[发明专利]一种自适应壁面曲率的真空吸盘装置

说明书

本发明公开了一种自适应壁面曲率的真空吸盘装置，包括分形体构件、吸盘组件；分形体构件采用三层树状结构，作为树状结构叶子节点的三级分形体构件上安装吸盘组件。本发明通过分形体构件间的滑动，让吸盘组件适应贴合曲形壁面；同时吸盘组件上的弹性阻尼装置，在刚性吸盘接触壁面时和脱离壁面吸附的情况下，有良好消除震动效果；既保证了攀爬机器人吸附时的稳定性，又可以适应复杂曲面；相比较于通过设计复杂移动结构去适应壁面曲率的攀爬机器人，本发明作为模块化装置可直接应用于攀爬机器人，结构简单可靠。

技术领域

本发明涉及一种自适应壁面曲率的真空吸盘装置，属于攀爬机器人吸附结构领域。

背景技术

近年来，攀爬机器人在大型工业设施中如飞机机翼、风能发电扇叶、船舶表面除锈、核工业壁面的检测等行业广泛的应用。然而在已有的爬壁机器人中，对于壁面具有一定的曲率，不是平整壁面的墙体。攀爬机器人在这样的工况中，现有的吸附结构很难攀附壁面，极容易出现吸附不稳定的情况。常见的真空吸附组件大多应用在平整的壁面结构，使得攀爬机器人适应性差、攀附能力弱。而为了适应壁面曲率，壁面移动结构设计复杂且负载能力低下。所暴露的主要问题是已有的壁面吸附结构不能适应具有一定曲率的壁面，且吸附时不稳定容易漏气等问题。

发明内容

本发明提供了一种自适应壁面曲率的真空吸盘装置，通过三层分形体构件与真空吸盘组件的配合，实现刚性吸盘组件的适应壁面。

本发明的技术方案是：一种自适应壁面曲率的真空吸盘装置，包括分形体构件、吸盘组件；分形体构件采用三层树状结构，作为树状结构叶子节点的三级分形体构件9上安装吸盘组件。

所述三层树状结构包括一级分形体构件1、二级分形体构件5、三级分形体构件9；一级分形体构件1与二级分形体构件5、二级分形体构件5与三级分形体构件9之间通过滑动配合带动吸盘组件滑动。

所述一级分形体构件1包括两个分体结构Ⅰ，两个分体结构Ⅰ连接，分体结构Ⅰ的底部开有多个弧形槽2，弧形槽2内侧处预留弧形T型槽3与二级分形体构件5上的弧形T型滑轨6进行滑动配合，二级分形体构件5上的弹性杆件7两端通过固定于弧形T型槽3左右端面的T型挡板4固定。

所述二级分形体构件5包括两个分体结构Ⅱ，两个分体结构Ⅱ连接，分体结构Ⅱ的底部开有多个弧形槽2，弧形槽2内侧处预留T型槽3与三级分形体构件9上的弧形T型滑轨6进行滑动配合，三级分形体构件9上的弹性杆件7两端通过固定于弧形T型槽3左右端面的T型挡板4固定；分体结构Ⅱ的顶部设有弧形T型滑轨6与一级分形体构件1上的弧形槽2进行滑动配合，弹性杆件7穿过弧形T型滑轨6，弹性杆件7伸出弧形T型滑轨6的两端安装弹簧8并通过一级分形体构件1上的T型挡板4固定。

所述三级分形体构件9的顶部设有弧形T型滑轨6与二级分形体构件5上的弧形槽2进行滑动配合，弹性杆件7穿过弧形T型滑轨6，弹性杆件7伸出弧形T型滑轨6的两端安装弹簧8并通过二级分形体构件5上的T型挡板4固定；三级分形体构件9的底部开凹槽10，吸盘组件中的弹性阻尼装置11一端伸入凹槽10并固定安装在三级分形体构件9下端。

所述吸盘组件包括弹簧阻尼器11、刚性吸盘12、柔性吸附材料13、气管快速接头14；其中，弹簧阻尼器11一端与分形体构件连接，弹簧阻尼器11另一端安装于刚性吸盘12上端面，刚性吸盘12内部及下端面设有柔性吸附材料13，气管快速接头14一端与刚性吸盘12顶部固定，气管快速接头14另一端用于连接软管。

所述吸盘组件为多组，将不同二级分形体构件5节点下的吸盘组件通过软管连通。

本发明的有益效果是：本发明通过分形体构件间的滑动，让吸盘组件适应贴合曲形壁面；同时吸盘组件上的弹性阻尼装置，在刚性吸盘接触壁面时和脱离壁面吸附的情况下，有良好消除震动效果；既保证了攀爬机器人吸附时的稳定性，又可以适应复杂曲面；相比较于通过设计复杂移动结构去适应壁面曲率的攀爬机器人，本发明作为模块化装置可直接应用于攀爬机器人，结构简单可靠。

附图说明