[发明专利]基于微针阵列的微铣成形锚固机构

说明书

本发明公开了一种基于微针阵列的微铣成形锚固机构。吸盘安装支架下端面的中间有带有微针阵列的水下旋流吸盘结构，吸盘安装支架下端面周围有多个微铣结构；微铣结构包括进给装置、液压马达和盘型面铣刀；水下旋流吸盘结构包括水下无刷电机、微针阵列、旋流吸盘叶片和吸盘壳体，水下旋流吸盘提供法向吸附力，微针阵列通过微钻加工提供切向的摩擦力，微型铣刀在作业表面加工形成切向限位约束。本发明利用微针结构和微铣结构提供切向的摩擦力，当使用水下作业工具进行水下作业时，安装此吸附锚固机构，可以使得整体机构能够抵抗侧向水流或者作业力等干扰。

技术领域

本发明涉及了一种基于微针阵列的微铣成形锚固机构，尤其是涉及了一种基于微针阵列的微铣成形锚固机构。

背景技术

水下吸附技术与水下抓取技术是开展水下勘测与作业的关键技术之一，被广泛应用于海洋地质勘测、资源勘探及矿产评估、深海打捞等诸多领域，完成诸如水下取样、水下打捞、水下吸附等多种作业。

随着特种机器人技术的发展，水下爬壁机器人作为一种新的需求应运而生,设计用于在危险、恶劣环境下代替人工进行水下检查与作业的机器人，被广泛应用于核燃料池检测行业、船舶清洗行业以及水利大坝维护行业等，有效可靠的水下吸附技术是水下爬壁机器人得以广泛应用的先决条件。

旋流负压吸附作为一种较常见的水下吸附方式，可以实现非接触吸附，对壁面损伤小，且适用于多种材料的壁面，逐渐得到更加广泛的应用。旋流吸附作为一种非接触式吸附方式，虽然可以提供较大的法向吸附力，但由于与壁面无接触，使得切向摩擦力很小，在有大流速的侧向水流环境中，或应对大功率作业时会失稳。

综上所述，现有的旋流负压吸附方式不能提供较大的切向摩擦力，在应对高速侧向水流环境以及大功率作业时，不能很好的满足需求。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种基于微针阵列的微铣成形锚固机构，可满足水下机器人的稳定吸附需求，同时提供较大的侧向摩擦力，使得机器人整体保持稳定。

本发明的技术方案如下：

本发明包括吸盘安装支架、水下旋流吸盘结构和微铣结构；吸盘安装支架下端面的中间安装有带有微针阵列的水下旋流吸盘结构，吸盘安装支架下端面的周围安装有多个微铣结构。

所述的微铣结构包括进给装置、液压马达和盘型面铣刀，进给装置上端固定在吸盘安装支架下端面，进给装置下端固定安装液压马达，液压马达输出轴朝下并安装盘型面铣刀。

多个微铣结构沿圆周间隔布置安装在水下旋流吸盘结构周围的吸盘安装支架下端面。

所述的带有微针阵列的水下旋流吸盘结构包括水下无刷电机、微针阵列、旋流吸盘叶片和吸盘壳体，水下无刷电机上端固定在吸盘安装支架下端面，水下无刷电机下端安装在吸盘壳体上，吸盘壳体下端面中心开设有旋流腔，旋流腔周围的吸盘壳体下端面布置微针阵列，旋流腔内安装有旋流吸盘叶片，水下无刷电机的输出轴穿过吸盘壳体后和旋流吸盘叶片同轴连接。

所述的微针阵列包括径向从内向外布置的多圈微针，每圈微针包括沿同一圆周方向周向间隔布置的多个微针。

所述的微铣成形锚固机构置于水下，所述微针刺入水下或者陆地上的混凝土壁面中，提供切向摩擦力。

在水下旋流吸盘结构稳定吸附后，利用微铣机构以及液压推杆，在工作表面铣出一个凹槽，形成硬限位，提高结构在平行于作业面的侧向的受力。对于金属表面，铣刀平面与壁面之间的高速旋转会形成局部的旋转摩擦微焊接结构，相当于将微铣结构与壁面固连为一体，提高承力能力。

本发明的有益效果是：

本发明利用微针结构和微铣结构提供切向的摩擦力，当使用水下作业工具进行水下作业时，安装此吸附锚固机构，可以使得整体机构能够抵抗侧向水流或者作业力等干扰。

附图说明