[发明专利]一种能在悬壁面上行走的车轮

说明书

技术领域

本发明属于机械设计与制造技术领域，涉及一种车轮的制作方法，特别是涉及一种能在悬壁面上行走的车轮及其装置的制作方法。该发明可应用于智能机器人，适合于楼宇的清洗、消防等方面。

背景技术

羡慕空中自由飞翔的小鸟，人们发明了飞机；仰慕水中自如沉浮的鱼儿，人们发明了潜艇；佩服准确预测风暴的水母，人们又发明了风暴预测仪。仿生学就是如此的神奇,它使人们的生活发生了、并将继续发生着日新月异的变化。看到墙壁上灵活爬行的壁虎，不由人生联翩浮想：给手掌装上能吸附墙壁的“吸爪”，飞檐走壁不就变成了人人即可实现的梦想？给行走的机器人装上能“抓住”悬壁的车轮，险象环生的玻璃幕墙清洗不就变得轻松简单？ 给汽车装上能“拔住”地面的车轮，飞驰的汽车将戛然而止，如此将挽救多少无辜的生命。

车轮的发明彻底地改变了人们的古老出行方式。已有的车轮，无论是辐条式车轮还是辐板式车轮，无一例外，只能行走在地面上，一旦坡度较大就会造成翻车事故。传统的车轮对悬壁面更是望尘莫及。现代建筑越建越高，随之而来的楼宇的清洗、消防等又成为棘手的问题，如果能有一种能爬楼的机器人，上述问题就会迎刃而解。要想使机器人具备能爬楼的功能，首先得有一种在行进过程中能吸附在墙上的轮子，可见发明一种能在墙上爬行的轮子尤为迫切。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能在悬壁面上行走的车轮及装置的制作方法。

本发明所采用的技术方案：一种能在悬壁面上行走的车轮及装置，其主要部件由主轴、轴承、轮盘、吸盘、偏心轮、齿盘、拉杆、弹簧等构成。主轴、轴承及轮盘构成车轮的主体，轮盘通过轴承与主轴相连。齿盘固定在主轴上，主轴固定在车体上。工作时轮盘沿悬壁面滚动，主轴、齿盘相对车体不动。吸盘、拉杆、弹簧、偏心轮、齿盘构成本发明车轮的吸附调节系统。轮盘滚动时带动偏心轮绕主轴旋转，吸盘旋转角减小，当其减小到一定的角度时，一方面吸盘与悬壁面完全接触，另一方面，偏心轮与齿盘上齿顶啮合。随吸盘旋转角的进一步减小、直至为零、以至增大，在齿盘上齿顶的作用下，偏心轮绕连接轴旋转，与偏心轮相连的拉杆向主轴方向移动，吸盘与悬壁面间形成空腔，随拉杆的移动空腔空间逐渐增大，继而形成负压，于是车轮被吸附在悬壁面上。由于吸盘为柔性材料制造，因而在吸盘的不同位置，有些地方能承受压缩变形，有些地方能承受拉伸变形。这样随轮盘的滚动，能保证其具有一定的吸附时间，为车轮的行进提供吸附保证。

一种能在悬壁面上行走的车轮及装置其主要部件由主轴、轴承、轮盘、吸盘、偏心轮、齿盘、拉杆、弹簧等构成。

主轴、轴承及轮盘构成车轮的主体。轮盘圆心处开孔，该孔为轴承的安装孔。在轮盘板厚中面上、沿径向等角度放射状设有台阶孔，根据功能不同台阶孔分为：拉杆孔、弹簧孔、吸盘孔；轮盘通过轴承与主轴相连。主轴固定在车体上，齿盘固定在主轴上，也可直接固定在车体上。

吸盘、拉杆、弹簧、齿盘、偏心轮及台阶孔构成本发明车轮的吸附调节系统。吸附调节系统根据台阶孔的数量分为若干组，吸附调节系统通过台阶孔安装在轮盘上。吸盘为柔性材料制造，能自由伸张，为了保证气密性要求，吸盘不含有任何孔洞、夹杂及裂纹等缺陷。吸盘侧环粘结在吸盘孔内，一端面与拉杆固定连结；拉杆的另一端与偏心轮相连；弹簧套在拉杆上后置于弹簧孔内，弹簧的一端顶在吸盘上，另一端置于弹簧孔与拉杆孔相交的台阶面上；偏心轮与轮盘台阶面相切。

吸盘旋转角为悬壁面法线与拉杆轴线间的夹角。

本发明车轮及装置的工作过程为：轮盘沿悬壁面滚动，主轴、齿盘相对车体不动。轮盘滚动时带动偏心轮绕主轴旋转，吸盘旋转角减小，当其减小到一定的角度时，一方面吸盘与悬壁面完全接触，另一方面，偏心轮与齿盘上齿顶啮合，弹簧被压缩。随吸盘旋转角的进一步减小、直至为零、以至增大，在齿盘上齿顶的作用下，偏心轮绕连接轴旋转，与偏心轮相连的拉杆向主轴方向移动，由于吸盘侧环固定在吸盘孔内，因而在吸盘与悬壁面间形成空腔，随拉杆的移动空腔空间逐渐增大，继而形成负压，于是车轮被吸附在悬壁面上。由于吸盘为柔性材料制造，因而在吸盘的不同位置，有些地方能承受压缩变形，有些地方能承受拉伸变形。这样随轮盘的滚动，能保证其具有一定的吸附时间，为车轮的行进提供吸附保证。