[发明专利]一种爬壁机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种爬壁机器人。

背景技术

越来越多的高层建筑成为现代都市的新景观，这些高楼多以瓷砖和玻璃幕墙作为外立面，每过一段时间就需要对其进行清洗等高空作业。

一直以来，大多都是由人工来完成高层建筑外立面的清洗工作，其工作效率低、耗时久，且简单的搭乘吊篮或腰系绳索等安全措施可靠性并不乐观，存在极大的安全隐患。

发明内容

本发明旨在提供一种能在竖直壁面等危险环境移动和作业，且爬行稳定可靠、移动灵活、控制简单，负载和越障能力显著的爬壁机器人。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种爬壁机器人，包括电机、外框架、内框架，以及能在XY平面内运动的并联移动机构和能在Z方向做抬腿运动的腿部机构，所述内框架通过并联移动机构安装在所述外框架内，且外框架和内框架底部各安装有四条能吸附于墙面的所述腿部机构。

进一步地，所述并联移动机构包括安装板、Y向滑移机构、X向滑移机构、轴承座总成、齿形皮带和滚轮；所述安装板通过Y向滑移机构能前后移动的安装在外框架内，所述内框架通过X向滑移机构能左右移动的安装在安装板底部；所述轴承座总成包括轴承座、滚动轴承和同步带轮，所述轴承座安装在外框架端角处，所述同步带轮由所述电机驱动；所述滚轮设置为四个，在安装板上呈矩形布置，所述齿形皮带绕过全部滚轮和同步带轮正好围成“工”字型闭合回路。

进一步地，所述腿部机构包括大腿、小腿、吸盘组和泵装置，所述大腿和小腿之间通过一个伸缩气缸和两个平行布置的肌腱连接，能完成弯曲和Z方向抬腿动作，所述伸缩气缸一端连接在大腿上，另一端连接在小腿上，所述肌腱为连接板，肌腱的一端铰接在大腿上，另一端铰接在小腿上，两个肌腱之间通过拉伸弹簧连接；所述吸盘组安装于小腿底部，所述泵装置用于吸盘组抽真空和充气。

进一步地，所述吸盘组包括吸盘固定座、吸盘安装板、快插接头和吸盘，所述吸盘安装板通过所述吸盘固定座安装在小腿底部；所述吸盘设置为三个并成三角形均布，每个吸盘通过所述的快插接头安装于所述吸盘安装板上，所述泵装置和每个吸盘之间通过气管连通。

进一步地，所述吸盘组还包括真空安全阀、真空压力开关、压力传感器，所述真空安全阀设置在气管上用于保证每个吸盘独立工作，所述真空压力开关一端连接吸盘，另一端与所述压力传感器连接。

进一步地，所述真空压力开关左、右侧各设置有一个进口，底部设置有一个出口，出口每次只与其中一个进口连通；每个所述吸盘组设置有两个真空压力开关，前两个吸盘并联后接入第一个真空压力开关，最后一个吸盘与第一个真空压力开关的出口并联后接入第二个真空压力开关，第二个真空压力开关出口连接压力传感器。

进一步地，所述Y向滑移机构包括Y向平动导杆、第一滑移组件，所述Y向平动导杆设置为两根，两根Y向平动导杆左右分开设置在外框架上，安装板的左右两侧各自通过第一滑移组件安装在对应侧的Y向平动导杆上，并能在Y向平动导杆上滑动；所述X向滑移机构包括X向平动导杆、第二滑移组件，所述X向平动导杆设置为两根，两根X向水平导杆前后分开安装在安装板上，内框架的前后端各自通过第二滑移组件安装在对应端的X向平动导杆上，并能在X向平动导杆上滑动。

更进一步地，所述Y向平动导杆前端和后端分别通过导向轴支座固定安装在对应侧的轴承座上；所述X向平动导杆的两端则通过导向轴T型支座安装在安装板上。

在上述方案的基础上，所述内框架包括内框架型板、压铸角连接件，所述内框架上的腿部机构通过压铸角连接件固定在所述的内框架型板上；所述外框架包括外框型材架，所述电机通过电机安装板安装在所述外框型材架上；所述轴承座总成通过垫块安装在外框架上。

本发明的有益效果：设计精巧、控制简单，能在壁面灵活行走，且爬行稳定可靠；此外，能搭载不同功能设备完成清洗、油漆、勘察等工作，其负载和越障能力显著。

附图说明

图1是本发明轴测图。

图2是本发明主视图。

图3是本发明外框架的轴测图。

图4是本发明内框架的轴测图。

图5是本发明腿部机构的轴测图。

图6是本发明轴承座总成的轴测图。

图7、8是本发明并联移动机构的轴测图。