采用连续负压原理可以很好的克服机器人对墙体的适应问题，同时采用轮式驱动和螃蟹式转向的方式，使机器人具有很好的运动连续性；

驱动电机固定在转盘上，电机输出轴与轮子连接，转盘与底座采用轴承固定，转盘可以在90°范围内转动；直线电机固定在底座上，直线电机推杆和转盘之间采用连杆连接，组成曲柄滑块逆向机构，可以通过直线电机的往复运动，带动推杆运动，进而驱动转盘转动来完成转向。

四个腔体固定在底座上，其中接触壁面的部分为迷宫式柔性结构，腔体的负压系统由固定在腔体固定板上的高速电机和风扇组成，利用高速电机带动的风扇，抽取机器人与壁面之间密封腔内的气体，使密封腔内产生连续负压。

本发明采用连续负压原理可以很好的克服机器人对墙体的适应问题，同时采用轮式驱动和螃蟹式转向的方式，使机器人具有很好的运动连续性；受章鱼多吸盘的启发，设计了具有创新性的多腔体结构，提高了机器人工作过程的可靠性和适应性；同时真空补气阀装置使机器人行走驱动力更加稳定，增加了机器人对不同壁面的适应能力，从而拓宽了爬壁机器人的应用范围。

本发明的主要技术指标：最大负压40KPa，整机质量1.8kg，吸附电机转速11000rpm，驱动电机牵引力>32N，负载力>14N。

本发明所实现的技术效果是：利用连续负压原理，采用多腔体吸附结构，具有对壁面结构形状适应能力强，稳定性好，不受壁面材料限制，移动灵活等特点。机器人控制利用遥控器操作，控制灵活方便，有很好的应用前景。

附图说明

图1是 机器人主要结构图（上）

图2是 机器人主要结构图（下）

图3是 机器人横行模式图

图4是 机器人原地360°转弯图

其中：1.驱动电机 2.底座 3.腔体固定板 4.转盘 5.车轮 6.直线电机 7.风扇 8.连杆 9.高速电机和真空补气装置 10.推杆 11.迷宫式腔体

具体实施方式