[发明专利]一种真空吸附式四角海星爬壁机器人的爬行机构

权利要求书

1.一种真空吸附式四角海星爬壁机器人的爬行机构，其特征在于：包括外四角海星升降装置、内四角海星升降装置、四角海星外壳、气动真空发生装置、基于电动推杆的直行装置以及基于椭圆仪机构的旋转装置；

所述的外四角海星升降装置包括外光轴(11)、第一齿条(12)、第一光轴滑块(13)、外吸盘(14)、第一外四角支架(15)、第二外四角支架(16)、第一齿轮(17)、第一减速电机(18)；外吸盘(14)与外光轴(11)通过螺纹连接固定安装在第一外四角支架(15)的四个端角处，第一光轴滑块(13)分布在第二外四角支架(16)的四个端角处，与外光轴(11)以移动相副配合；第一齿条(12)对称安装在第一外四角支架(15)的两边；第一减速电机(18)固定安装在第二外四角支架(16)的两边；第一齿轮(17)固定安装在第一减速电机(18)的输出轴上；

所述的内四角海星升降装置包括内光轴(31)、第二光轴滑块(32)、内吸盘(33)、内四角支架(34)、第二齿轮(35)、第二减速电机(36)、主板(37)、第二齿条(38)；内吸盘(33)与内光轴(31)通过螺纹连接固定安装在内四角支架(34)的四个端角处；第二光轴滑块(32)分布在主板(37)的四个端角处，与内光轴(31)以移动副相配合；第二齿条(38)对称安装在内四角支架(34)的两边；第二减速电机(36)对称安装在主板(37)的两边；第二齿轮(35)固定安装在第二减速电机(36)的输出轴上；

所述的四角海星外壳包括第一四角连接器(21)、第二四角连接器(22)、四角顶板(23)，四角顶板(23)通过第一四角连接器(21)和第二四角连接器(22)与第二外四角支架(16)相连接；四角顶板(23)上可以搭载清洗工具，进行外墙清洗的工作；

所述的气动真空发生装置包括第一气泵(41)、第二气泵(42)，第一气泵(41)、第二气泵(42)均固定安装在主板(37)上；通过控制第一气泵(41)和第二气泵(42)的通断实现真空吸附和解除真空；

所述的基于电动推杆的直行装置包括连接桥(51)、电动推杆(52)、第一导轨(53)、第一滑块(54)，电动推杆(52)固定安装在四角顶板(23)上，与连接桥(51)中心固连，第一滑块(54)固定安装在连接桥(51)两端，与第一导轨(53)以移动副相配合；

所述的基于椭圆仪机构的旋转装置包括旋转主轴(61)、丝杆滑台装置(62)、曲柄(63)、连杆(64)、第二导轨(65)、第二滑块(66)；

所述的旋转主轴(61)的顶部与连接桥(51)以转动副相连，旋转主轴(61)的底部固定安装在主板(37)上；

所述的丝杆滑台装置(62)包括第三滑块(621)、滑台座(622)、滚珠丝杆(623)、步进电机(624)，滑台座(622)固定安装在连接桥(51)的一侧，滚珠丝杆(623)固定安装在滑台座(622)上，步进电机(624)输出轴与滚珠丝杆(623)固定，第三滑块(621)与滚珠丝杆(623)以移动幅配合；

所述的曲柄(63)一端固定安装在旋转主轴(61)上，另一端与连杆(64)中心以转动副相连；

所述的连杆(64)一端与第二滑块(66)以转动副相连，另一端与第三滑块(621)以转动副相连；

所述的第二导轨(65)固定安装在四角顶板(23)上；

所述的第二滑块(66)与第二导轨(65)以移动幅相配合；

所述的外四角海星升降装置中的第一减速电机(18)驱动第一齿轮(17)旋转，从而使第一齿条(12)与第一齿轮(17)发生相对运动，实现外吸盘(14)升降的目的；内四角海星升降装置中的第二减速电机(36)驱动第二齿轮(35)旋转，从而使第二齿条(38)与第二齿轮(35)发生相对运动，实现内吸盘(33)升降的目的；

所述的基于电动推杆的直行装置中的电动推杆(52)推动连接桥(51)直行，通过旋转主轴(61)带动主板(37)直行，进而带动内四角海星升降装置实现直行运动；

所述的基于椭圆仪机构的旋转装置中的步进电机(624)驱动滚珠丝杆(623)旋转，使第三滑块(621)在滚珠丝杆(623)上做往复直线运动，通过连杆(64)带动第二滑块(66)在第二导轨(65)上做往复直线运动，曲柄(63)一端通过转动副与连杆(64)中心发生相对转动，从而带动旋转主轴(61)旋转，进而带动内四角海星升降装置实现旋转。

2.根据权利要求1所述的一种真空吸附式四角海星爬壁机器人的爬行机构，其特征在于：所述的外吸盘(14)、外光轴(11)、内吸盘(33)、内光轴(31)、第一光轴滑块(13)以及第二光轴滑块(32)的数量均为4个，第一齿条(12)、第二齿条(38)、第一齿轮(17)、第二齿轮(35)、第一减速电机(18)、第二减速电机(36)、第一导轨(53)以及第一滑块(54)的数量均为2个。