專利名稱：自主放氣式爬壁機(jī)器人振動(dòng)吸附足部的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自主放氣式爬壁機(jī)器人振動(dòng)吸附足部，具體地說是一種低 功耗的、能在較粗糙表面穩(wěn)定吸附，并能夠?qū)崿F(xiàn)自主吸放氣控制，對(duì)外具有安 裝接口的吸附裝置。屬于爬壁機(jī)器人的吸附裝置。
背景技術(shù)：
目前，被動(dòng)式的表面吸附裝置只能在相當(dāng)光滑的表面上吸附，在較粗糙的 表面則需要功耗很高的真空泵來保證吸盤內(nèi)的真空度。在自主式的爬壁機(jī)器人領(lǐng)域的研究中，為了提高機(jī)器人的適應(yīng)性，在設(shè)計(jì) 機(jī)器人的吸附裝置時(shí)必須使用可靠性高的真空泵吸盤。由于真空泵的體積大、 功耗大，導(dǎo)致機(jī)器人很難實(shí)現(xiàn)完全的自主，從而限制了爬壁機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自主放氣式爬壁機(jī)器人振動(dòng)吸附足部，以克服 使用真空泵導(dǎo)致的體積增大、功耗增大等局限性。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的自主放氣式爬壁機(jī)器人振動(dòng)吸附足部具體 包括上板組件，下板組件，放氣機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)凸輪，卡箍軸承，凸輪套，上下 板連接件，穩(wěn)定環(huán)，穩(wěn)固彈簧，固定螺母，放氣機(jī)構(gòu)固定螺栓上板組件包括電機(jī)固定套，電機(jī)，電機(jī)安裝板，上板吸盤接頭，真空吸盤， 上板，導(dǎo)向桿；真空吸盤與上板吸盤接頭的頭部連接，上板吸盤接頭安裝在上 板上；電機(jī)安裝在電機(jī)安裝板的端面上，電機(jī)固定套套在電機(jī)的外表面上，電 機(jī)固定套和電機(jī)安裝板通過螺栓連接在上板的螺紋孔中；導(dǎo)向桿安裝在上板的 螺紋孔中；下板組件包括直線軸承，下板吸盤接頭，真空吸盤，下板；吸盤安裝在下 板吸盤接頭的頭部，下板吸盤接頭安裝在下板的螺紋孔中，直線軸承安裝在下板的軸承孔中；放氣機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向塊，復(fù)位彈簧，偏心輪框，橡膠片，六通閥，偏心單向 軸承；偏心單向軸承與偏心輪框的方框部分配合，偏心輪框右端與六通閥的中 心孔配合，偏心輪框左端與導(dǎo)向塊的中心孔配合，偏心輪框右側(cè)粘接有橡膠片；偏心單向軸承的內(nèi)孔與傳動(dòng)凸輪端部的圓柱體部分配合；傳動(dòng)凸輪通過其上的D形孔與電機(jī)的輸出軸相連，卡箍軸承的內(nèi)表面與傳動(dòng)凸輪的外表面配合，其外表面與凸輪套的內(nèi)表面配合，凸輪套與上下板連接件連接，上下板連接件與下板相連；穩(wěn)定環(huán)通過穩(wěn)固彈簧和固定螺母與下板組件的下板吸盤接頭相連。其中，所述的直線軸承與下板的軸承孔之間為緊配合。其中，所述的偏心單向軸承與偏心輪框的方框部分為高副配合。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及功效在于該裝置不但可以在較粗糙的表面(如室內(nèi)墻面)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定吸附和放氣，而且具有體積小、功耗小、模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，以及和真空泵吸盤相當(dāng)?shù)目刂祈憫?yīng)速度。


圖l是本發(fā)明的三維視2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)爆炸3是本發(fā)明的上板組件爆炸4是本發(fā)明的下板組件爆炸5是本發(fā)明的放氣機(jī)構(gòu)爆炸6是本發(fā)明的穩(wěn)定環(huán)圖7是本發(fā)明的吸盤結(jié)構(gòu)8是本發(fā)明的上板吸盤接頭結(jié)構(gòu)圖9是本發(fā)明的下板吸盤接頭結(jié)構(gòu)圖10A是本發(fā)明的傳動(dòng)凸輪圖10B是傳動(dòng)凸輪的右視圖 圖ll是本發(fā)明的卡箍軸承 圖12是本發(fā)明的凸輪套 圖13是本發(fā)明的上下板連接件圖14是本發(fā)明的上板圖15是本發(fā)明的下板圖16是本發(fā)明的偏心單向軸承圖17是本發(fā)明的偏心輪框圖18是本發(fā)明的六通閥圖19是本發(fā)明的導(dǎo)向塊圖中具體標(biāo)號(hào)如下A-上板組件 B-下板組件 C-放氣機(jī)構(gòu)1、電機(jī)固定套2、電機(jī)3、電機(jī)安裝板4、上板吸盤接頭5、10、真空吸盤6、上板7、導(dǎo)向桿8、直線軸承9、下板吸盤接頭11、下板12、導(dǎo)向塊13、復(fù)位彈簧14、偏心輪框15、橡膠片16、六通閥17、偏心單向軸承18、傳動(dòng)凸輪19、卡箍軸承20、凸輪套21、上下板連接件22、穩(wěn)定環(huán)23、穩(wěn)固彈簧24、固定螺母25、放氣機(jī)構(gòu)固定螺栓
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。如圖l、 2、 6、 10、 11、 12、 13所示，本發(fā)明由上板組件A，下板組件B， 放氣機(jī)構(gòu)C，傳動(dòng)凸輪18，卡箍軸承19，凸輪套20，上下板連接件21，穩(wěn)定 環(huán)22，穩(wěn)固彈簧23，固定螺母24，放氣機(jī)構(gòu)固定螺栓25組成。如圖3、 7、 8、 14所示，上板組件A包括電機(jī)固定套1，電機(jī)2，電機(jī)安裝 板3，上板吸盤接頭4，真空吸盤5，上板6，導(dǎo)向桿7。真空吸盤5安裝在上 板吸盤接頭4的頭部，上板吸盤接頭4通過其尾部的螺紋安裝在上板6上的螺 紋孔中。電機(jī)2安裝在電機(jī)安裝板3的端面上，電機(jī)固定套l和電機(jī)安裝板間 通過螺釘連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)2的固定。導(dǎo)向桿7通過其尾部的螺栓安裝在上板 6上的螺紋孔中。如圖4、 9、 15所示，下板組件B包括直線軸承8，下板吸盤接頭9，真空吸盤IO，下板ll。吸盤10安裝在下板吸盤接頭9的頭部，下板吸盤接頭9通 過其尾部的螺紋安裝在下板11上的螺紋孔中。直線軸承通過緊配合安裝在下板 ll上的軸承孔中。如圖5、 17、 18、 19所示，放氣機(jī)構(gòu)C包括導(dǎo)向塊12，復(fù)位彈簧13，偏心 輪框14，橡膠片15，六通閥16，偏心單向軸承17。偏心單向軸承17與偏心輪 框14的方框部分構(gòu)成高副配合，偏心輪框14右端的圓柱體與六通閥16上的中 心孔配合，偏心輪框14左端的圓柱體與導(dǎo)向塊12上的中心孔配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)偏 心輪框14的導(dǎo)向，偏心輪框14右側(cè)的方形部分上粘接有橡膠片15。偏心單向軸承17的內(nèi)孔與傳動(dòng)凸輪18端部的圓柱體部分配合(如圖8所 示)，當(dāng)傳動(dòng)凸輪18逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(正轉(zhuǎn))，偏心單向軸承17作用與普通軸承 一樣，當(dāng)傳動(dòng)凸輪18順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(反轉(zhuǎn))，偏心單向軸承17將與傳動(dòng)凸輪一 起運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)通過偏心單向軸承17與偏心輪框的高副配合推動(dòng)偏心輪框向左運(yùn) 動(dòng)，使橡膠片與六通閥16的閥面脫開，使導(dǎo)氣管與大氣聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)對(duì)吸附裝置 的放氣。當(dāng)傳動(dòng)凸輪18再次正轉(zhuǎn)時(shí)，偏心輪框?qū)⒃趶?fù)位彈簧13的作用下向右 運(yùn)動(dòng)，橡膠片將重新與閥面貼合，通過復(fù)位彈簧13的預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)對(duì)吸附裝置的 密封。傳動(dòng)凸輪18 (如圖10A、 IOB所示)通過其上的D形孔與電機(jī)2的輸出軸 相連，卡箍軸承19的內(nèi)表面與傳動(dòng)凸輪的外表面配合，其外表面與凸輪套20 的內(nèi)表面配合，凸輪套20與上下板連接件21通過螺栓連接，上下板連接件21 與下板ll通過螺釘相連，這樣當(dāng)電機(jī)2帶動(dòng)傳動(dòng)凸輪18正轉(zhuǎn)時(shí)，上板組件A 和下板組件B上兩組吸盤就可以做交替振動(dòng)。穩(wěn)定環(huán)22通過穩(wěn)固彈簧23和固定螺母24與下板組件B上的下板吸盤接頭 9相連，穩(wěn)定環(huán)22上有連接接口。通過將上述結(jié)構(gòu)組裝在一起，并加上驅(qū)動(dòng)電路即形成具有模塊化特性的吸 附裝置。該吸附裝置能夠在室內(nèi)粉刷的墻面正常工作，在瓷磚壁面上的正拉力 載荷可達(dá)120N，功耗只有2W，自重為300g，所占空間為O120X50。其性能與 現(xiàn)在的傳統(tǒng)的吸附裝置相比有著明顯的優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求
1、一種自主放氣式爬壁機(jī)器人振動(dòng)吸附足部，其特征在于該裝置由上板組件，下板組件，放氣機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)凸輪，卡箍軸承，凸輪套，上下板連接件，穩(wěn)定環(huán)，穩(wěn)固彈簧，固定螺母，放氣機(jī)構(gòu)固定螺栓組成上板組件包括電機(jī)固定套，電機(jī)，電機(jī)安裝板，上板吸盤接頭，真空吸盤，上板，導(dǎo)向桿；真空吸盤與上板吸盤接頭的頭部連接，上板吸盤接頭安裝在上板上；電機(jī)安裝在電機(jī)安裝板的端面上，電機(jī)固定套套在電機(jī)的外表面上，電機(jī)固定套和電機(jī)安裝板通過螺栓連接在上板的螺紋孔中；導(dǎo)向桿安裝在上板的螺紋孔中；下板組件包括直線軸承，下板吸盤接頭，真空吸盤，下板；吸盤安裝在下板吸盤接頭的頭部，下板吸盤接頭安裝在下板的螺紋孔中，直線軸承安裝在下板的軸承孔中；放氣機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向塊，復(fù)位彈簧，偏心輪框，橡膠片，六通閥，偏心單向軸承；偏心單向軸承與偏心輪框的方框部分配合，偏心輪框右端與六通閥的中心孔配合，偏心輪框左端與導(dǎo)向塊的中心孔配合，偏心輪框右側(cè)粘接有橡膠片；偏心單向軸承的內(nèi)孔與傳動(dòng)凸輪端部的圓柱體部分配合；傳動(dòng)凸輪通過其上的D形孔與電機(jī)的輸出軸相連，卡箍軸承的內(nèi)表面與傳動(dòng)凸輪的外表面配合，其外表面與凸輪套的內(nèi)表面配合，凸輪套與上下板連接件連接，上下板連接件與下板相連；穩(wěn)定環(huán)通過穩(wěn)固彈簧和固定螺母與下板組件的下板吸盤接頭相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主放氣式爬壁機(jī)器人振動(dòng)吸附足部，其特征在 于所述的直線軸承與下板的軸承孔之間為緊配合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主放氣式爬壁機(jī)器人振動(dòng)吸附足部，其特征在 于所述的偏心單向軸承與偏心輪框的方框部分為高副配合。
全文摘要
本發(fā)明一種自主放氣式爬壁機(jī)器人振動(dòng)吸附足部，其特征在于該裝置由上板組件，下板組件，放氣機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)凸輪，卡箍軸承，凸輪套，上下板連接件，穩(wěn)定環(huán)，穩(wěn)固彈簧，固定螺母，放氣機(jī)構(gòu)固定螺栓組成。傳動(dòng)凸輪通過卡箍軸承帶動(dòng)凸輪套和上下板連接件沿導(dǎo)向桿做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；通過對(duì)偏心單向軸承的使用實(shí)現(xiàn)通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)完成對(duì)吸附裝置的吸放氣控制；通過穩(wěn)定環(huán)保證該吸附裝置作為機(jī)器人足部使用時(shí)不會(huì)因自身振動(dòng)而影響機(jī)器人整體的穩(wěn)定性。該吸附裝置能夠在室內(nèi)粉刷的墻面正常工作，在瓷磚壁面上的正拉力載荷可達(dá)120N，功耗只有2W，自重為300g，所占空間為Φ120×50。其性能與現(xiàn)在的傳統(tǒng)的吸附裝置相比有著明顯的優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)B62D57/00GK101402379SQ20081022530
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者榮 劉, 浩 楊, 洪青鋒 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)